11 Mär 2022
STARK:Umkehrosmoseanlage. Wie funktioniert die Umkehrosmose?
Dieser Artikel richtet sich an ein Publikum, das wenig oder keine Erfahrung mit Umkehrosmosewasser hat und versucht, die Grundlagen in einfachen Worten zu erklären, die dem Leser ein besseres Gesamtverständnis der Umkehrosmose-Wassertechnologie und ihrer Anwendungen vermitteln sollen.
Umkehrosmose verstehen
Umkehrosmose, allgemein als RO bezeichnet, ist ein Prozess, bei dem Sie Wasser demineralisieren oder deionisieren, indem Sie es unter Druck durch eine halbdurchlässige Umkehrosmosemembran drücken.
Wie funktioniert die Umkehrosmose?
Bei der Umkehrosmose wird eine Hochdruckpumpe verwendet, um den Druck auf der Salzseite der Umkehrosmose zu erhöhen und das Wasser durch die semipermeable Umkehrosmosemembran zu drücken, wodurch fast alle (etwa 95 % bis 99 %) der gelösten Salze im Ausschussstrom zurückbleiben. Die Höhe des erforderlichen Drucks hängt von der Salzkonzentration des Speisewassers ab. Je konzentrierter das Speisewasser ist, desto mehr Druck ist erforderlich, um den osmotischen Druck zu überwinden.
Das entsalzte Wasser, das demineralisiert oder deionisiert ist, wird als Permeat- (oder Produkt-)Wasser bezeichnet. Der Wasserstrom, der die konzentrierten Verunreinigungen transportiert, die nicht durch die RO-Membran gelangt sind, wird als Ausschuss- (oder Konzentrat-)Strom bezeichnet.
Wenn das Speisewasser unter Druck in die Umkehrosmosemembran eintritt (genug Druck, um den osmotischen Druck zu überwinden), passieren die Wassermoleküle die semipermeable Membran, und die Salze und andere Verunreinigungen werden nicht durchgelassen und durch den Ausschussstrom (auch als Konzentrat- oder Solestrom bezeichnet) abgeführt, der abfließt oder unter bestimmten Umständen wieder in die Speisewasserversorgung eingespeist werden kann, um durch das Umkehrosmosesystem recycelt zu werden. Wasser sparen. Das Wasser, das es durch die RO-Membran schafft, wird als Permeat- oder Produktwasser bezeichnet und hat normalerweise etwa 95 % bis 99 % der gelösten Salze aus ihm entfernt.
Es ist wichtig zu verstehen, dass ein RO-System eine Kreuzfiltration anstelle einer Standardfiltration verwendet, bei der die Verunreinigungen im Filtermedium gesammelt werden. Bei der Kreuzfiltration durchläuft die Lösung den Filter oder durchquert den Filter mit zwei Auslässen: Das gefilterte Wasser geht in die eine Richtung und das verunreinigte Wasser in eine andere Richtung. Um die Ansammlung von Verunreinigungen zu vermeiden, ermöglicht die Kreuzstromfiltration, dass Wasser Schadstoffablagerungen wegfegt und gleichzeitig genügend Turbulenzen zulässt, um die Membranoberfläche sauber zu halten.
Welche Verunreinigungen werden durch die Umkehrosmose aus dem Wasser entfernt?
Die Umkehrosmose ist in der Lage, bis zu 99%+ der gelösten Salze (Ionen), Partikel, Kolloide, organischen Stoffe, Bakterien und Pyrogene aus dem Speisewasser zu entfernen (obwohl man sich nicht auf ein RO-System verlassen sollte, um 100% der Bakterien und Viren zu entfernen). Eine RO-Membran weist Verunreinigungen basierend auf ihrer Größe und Ladung zurück. Jede Verunreinigung mit einem Molekulargewicht von mehr als 200 wird wahrscheinlich von einem ordnungsgemäß funktionierenden Umkehrosmosesystem zurückgewiesen (zum Vergleich: Ein Wassermolekül hat ein MW von 18). Je höher die ionische Ladung des Schadstoffs ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er die RO-Membran nicht passieren kann. Zum Beispiel hat ein Natriumion nur eine Ladung (monovalent) und wird von der RO-Membran nicht abgestoßen, ebenso wie z. B. Calcium, das zwei Ladungen hat. Ebenso ist dies der Grund, warum ein RO-System Gase wie CO2 nicht sehr gut entfernt, da sie in Lösung nicht stark ionisiert (geladen) sind und ein sehr niedriges Molekulargewicht haben. Da ein RO-System keine Gase entfernt, kann das Permeatwasser je nach CO2-Gehalt im Speisewasser einen etwas niedrigeren pH-Wert als normal haben, da das CO2 in Kohlensäure umgewandelt wird.
Die Umkehrosmose ist sehr effektiv bei der Aufbereitung von Brack-, Oberflächen- und Grundwasser für Anwendungen mit großen und kleinen Durchflüssen. Einige Beispiele für Branchen, die RO-Wasser verwenden, sind Pharmazie, Kesselspeisewasser, Lebensmittel und Getränke, Metallveredelung und Halbleiterherstellung, um nur einige zu nennen.
Leistungs- und Designberechnungen der Umkehrosmose
Es gibt eine Handvoll Berechnungen, die zur Beurteilung der Leistung eines RO-Systems und auch für Designüberlegungen verwendet werden. Ein RO-System verfügt über Instrumente, die Qualität, Durchfluss, Druck und manchmal andere Daten wie Temperatur oder Betriebsstunden anzeigen. Um die Leistung eines RO-Systems genau zu messen, benötigen Sie mindestens die folgenden Betriebsparameter:
Umkehrosmoseanlage
Umkehrosmose verstehen
Umkehrosmose, allgemein als RO bezeichnet, ist ein Prozess, bei dem Sie Wasser demineralisieren oder deionisieren, indem Sie es unter Druck durch eine halbdurchlässige Umkehrosmosemembran drücken.
Wie funktioniert die Umkehrosmose?
Bei der Umkehrosmose wird eine Hochdruckpumpe verwendet, um den Druck auf der Salzseite der Umkehrosmose zu erhöhen und das Wasser durch die semipermeable Umkehrosmosemembran zu drücken, wodurch fast alle (etwa 95 % bis 99 %) der gelösten Salze im Ausschussstrom zurückbleiben. Die Höhe des erforderlichen Drucks hängt von der Salzkonzentration des Speisewassers ab. Je konzentrierter das Speisewasser ist, desto mehr Druck ist erforderlich, um den osmotischen Druck zu überwinden.
Das entsalzte Wasser, das demineralisiert oder deionisiert ist, wird als Permeat- (oder Produkt-)Wasser bezeichnet. Der Wasserstrom, der die konzentrierten Verunreinigungen transportiert, die nicht durch die RO-Membran gelangt sind, wird als Ausschuss- (oder Konzentrat-)Strom bezeichnet.
Wenn das Speisewasser unter Druck in die Umkehrosmosemembran eintritt (genug Druck, um den osmotischen Druck zu überwinden), passieren die Wassermoleküle die semipermeable Membran, und die Salze und andere Verunreinigungen werden nicht durchgelassen und durch den Ausschussstrom (auch als Konzentrat- oder Solestrom bezeichnet) abgeführt, der abfließt oder unter bestimmten Umständen wieder in die Speisewasserversorgung eingespeist werden kann, um durch das Umkehrosmosesystem recycelt zu werden. Wasser sparen. Das Wasser, das es durch die RO-Membran schafft, wird als Permeat- oder Produktwasser bezeichnet und hat normalerweise etwa 95 % bis 99 % der gelösten Salze aus ihm entfernt.
Es ist wichtig zu verstehen, dass ein RO-System eine Kreuzfiltration anstelle einer Standardfiltration verwendet, bei der die Verunreinigungen im Filtermedium gesammelt werden. Bei der Kreuzfiltration durchläuft die Lösung den Filter oder durchquert den Filter mit zwei Auslässen: Das gefilterte Wasser geht in die eine Richtung und das verunreinigte Wasser in eine andere Richtung. Um die Ansammlung von Verunreinigungen zu vermeiden, ermöglicht die Kreuzstromfiltration, dass Wasser Schadstoffablagerungen wegfegt und gleichzeitig genügend Turbulenzen zulässt, um die Membranoberfläche sauber zu halten.
Welche Verunreinigungen werden durch die Umkehrosmose aus dem Wasser entfernt?
Die Umkehrosmose ist in der Lage, bis zu 99%+ der gelösten Salze (Ionen), Partikel, Kolloide, organischen Stoffe, Bakterien und Pyrogene aus dem Speisewasser zu entfernen (obwohl man sich nicht auf ein RO-System verlassen sollte, um 100% der Bakterien und Viren zu entfernen). Eine RO-Membran weist Verunreinigungen basierend auf ihrer Größe und Ladung zurück. Jede Verunreinigung mit einem Molekulargewicht von mehr als 200 wird wahrscheinlich von einem ordnungsgemäß funktionierenden Umkehrosmosesystem zurückgewiesen (zum Vergleich: Ein Wassermolekül hat ein MW von 18). Je höher die ionische Ladung des Schadstoffs ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er die RO-Membran nicht passieren kann. Zum Beispiel hat ein Natriumion nur eine Ladung (monovalent) und wird von der RO-Membran nicht abgestoßen, ebenso wie z. B. Calcium, das zwei Ladungen hat. Ebenso ist dies der Grund, warum ein RO-System Gase wie CO2 nicht sehr gut entfernt, da sie in Lösung nicht stark ionisiert (geladen) sind und ein sehr niedriges Molekulargewicht haben. Da ein RO-System keine Gase entfernt, kann das Permeatwasser je nach CO2-Gehalt im Speisewasser einen etwas niedrigeren pH-Wert als normal haben, da das CO2 in Kohlensäure umgewandelt wird.
Die Umkehrosmose ist sehr effektiv bei der Aufbereitung von Brack-, Oberflächen- und Grundwasser für Anwendungen mit großen und kleinen Durchflüssen. Einige Beispiele für Branchen, die RO-Wasser verwenden, sind Pharmazie, Kesselspeisewasser, Lebensmittel und Getränke, Metallveredelung und Halbleiterherstellung, um nur einige zu nennen.
Leistungs- und Designberechnungen der Umkehrosmose
Es gibt eine Handvoll Berechnungen, die zur Beurteilung der Leistung eines RO-Systems und auch für Designüberlegungen verwendet werden. Ein RO-System verfügt über Instrumente, die Qualität, Durchfluss, Druck und manchmal andere Daten wie Temperatur oder Betriebsstunden anzeigen. Um die Leistung eines RO-Systems genau zu messen, benötigen Sie mindestens die folgenden Betriebsparameter:
- Vorschubdruck
- Druck durchdringen
- Druck konzentrieren
- Leitfähigkeit des Vorschubs
- Leitfähigkeit des Permeats
- Vorschub
- Permeat-Strömung
- Temperatur
Umkehrosmoseanlage