WIE FUNKTIONIERT ES?
UMKEHROSMOSE PROZESS
Umkehrosmose, umgangssprachlich RO genannt, ist ein Prozess, bei dem entmineralisiertes oder entionisiertes Wasser durch eine halbdurchlässige Umkehrosmose-Membran gedrückt wird.
Osmose
Um den Zweck und den Prozess der Umkehrosmose zu verstehen, müssen Sie zuerst den natürlich vorkommenden Prozess der Osmose verstehen.
Osmose ist ein natürlich vorkommendes Phänomen und einer der wichtigsten Prozesse in der Natur. Es ist ein Prozess, bei dem eine schwächere Salzlösung dazu neigt, zu einer starken Salzlösung zu wandern. Beispiele für Osmose sind, wenn Pflanzenwurzeln Wasser aus dem Boden absorbieren und unsere Nieren Wasser aus unserem Blut aufnehmen.
Unten ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Osmose funktioniert. Eine Lösung, die weniger konzentriert ist, neigt dazu, zu einer Lösung mit höherer Konzentration zu wandern. Wenn Sie zum Beispiel einen Behälter mit Wasser mit einer niedrigen Salzkonzentration und einen weiteren Behälter mit Wasser mit einer hohen Salzkonzentration hätten und diese durch eine semipermeable Membran getrennt wären, würde das Wasser mit der niedrigeren Salzkonzentration anfangen zu wandern gegen den Wasserbehälter mit der höheren Salzkonzentration.
Eine semipermeable Membran ist eine Membran, die einigen Atomen oder Molekülen den Durchgang ermöglicht, andere jedoch nicht. Ein einfaches Beispiel ist eine Bildschirmtür. Es lässt Luftmoleküle passieren, aber keine Schädlinge oder etwas, das größer ist als die Löcher in der Gittertür. Ein anderes Beispiel ist Gore-tex Kleidungsstoff, der eine extrem dünne Plastikfolie enthält, in die Milliarden von kleinen Poren geschnitten wurden. Die Poren sind groß genug, um Wasserdampf durchzulassen, aber klein genug, um zu verhindern, dass flüssiges Wasser durchtritt.
Umkehrosmose ist der Prozess der Osmose umgekehrt. Während Osmose natürlich ohne Energie benötigt, um den Prozess der Osmose umzukehren, müssen Sie Energie auf die Kochsalzlösung anwenden. Eine Umkehrosmosemembran ist eine semipermeable Membran, die den Durchgang von Wassermolekülen ermöglicht, jedoch nicht die Mehrzahl von gelösten Salzen, organischen Stoffen, Bakterien und Pyrogenen. Sie müssen jedoch das Wasser durch die Umkehrosmosemembran „pushen“, indem Sie einen Druck anwenden, der größer ist als der natürlich auftretende osmotische Druck, um Wasser in dem Prozess zu entsalzen (entmineralisieren oder deionisieren), wodurch reines Wasser durchgelassen wird, während eine Mehrheit zurückgehalten wird von Verunreinigungen.
Unten ist ein Diagramm, das den Prozess der Umkehrosmose skizziert. Wenn Druck auf die konzentrierte Lösung ausgeübt wird, werden die Wassermoleküle durch die semipermeable Membran gedrückt und die Verunreinigungen werden nicht durchgelassen.
Wie funktioniert die Umkehrosmose?
Umkehrosmose arbeitet mit einer Hochdruckpumpe, um den Druck auf der Salzseite der RO zu erhöhen und das Wasser über die semipermeable Umkehrosmosemembran zu pressen, wobei fast alle (etwa 95% bis 99%) gelösten Salze im Abfall verbleiben Strom. Die Höhe des erforderlichen Druckes hängt von der Salzkonzentration des Speisewassers ab. Je konzentrierter das Speisewasser ist, desto mehr Druck wird benötigt, um den osmotischen Druck zu überwinden.
Das entsalzte Wasser, das entmineralisiert oder entionisiert ist, wird Permeat- (oder Produkt-) Wasser genannt. Der Wasserstrom, der die konzentrierten Verunreinigungen trägt, die nicht durch die RO-Membran hindurchgelangt sind, wird der Abfall- (oder Konzentrat-) Strom genannt.
Wenn das Speisewasser unter Druck in die RO-Membran eintritt (genügend Druck, um den osmotischen Druck zu überwinden), passieren die Wassermoleküle die semipermeable Membran und die Salze und andere Verunreinigungen können nicht passieren und werden durch den Rejektstrom (auch bekannt als der Konzentrat- oder Sole-Strom), der ablaufen oder unter bestimmten Umständen in die Speisewasserversorgung zurückgeführt werden kann, um durch das RO-System recycelt zu werden, um Wasser zu sparen. Das Wasser, das durch die RO-Membran dringt, wird als Permeat oder Produktwasser bezeichnet und hat normalerweise etwa 95% bis 99% der gelösten Salze, die aus ihm entfernt werden.
Welche Verunreinigungen entfernen die Umkehrosmose aus dem Wasser?
Die Umkehrosmose kann bis zu 99% gelöste Salze (Ionen), Partikel, Kolloide, organische Stoffe, Bakterien und Pyrogene aus dem Speisewasser entfernen (obwohl ein RO-System nicht darauf angewiesen sein sollte, 100% der Bakterien und Viren zu entfernen) ). Eine Umkehrosmose-Membran weist Verunreinigungen aufgrund ihrer Größe und Ladung zurück. Jede Verunreinigung, die ein Molekulargewicht von mehr als 200 aufweist, wird wahrscheinlich von einem ordnungsgemäß betriebenen RO-System abgestoßen (zum Vergleich hat ein Wassermolekül ein MW von 18). Je größer die Ionenladung der Verunreinigung ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie die RO-Membran nicht passieren kann.