STARK Umkehrosmose-System. 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 sollten.

Verstehen der Umkehrosmose
Umkehrosmose, allgemein als RO bezeichnet, ist ein Prozess, bei dem Sie Wasser demineralisieren oder deionisieren, indem Sie es unter Druck durch eine semipermeable Umkehrosmosemembran drücken.

Wie funktioniert die Umkehrosmose?
Die Umkehrosmose arbeitet mit einer Hochdruckpumpe, um den Druck auf der Salzseite des RO zu erhöhen und das Wasser über die semipermeable RO-Membran zu drücken, wobei fast alle (etwa 95% bis 99%) der gelösten Salze im Ausschussstrom zurückbleiben. Die erforderliche Druckmenge hängt von der Salzkonzentration des Speisewassers ab. Je konzentrierter das Speisewasser, desto mehr Druck ist erforderlich, um den osmotischen Druck zu überwinden.

Das entsalzte Wasser, das demineralisiert oder deionisiert ist, wird Permeatwasser (oder Produktwasser) genannt. Der Wasserstrom, der die konzentrierten Verunreinigungen trägt, die nicht durch die RO-Membran gelangt sind, wird als Ausschuss- (oder Konzentrat-) Strom bezeichnet.


Wenn das Speisewasser unter Druck in die RO-Membran gelangt (genug Druck, um osmotischen Druck zu überwinden), passieren die Wassermoleküle die semipermeable Membran und die Salze und andere Verunreinigungen dürfen nicht passieren und werden durch den Ausstoßstrom (auch bekannt als Konzentrat- oder Solestrom) abgeführt, der abfließt oder unter bestimmten Umständen in die Speisewasserversorgung zurückgeführt werden kann, um durch das RO-System recycelt zu werden, um Wasser sparen. Das Wasser, das es durch die RO-Membran schafft, wird Permeat oder Produktwasser genannt und hat normalerweise etwa 95% bis 99% der gelösten Salze entfernt.

Es ist wichtig zu verstehen, dass ein RO-System eine Kreuzfiltration anstelle einer Standardfiltration verwendet, bei der die Verunreinigungen in den Filtermedien gesammelt werden. Bei der Querfiltration durchläuft die Lösung den Filter oder kreuzt den Filter mit zwei Auslässen: Das gefilterte Wasser geht in eine Richtung und das kontaminierte Wasser in eine andere Richtung. Um die Ansammlung von Verunreinigungen zu vermeiden, ermöglicht die Cross-Flow-Filtration, dass Wasser die Ansammlung von Verunreinigungen wegfegt und genügend Turbulenzen zulässt, um die Membranoberfläche sauber zu halten.

Welche Verunreinigungen entfernt die Umkehrosmose aus dem Wasser?
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 aufgrund ihrer Größe und Ladung ab. Jede Verunreinigung, die ein Molekulargewicht von mehr als 200 hat, wird wahrscheinlich von einem ordnungsgemäß laufenden RO-System abgestoßen (zum Vergleich: Ein Wassermolekül hat eine MW von 18). Je größer die ionische Ladung der Verunreinigung ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie die RO-Membran nicht passieren kann. Zum Beispiel hat ein Natriumion nur eine Ladung (einwertig) und wird nicht von der RO-Membran abgestoßen sowie beispielsweise Calcium, das zwei Ladungen hat. Aus diesem Grund entfernt ein RO-System Gase wie CO2 nicht sehr gut, 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 aufweisen, 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 Strömungen. Einige Beispiele für Branchen, die RO-Wasser verwenden, sind Pharmazie, Kesselspeisewasser, Lebensmittel und Getränke, Metallveredelung und Halbleiterfertigung, um nur einige zu nennen.

Umkehrosmose-Leistungs- und Konstruktionsberechnungen
Es gibt eine Handvoll Berechnungen, die verwendet werden, um die Leistung eines RO-Systems zu beurteilen und auch für Designüberlegungen. Ein RO-System verfügt über eine Instrumentierung, die Qualität, Durchfluss, Druck und manchmal andere Daten wie Temperatur oder Betriebsstunden anzeigt. Um die Leistung eines RO-Systems genau messen zu können, benötigen Sie mindestens die folgenden Betriebsparameter:

• Vorschubdruck
• Permeatdruck
• Konzentratdruck
• Leitfähigkeit des Vorschubs
• Permeat-Leitfähigkeit
• Futterdurchfluss
• Permeatfluss
• Temperatur

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