Umkehrosmose (RO) ist eine Membrantrenntechnologie, die durch Druck Salz und andere gelöste Stoffe aus Wasser entfernen kann. RO wird häufig zur Meerwasserentsalzung, Brackwasserentsalzung, Trinkwasseraufbereitung und Abwasserwiederverwendung eingesetzt.
Die Geschichte hinter der Umkehrosmosemembran
Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie eine Umkehrosmosemembran funktioniert? Wie kann sie Salz und andere Verunreinigungen aus dem Wasser filtern und es so trinkbar machen? Die Geschichte hinter dieser erstaunlichen Erfindung ist ziemlich faszinierend und hat mit neugierigen Möwen zu tun.
Alles begann in den 1950er Jahren, als ein Wissenschaftler namens Sidney Loeb an der University of California in Los Angeles arbeitete. Er interessierte sich für den Prozess der Osmose, also die natürliche Bewegung von Wasser durch eine halbdurchlässige Membran von einem Bereich mit niedriger Stoffkonzentration zu einem Bereich mit hoher Stoffkonzentration. Er wollte einen Weg finden, diesen Prozess umzukehren und Wasser mithilfe von äußerem Druck von einem Bereich mit hoher Stoffkonzentration zu einem Bereich mit niedriger Stoffkonzentration zu bewegen. Auf diese Weise könnte er Meerwasser entsalzen und Süßwasser für den menschlichen Verzehr produzieren.
Er stand jedoch vor einer großen Herausforderung: Er musste eine geeignete Membran finden, die dem hohen Druck standhielt und der Verschmutzung durch Salz und andere Schadstoffe widerstand. Er probierte verschiedene Materialien aus, wie Zelluloseacetat und Polyethylen, aber keines davon funktionierte gut genug. Er wollte schon aufgeben, als ihm etwas Merkwürdiges auffiel.
Eines Tages ging er am Strand entlang und sah einen Schwarm Möwen über das Meer fliegen. Er beobachtete, wie sie ins Wasser tauchten, ein paar Fische fingen und dann zurück zum Ufer flogen. Er fragte sich, wie sie Meerwasser trinken konnten, ohne krank zu werden oder zu dehydrieren. Er beschloss, der Sache weiter nachzugehen und entdeckte, dass Möwen eine spezielle Drüse in der Nähe ihrer Augen haben, die sogenannte Salzdrüse. Diese Drüse scheidet überschüssiges Salz aus ihrem Blut in Form einer Salzlösung durch ihre Nasenlöcher aus. Auf diese Weise können sie ihren Wasserhaushalt aufrechterhalten und eine Salzvergiftung vermeiden.
Seitdem hat die RO-Technologie eine rasante Entwicklungsphase durchlaufen und sich allmählich der Kommerzialisierung zugewandt. 1965 wurde in Coalinga, Kalifornien, das erste kommerzielle RO-System gebaut, das 5.000 Gallonen Wasser pro Tag produzierte. 1967 erfand Cadotte die Dünnschicht-Verbundmembran mithilfe der Grenzflächenpolymerisationsmethode, die die Leistung und Stabilität von RO-Membranen verbesserte. 1977 begann die FilmTec Corporation mit dem Verkauf trockener Membranelemente, die länger lagerfähig und leichter zu transportieren waren.
Heutzutage sind RO-Membranen in verschiedenen Typen und Größen erhältlich, je nach Qualität des Speisewassers und Anwendungsanforderungen. Generell gibt es zwei Haupttypen von RO-Membranen: Spiralmembranen und Hohlfasermembranen. Spiralmembranen bestehen aus flachen Platten, die um ein perforiertes Rohr gewickelt sind und ein zylindrisches Element bilden. Hohlfasermembranen bestehen aus dünnen Rohren mit hohlen Kernen und bilden ein Bündelelement. Spiralmembranen werden häufiger zur Entsalzung von Meer- und Brackwasser verwendet, während Hohlfasermembranen besser für Niederdruckanwendungen wie die Trinkwasseraufbereitung geeignet sind.
Um die richtige RO-Membran für eine bestimmte Anwendung auszuwählen, sollten verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, beispielsweise:
- Salzabweisung: Der Prozentsatz an Salz, der von der Membran entfernt wird. Eine höhere Salzabweisung bedeutet eine höhere Wasserqualität.
- Wasserdurchfluss: Die Wassermenge, die pro Flächeneinheit und Zeit durch die Membran fließt. Ein höherer Wasserdurchfluss bedeutet höhere Produktivität und geringeren Energieverbrauch.
- Fouling-Resistenz: Die Fähigkeit der Membran, Fouling durch organische Stoffe, Kolloide, Mikroorganismen und mineralische Ablagerungen zu widerstehen. Höhere Fouling-Resistenz bedeutet längere Membranlebensdauer und geringere Wartungskosten.
- Betriebsdruck: Der Druck, der erforderlich ist, um das Wasser durch die Membran zu treiben. Ein niedrigerer Betriebsdruck bedeutet einen geringeren Energieverbrauch und geringere Gerätekosten.
- Betriebs-pH-Wert: Der pH-Bereich, den die Membran ohne Schaden verträgt. Ein größerer Betriebs-pH-Wert bedeutet mehr Flexibilität und Kompatibilität mit verschiedenen Speisewasserquellen.
Da bei verschiedenen RO-Membranen möglicherweise unterschiedliche Kompromisse zwischen diesen Faktoren bestehen, ist es wichtig, ihre Leistungsdaten zu vergleichen und entsprechend den spezifischen Anwendungsbedingungen die am besten geeignete auszuwählen.
Veröffentlichungszeit: 02.11.2023