Mit der Umkehrosmose steht uns ein physikalisches Verfahren zur Verfügung, das in Flüssigkeiten gelöste Stoffe durch hohen Druck konzentriert. Ziel dieser Technik ist es, die Konzentration entsprechender Stoffe in dem flüssigen Medium insgesamt zu verringern. Man spricht auch von einer Reversosmose. Das Verfahren bildet somit das Gegenstück zur Osmose. Im privaten Bereich findet die Umkehrosmose besonders bei der Aufbereitung von Trinkwasser Anwendung, im großen Maßstab wird sie bei der Meerwasserentsalzung eingesetzt. Auch die Lebensmittelindustrie setzt Umkehrosmose zum Beispiel bei der Fruchtsaftaufkonzentration ein, während sie im medizinischen Bereich bei der Dialyse sehr nützlich ist. Leitungswasser, Brauchwasser oder Salzwasser können mit der Reversosmose von schädlichen oder unerwünschten Beistoffen wie Chlor, Nitrat, Salz oder Kalk befreit werden.
Geschichte der Umkehrosmose
Wir verdanken die Technik der Umkehrosmose zur zuverlässigen Aufbereitung von Trinkwasser der NASA, die sie im Rahmen des Trinkwasser-Recyclings auf benannten Raumflügen entwickelt hat. Auch heute noch spielen deshalb US-amerikanische Firmen vor allem in der Membran-Technik bei der Umkehrosmose eine große Rolle. Umkehrosmose-Anlagen sind in Nordamerika in privaten Haushalten gängiges Zubehör einer ansprechenden Küchenausstattung, während sie hierzulande erst nach und nach bekannt werden. Es lohnt sich, die Wirkweise von Umkehrosmose-Anlagen näher zu betrachten, da ihre Vorteile überzeugend sind.
Osmose und Reversosmose - physikalische Grundsätze verstehen
Immer dann, wenn zwei Flüssigkeiten durch eine halb-durchlässige Membran getrennt sind und Ionen in diesen Flüssigkeiten unterschiedlich konzentriert vorliegen, findet ein Konzentrationsausgleich statt. Dabei lässt die Membran nur das Lösungsmedium durch, während die gelösten Stoffe zurückgehalten werden. Solche halb-durchlässigen oder semipermeablen Membranen sind in der Natur und im menschlichen Organismus durchaus verbreitet. Osmose findet beispielsweise in den menschlichen Zellen statt. Diese regulieren damit ihren Wasserhaushalt unter gleichzeitiger Stabilisierung des Innendrucks. In diesem Kontext wird auch von osmotischem Druck gesprochen. Das Osmoseprinzip ist eines der zentralen physiologisch-physikalischen Prinzipien der Natur. Auch Pflanzen gewinnen so ihre Nährstoffe aus dem Boden.
Um Osmose zu verstehen, sollten Sie sich stets Folgendes vor Augen halten:
Ionen-Lösungen haben physikalisch gesehen ein starkes Bestreben, einen Ausgleich der Konzentration durchzuführen, wenn zwischen ihnen die bezeichnete semipermeable Membran besteht. Ionen von der höher konzentrierten Seite versuchen, auf die weniger konzentrierte Seite zu wandern. Die Membran stellt eine Barriere dar, die die - molekular gesehen - recht großen Ionen nicht durchdringen können. An ihrer Stelle strömen die weniger großen Moleküle des Wassers durch die Membran. Diese Wanderung der Wassermoleküle erfolgt von der niedriger konzentrierten auf die höher konzentrierte Seite der Membran. Die Wassermoleküle setzen ihre Wanderung solange fort, bis beide Seiten der Membran entweder eine ausgeglichene Ionen-Konzentration aufweisen oder Druck auf der höher konzentrierten Seite entsteht. Der osmotische Druck in verdünnten Flüssigkeiten verhält sich physikalisch wie ein ideales Gas. Folglich erhöht sich der Druck proportional zur Konzentration der Lösung und zu deren Temperatur.
Die Umkehrosmose dreht das oben beschriebene Prinzip der Osmose um: Zwischen zwei Seiten von unterschiedlich konzentriertem Wasser (hoch konzentriertes Leitungs- oder Rohwasser) und niedrig konzentriertes Wasser (Reinwasser) wird eine entsprechende Membran angelegt. Dann wird Druck auf der höher konzentrierten Seite aufgebaut. Dieser presst das Wasser in Umkehrung des Osmoseprinzips von der höher konzentrierten Seite auf die niedriger konzentrierte. Während dieses Prozesses können die gelösten Stoffe wie etwa Nitrat, Härtebildner, Pestizidrückstände und andere die Membran nicht durchdringen. Sie sind zu groß für diese ultrafeine Barriere. Auf diese Weise werden Schadstoffe auf der einen Seite zurückgehalten und auf der Reinwasserseite steigert sich der Gehalt an reinem Wasser. Sie können sich die Membran auch wie einen sehr feinen Filter vorstellen. Experten bezeichnen die Umkehrosmose deshalb gern als Nanofiltration. Die Technik kann sowohl stationär in der Wasseraufbereitung eingesetzt werden als auch mobil. Umkehrosmose ist ein sehr zuverlässiges Verfahren der Wasseraufbereitung.
Die Membran als Kernstück der Reversosmose
Je feiner und entwickelter die Membran einer Umkehr-Osmose-Anlage ist, desto besser wird die Filterleistung der gesamten Anlage. Entscheidend ist unter anderem die Größe der Membranpore. Innovative Materialien sorgen für immer bessere Filterleistungen. So brachte der Trend der letzten Jahre eine Abwendung von Zelluloseazetat-Membranen hin zu Polysulfon-Membranen. Membranen weisen eine Haltbarkeit von rund 5-7 Jahren auf. Das Material und die Qualität der Membran prägen auch den Geschmack des erhaltenen Reinwassers. Hier sollte also eine sorgfältige Auswahl getroffen werden. Dabei sind auch der Membran vorgeschaltete Vorfilter interessant. Kohle- und Sedimentfilter schützen die Membran vor Beschädigung. Ein weiterer Kohlefilter hinter der Membran verbessert unter Umständen weiter den Geschmack.
Neben der Membran ist der Rohwasserdruck eine weitere entscheidende Komponente für die Leistung bei der Umkehrosmose. Haushalts-Umkehrosmose-Anlagen setzen Druck von 3 bis 6 bar ein, der sich proportional zur Menge des erzeugten Reinwassers verhält.
Nicht nur die Membran und der Druck sind Kerngrößen des Prozesses, auch die Temperatur bestimmt die Funktionalität der Umkehrosmose. Höhere Temperaturen machen Wassermoleküle viel beweglicher. Mehr Wasser drückt sich durch die Membran und führt zu einer höheren Ausbeute an Reinwasser.
Wie muss ich mir die Größenordnungen in diesem Bereich vorstellen, wenn ich auf die Temperatur einwirke?
Eine Temperaturerhöhung um 15 Grad Celsius kann eine bis zu 60%ige Steigerung der Reinwasserleistung in Gang setzen. Begrenzt wird diese Einflussnahme auf die Temperatur durch die Empfindlichkeit des Membranmaterials. Mehr als 30 Grad Celsius hält diese regelmäßig nicht aus.
Weitere Details der Wasseraufbereitung durch Umkehrosmose
Technisch gesehen reicht es nicht, dass die schädlichen Beistoffe im Wasser durch die Membran zurückgehalten werden. Die Schadstoffe müssen vielmehr entsprechend abgeführt werden. Andernfalls würde die Membran früher oder später verstopfen, sie könnte ihre Funktion dann nicht mehr erfüllen. Deshalb müssen Umkehrosmose-Anlagen auch eine Abführung der Schadstoffe über Abwasser vorsehen. Dieses Abwasser ist reich an gelösten Stoffen, die unerwünscht sind und muss zuverlässig vom Reinwasser getrennt entsorgt werden. Moderne Umkehrosmose-Anlagen sorgen dabei mit einer zusätzlichen Pumpe an der Membran dafür, dass durch ständiges Abführen des Abwassers an der Membran niemals eine erhöhte Konzentration von Schadstoffen entsteht. Eine entsprechende Pumpe steigert den Wirkungsgrad des gesamten Umkehrosmose-Prozesses.
Welche Vorteile hat eine Umkehrosmose-Anlage für mich?
Reines Wasser ist für den menschlichen Körper und unsere Gesundheit unverzichtbar. Wasser versorgt die Zellen und durchspült die inneren Organe. Reines Wasser ist das Element des Lebens. Jeder Stoffwechselvorgang in unserem menschlichen Organismus braucht Wasser.
Die Qualität unseres Trinkwassers, aber auch das verschiedener Mineralwässer wird dabei zunehmend kritisch gesehen.
Wie muss ich mir die Unterschiede zwischen reinem Wasser (Quellwasser) und Leitungs- beziehungsweise Mineralwasser vorstellen?
Mineralwässer werden heute häufig kritisch eingeschätzt:
In Mineralwässern sind es unter anderem die nicht verwertbaren anorganischen Mineralien, die Anlass zur Sorge bieten. Diese können vom Menschen nach Auffassung vieler Experten nicht verwertet werden. Einige Ernährungswissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass Mineralwässer der Gesundheit wenig zuträglich sind, weil die nicht verwertbaren anorganischen Stoffe sich anderweitig anreichern und die Stoffwechselabläufe behindern, nicht fördern. Auch sollen die Zellen durch die abgelagerten Mineralien nicht wirklich mit Flüssigkeit versorgt werden können, was zu einer inneren Dehydrierung mit weiteren gesundheitlichen Folgen führen könne.
Kunststoffflaschen stehen darüber hinaus im Verdacht, ebenfalls eigene Stoffe an das Mineralwasser abzugeben. Diese teilweise hormonartigen Stoffe wie BPA gelten als schädlich für den Menschen und stellen eine zunehmende Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Hinzukommt, dass sich der Geschmack des Wassers durch die an das Wasser abgegebenen Stoffe negativ verändert. Dabei sind die wissenschaftlichen Forschungen in diesem Bereich noch nicht abgeschlossen.
Mit einer Umkehrosmose-Anlage entfällt das Bedürfnis und Erfordernis, zusätzlich Mineralwasser zu kaufen. Umkehrosmose macht permanent reines Wasser in Quellwasserqualität verfügbar.
Bei Leitungswasser geht es um folgende Nachteile:
Die öffentliche Wasseraufbereitung schafft es nicht, wirklich reines Wasser herzustellen. Darüber hinaus verliert das so behandelte Wasser seine natürliche Energie, seine energetische Signatur.
Einige Wissenschaftler weisen nämlich darauf hin, dass Wasser in der Lage ist, Informationen in Form von Signaturen zu speichern. Unser Leitungswasser ist nach Auffassung dieser Experten "totes Wasser", weil die Behandlung von Wasser in Kläranlagen die natürliche Signatur von Wasser vernichtet. Dies geschieht, weil die Kristallstruktur des Wassers bei der Klärung verändert wird. Außerdem sind Schadstoffe in diesem Zusammenhang negative Informationen, die wir mit dem Leitungswasser aufnehmen. Die Umkehrosmose entfernt diese negative Signatur aus dem Trinkwasser und führt zu einer natürlichen energetischen Struktur des Wassers zurück.
Umkehrosmose-Anlagen arbeiten effektiv, günstig und einfach
Die öffentliche Trinkwasseraufbereitung schafft es nicht immer, alle unerwünschten Schad- und Begleitstoffe vollständig aus unserem Trinkwasser zu entfernen. So gehören etwa folgende Stoffe nicht in bekömmliches Wasser: Härtebildner, Schwermetalle wie Blei und Arsen, Nitrate und Nitrite, Hormone, Antibiotika, Bakterien, Salze, organische Chlorverbindungen, Asbest und andere.
Mit einer Umkehrosmose-Anlage können bis zu 99 % aller unerwünschten Stoffe aus dem Leitungswasser entfernt werden. Somit steht Ihnen mit der Umkehrosmose auch im Privatbereich eine hoch wirksame und effektive Methode zur perfekten Aufbereitung von Trinkwasser zur Verfügung. Sie erhalten jederzeit Zugriff auf reinstes Trinkwasser in Quellwasserqualität. Die Umkehrosmose verschafft Ihnen Zugriff auf dieses reine Wasser, ohne dass Sie sich mühselig mit Kisten und Mineralwasserflaschen plagen müssen. Ihr Quellwasser kommt direkt aus dem Wasserhahn, dem die Umkehrosmose-Anlage vorgeschaltet wird. Der Einbau der Anlage ist einfach umzusetzen und technisch nicht besonders anspruchsvoll. Verschiedene Anbieter haben Umkehrosmose-Anlagen im Angebot. Der Einbau kann auch in Mietwohnungen erfolgen, da nicht wesentlich in den Wasserzufluss eingegriffen wird.
Die Investition in diese Form der Trinkwasseraufbereitung rechnet sich schon nach kurzer Zeit. Nach rund 3 Jahren hat sich der Anschaffungspreis der Umkehrosmose-Anlage im Verhältnis zu Wasser in Flaschen amortisiert. Dabei ist ein potentieller Nutzen durch bessere Gesundheit noch nicht berücksichtigt.
Sie werden erkennen, wie sich der Geschmack Ihres Wassers mit Hilfe einer Umkehrosmose-Anlage verbessert. Kühles, reines Wasser aus dem Hahn, das immer verfügbar ist, unterstreicht die Bedeutung von Wasser: Wasser ist unser wichtigstes Lebensmittel.
