Die Osmose-Membran: Herzstück der Umkehrosmoseanlage
Die Osmose-Membran wird immer wieder erwähnt, wenn von Umkehrosmoseanlagen die Rede ist. Aber was verbirgt sich eigentlich genau hinter dieser Komponente? Woraus besteht sie und wie wirkt die Osmose-Membran? In diesem Beitrag widmen wir uns den Details zu diesen Fragen.
Wie funktioniert eine (Umkehr-)Osmoseanlage?
Die Osmose ist ein Prozess, bei dem ein Konzentrationsausgleich zwischen zwei wässrigen Lösungen vorgenommen wird. Die beiden Lösungen sind durch eine Membran getrennt, die Du Dir zunächst wie ein Sieb vorstellen kannst. Nur die kleinsten Moleküle können diese Membran passieren, das sind Wassermoleküle. Um den Konzentrationsausgleich herzustellen, wandern nun Wassermoleküle von der weniger konzentrierten Lösung in die höher konzentrierte Lösung. Dort steigt der Pegel und es baut sich ein Druck auf, der der Wanderungsbewegung entgegenwirkt. Irgendwann stellt sich ein Gleichgewicht ein – mit einem bestimmten Konzentrationsunterschied und einer Druckdifferenz.
Wenn von außen zusätzlicher Druck auf eine der beiden Lösungen aufgebaut wird, dann wandern Wassermoleküle in Richtung der Lösung mit dem geringeren Druck. Dieses Prinzip nennt sich Umkehrosmose. Bei der Aufbereitung von Leitungswasser wird dieses mit Druck beaufschlagt. Wassermoleküle werden durch die Membran gepresst und bilden auf der anderen Seite das Reinwasser, welches auch als Permeat oder Osmosewasser bezeichnet wird. Das ursprüngliche Leitungswasser wird mit Inhaltsstoffen angereichert und als Abwasser, auch Retentat genannt, entsorgt.
Was zeichnet eine Osmose-Membran aus?
Wenn Wassermoleküle die größten Moleküle sind, die durch eine Osmose-Membran durchpassen dürfen, dann kannst Du Dir vorstellen, dass es sich um ein Sieb mit ultrakleinen Poren handeln muss. Und tatsächlich liegt die mikroskopisch feine Porengröße bei etwa 0,0001 Mikron. Oder anders ausgedrückt: Das sind etwa 100 Milliardstel Millimeter. Dies wird erreicht, indem mehrere Schichten einer laserperforierten Polymer-Folie zu einem Verbund vereinigt werden.
Was filtert eine Osmose-Membran?
Wie gesagt, es passt erstmal nur Wasser durch diese Membran. Größere Ionen wie Natrium, Magnesium, Calcium, Eisen, Sulfat, Nitrat und diverse Schwermetalle passen nicht durch die Membran. Auch organische Moleküle wie Pestizid- oder Medikamentenrückstände werden von der Osmose-Membran zurückgehalten. Bakterien sind mit Größen zwischen 1 und 10 µm vergleichsweise riesig und haben ebenso wie die kleineren Viren mit 0,02 bis 0,2 µm keine Chance, die Osmose-Membran zu passieren. Allerdings ist die Membran mechanisch empfindlich gegenüber größeren Partikeln wie Sand oder Rost, weshalb in der Regel ein Vorfilter für gröbere Verunreinigungen vorgeschaltet wird. Auch Geruchsstoffe wie Chlor, Benzol, etc. werden häufig schon durch Vorfilter wie Aktivkohle aus dem Leitungswasser entfernt. Das senkt den Verschleiß und erhöht die Lebensdauer.
Die Membrangeschwindigkeit: Eine wichtige Kenngröße
Es wird zwar Wasser mit Druck durch die Osmose-Membran gepresst, aber das heißt nicht, dass dieser Prozess auch schnell vonstattengeht. Daher ist es wichtig, bei der Membran darauf zu achten, für welche Wasser- und Durchflussmengen das jeweilige System ausgelegt ist. Dies wird in GPD (Gallons per day) angegeben und lässt sich grob wie folgt umrechnen:
- 50 GPD entsprechen etwa 0,15 l/min
- 600 GPD entsprechen etwa 1,6 l/min
- 1000 GPD entsprechen etwa 2,5 l/min
Anders ausgedrückt, musst Du auf ein 0,3l Glas Trinkwasser mit einer 50 GPD Membran etwa zwei Minuten warten, während es bei einer 600 GPD Membran etwa 11 Sekunden dauert.
Worauf musst Du beim Kauf einer Osmose-Membran achten?
Wichtige Produktmerkmale, die Du unbedingt im Blick haben solltest, wenn Du eine Osmose-Membran kaufst, sind:
- Membrangeschwindigkeit: Achte darauf, dass diese zu Deinen Bedürfnissen passt.
- Größe und Kompatibilität: Die neue Osmose-Membran sollte in Dein bestehendes Membran-Gehäuse passen.
- Abwasserverhältnis (Menge Osmosewasser zu Menge Abwasser): Je weniger Abwasser im Verhältnis zum produzierten Trinkwasser anfällt, desto besser für die Umwelt. Manche Umkehrosmoseanlagen schicken das Abwasser nicht direkt in die Kanalisation, sondern stellen es Dir für andere Zwecke zur Verfügung, z.B. zum Bödenwischen.
Wartung von Osmose-Membranen
Um die exzellente Filterwirkung aufrechtzuerhalten, sollten Osmose-Membranen spätestens alle zwei Jahre ausgetauscht werden. Außerdem solltest Du darauf achten, dass die Vorfilter uneingeschränkt arbeiten. Je nach Wasserqualität und Qualität der Leitungen können diese bereits nach ein paar Monaten zum Austausch fällig sein.
Was sind Hohlfasermembranen?
Hohlfasermembranen sind spezielle Membranen, die im druckärmeren Prozess der Ultra- oder Nanofiltration eingesetzt werden. Ihre Eigenschaften unterscheiden sich leicht von klassischen Membranen.
Osmose-Membran kaufen
In der folgenden Produktübersicht findest Du ein paar Produktempfehlungen. Zwei Produkte sind mit 600 GPD spezifiziert, was einer sehr häufig nachgefragten Leistung entspricht.
600 GPD Membran von HN-JCM
Die Membran 600 GPD von HN-JCM ist kompatibel zu allen Membrangehäusen ab 400 GPD Ultimate PLUS sowie für alle 400/500/600 GPD Standardgehäuse. Sie nutzt die neueste RETEC Trockenmembrantechnologie und kommt ohne Konservierungsstoffe wie Natriumdisulfit (E223) aus. Verwendet wird eine Original GE US Folie, die zu einer Rückhaltung von 97 bis 99 % führt. Das bedeutet: Bei einem Eingangswasser mit einer Verunreinigung von 400 ppm wird ein Osmosewasser zwischen 9 und 15 ppm geliefert (bezogen auf Fließwasser, nachdem die im Wasser enthaltenen Silikate ausgespült wurden). Das Abwasserverhältnis ist mit 1:1,5 recht niedrig. HN-JCM gibt die Nennleistung mit 1,58 l/min an, weist aber darauf hin, dass bei einem offenen Fluss von 4 Litern mit 5,5 bar eine realistische Trinkwasserproduktion der Osmose-Membran von 1 bis 1,2 l/min zu erwarten ist.
Ersatzmembran GPD 600 für ULTIMATE PLUS PRO ONE von RETEC
Die 600 GPD Osmose-Membran passt zur ULTIMATE PLUS PRO ONE oder ONE BASIC Umkehrosmoseanlage. Sie sollte alle 2 Jahre gewechselt werden. Beim Austausch selbst tritt kein Wasser aus. Die Trinkwasserproduktion wird mit bis zu 1,2 l/min angegeben. Das optimierte Wasserverhältnis liegt bei einem sehr guten Wert von 1:1. Die GPD 600 Membran greift auf neueste Trockenmembrantechnologie zurück.
Membran für AORA Auftisch-Umkehrosmoseanalage
Diese Osmose-Membran ist eine Ersatzmembran für die AORA Auftisch-Umkehrosmoseanlage W19, die mit interessanten Features wie Heißwasser, gekühltem Wasser und Wasserstoff-Ionisator aufwartet. Die 200 GPD Hochleistungsmembran liefert mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 0,5 l/min reinstes Osmosewasser. Der Durchsatz ist bei heißem Wasser allerdings etwas geringer. Das Abwasserverhältnis von 2:1 (2 l Osmosewasser zu 1 l Abwasser) bedeutet dagegen einen phänomenal guten Wert. Die Membran sollte je nach Bedingungen alle 12 bis 24 Monate getauscht werden.
Komplettes AORA Filterset für Auftisch-Umkehrosmoseanlage
Dieses Filterset beinhaltet neben der 200 GPD Osmose-Membran für die AORA Auftisch-Umkehrosmoseanlage W19 auch zwei Vorfilter. Hierbei handelt es sich um einen PAC Sediment Carbon Filter und einen CF Carbon Filter, die alle sechs Monate ausgetauscht werden müssen. Die Membran selbst ist mit einer Produktionsleistung von etwa 0,5 l/min reinstem Osmosewasser spezifiziert. Das Abwasserverhältnis von 2:1 (2 l Osmosewasser zu 1 l Abwasser) ist ein echter Bestwert. Die Membran sollte je nach Bedingungen alle 12 bis 24 Monate getauscht werden.
Nichts hält ewig, auch keine Osmose-Membran
Verschleißteile müssen irgendwann getauscht werden, auch eine Osmose-Membran. Aber mit einem wachen Auge auf den Zustand der Vorfilter kannst Du bis zu zwei Jahre mit einer Osmose-Membran in Deiner Umkehrosmoseanlage planen. Wichtig ist nur, dass Du beim Wechsel auf die passenden Parameter wie Membrangeschwindigkeit, Abwasserverhältnis und Gehäusekompatibilität achtest.
