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So funktioniert Umkehrosmose

Osmose

Damit Osmose stattfindet, benötigt man eine halbdurchlässige Membrane. Sie besteht aus einem Material, welches nicht wirklich durchlässig ist, sondern zwischen ihren eigenen Molekülzwischenräumen Wasser aufnehmen kann. Osmose hat nichts mit dem zu tun, was als Umkehrosmose bezeichnet wird.

Trennt man zwei gleichartige Flüssigkeiten durch eine halbdurchlässige Membrane, so wandern nach dem Prinzip der Brown`schen Molekularbewegung Wassermoleküle von beiden Seiten im Wechsel durch die Membrane. Der osmotische Druck ist gleich Null.

Trennt man zum Beispiel destilliertes Wasser von einer einprozentigen Salzlösung, so wird auf der angereicherte Seite durch die Salzionen die für die Wassermoleküle freie Fläche verkleinert. Dadurch wandern mehr Wassermoleküle zur verunreinigten Seite. Es entsteht ein osmotischer Druck von etwa 6,8 bar. Die Salze diffundieren nur langsam durch die Membrane so dass nach einiger Zeit auf beiden Seiten der Membrane die gleiche Konzentration herscht und der osmotische Druck sich ausgeglichen hat.

Umkehrosmose Filter

Drückt man nun auf der verunreinigten Seite mit erheblich mehr als dem osmotischen Druck, so wandern hauptsächlich Wassermoleküle durch die Membrane in Richtung der sauberen Seite. Die gelösten Stoffe bleiben vor der Membrane zurück und reichern die Flüssigkeit dort an. Diese Aufkonzentrierung würde den osmotischen Druck erhöhen und das System käme zum Stillstand. Im Grunde handelt es sich aber um eine mechanische Filtration.

Leitet man einen Teil des Konzentrates ab, so werden die zurückgehaltenen Stoffe nicht mehr im System gesammelt. Das System arbeitet so dauerhaft. Der nötige Arbeitsdruck wird durch eine Pumpe oder den Wasserleitungsdruck erzeugt. In unserem Fall ist die Salzlösung unser Leitungswasser. Wir nennen das Rohwasser. Das gereinigte Wasser nennen wir Permeat. Das Ganze wird auch als Querstromfiltration bezeichnet. Der Umkehrosmose Filter ist der Hauptfilter einer pureblue Wasserfilteranlage. Er wird durch die Vorfilter geschützt und durch Nachfilter unterstützt.

Umkehrosmose in einer Wasserfilteranlage

Leitungswasser darf nur maximal 2000 Mikrosiemens haben. Das Entspricht 1280 mg/l gelöster Stoffe. Bei diesem Wert spielt der osmotische Druck kaum eine Rolle. Bei der Entsalzung von Meerwasser dagegen können osmotische Drücke von über 37 bar auftreten. Für solche Anwendungen gibt es spezielle Membranen die mit über 60 bar betrieben werden.
Unsere Trinkwasserelemente sollenlaut Hersteller im Bereich von 1,4 bar bis 8,5 Bar betrieben werden. Wapura Geräte sollten aber mit einem Druck von mindestens 3 bar betrieben werden.
Bei weniger Druck nimmt die Filterleistung stark ab, die Qualität leidet und man bekommt auch kaum Wasser in den Tank. Ist der Leitungsdruck oft unter 3 bar, so empfehlen wir Geräte mit Druckerhöhungspumpe. Die sehr Energiesparenden Membranpumpen haben mittlerweile eine gute Lebensdauer und versorgen die Umkehrosmosemembrane mit 7 bar Druck.