3. Aufbau der Umkehrosmoseanlage
Aufbau einer Umkehrosmoseanlage
Im Folgenden beschreibe ich die einzelnen Elemente, aus denen eine Umkehrosmoseanlage besteht.
Es gibt Umkehrosmoseanlagen mit zusätzlichen Komponenten wie Vorratstank oder Wasserhahn.
3.1 Membran
Die Membran ist das Herzstück der Anlage. Hier geschieht die eigentliche FiltrationIn der Trinkwasseraufbereitung und damit auch der Aquaristik werden Membranen verwendet, die in mehreren Schichten spiralförmig aufgewickelt sind. Diese Membranen bezeichnet man als TFC-Membran (Thin Film Composite)
Aufbau einer Spiralwickelmembran (TFC)
Quelle: Wikimedia Entwicklung von energieautark arbeitenden Wasserentsalzungsanlagen auf Basis der Membrandestillation Fraunhofer Verlag, 2011, 3839602602 Autor: Joachim Koschikowski
Bei Membranen wird allgemein davon gesprochen, dass sie nach etwa 12-24 Monaten getauscht werden sollten. Allerdings kann man den Verschleiß von Membranen recht gut messen. Mit beginnendem Verschleiß steigt die Leitfähigkeit. Ist die Leitfähigkeit des Osmosewassers größer als 5-10% des Leitungswassers, sollte man über den Kauf einer neuen Membran nachdenken.
3.2 Feinfilter
Dieser Vorfilter filtert Sedimente wie Sand, Rost etc. aus dem Wasser. Dadurch wird die Membran geschützt und hält länger. Üblicherweise filtern die Feinfilter Partikel im Bereich von etwa 5µm.
Weit verbreitet sind sogenannte Inline-Filter, wo die gesamte Filterkartusche inkl. Gehäuse getauscht wird. Möglich sind aber auch Gehäuse mit austauschbaren Filterkerzen. Dies dann aber eher im höherpreisigen Bereich oder für Selbstbauer.
Getauscht werden sollte der Feinfilter, wie der Aktivkohlefilter, alle 6-12 Monate. Das ist ein Richtwert, der natürlich auf die Gegebenheiten vor Ort angepasst werden muss. Wer z.B. Brunnen- oder Regenwasser mit erhöhtem Sedimentanteil verwendet, wird ggf. den Filter etwas früher tauschen müssen.
3.3 Aktivkohlefilter
Diese Filterstufe dient der Entfernung diverser Stoffe wie Chlor, Benzol, Phenol, organischer Verbindungen und Pestiziden. Wie der Feinfilter, dient der Aktivkohlefilter dem Schutz der Membran.
Da der Aktivkohlefilter auch Geschmacks- und Geruchsstoffe neutralisieren kann, wird teilweise ein zusätzlicher Aktivkohlefilter an den Ausgang der Umkehrosmoseanlage angeschlossen.
Für den Austausch des Filters gilt das Gleiche wie beim Feinfilter. Ein Austausch sollte alle 6-12 Monate, je nach vorhandenem Ausgangswasser, erfolgen.
3.4 Durchflussbegrenzer / Spülventil
Damit die Membran nicht zu schnell verschlammt und sich die Poren zusetzen, wird kontinuierlich ein Teil des Ausgangswassers wieder abgeführt. Da sich in diesem Abwasser die zurückgehaltenen Stoffe konzentrieren, spricht man vom Konzentrat.
Das Wasser kann man nicht frei ablaufen lassen, da sonst alles Wasser lediglich an der Membran vorbeigeführt wird. Zusätzlich geht dabei der Druck verloren. Als Ergebnis wird zu wenig Osmosewasser (Permeat) produziert.
Deshalb wird die Menge des Abwassers mittels Durchflussbegrenzer auf einen festen Wert begrenzt. Die Größe des Begrenzers legt dabei fest, wie viel der zugeführten Menge Leitungswasser als Abwasser anfällt.
An einigen Anlagen werden anstelle reiner Durchflussbegrenzer Spülventile benutzt. Dies sind Durchflussbegrenzer mit einem Hahn, an dem man den Durchfluss manuell einstellen kann. Der geringste Durchfluss ist meist vorgegeben.
Stellt man den Hahn auf Spülen, so fließt nahezu das komplette Leitungswasser an der Membran vorbei und nimmt angelagerte Stoffe mit. Dies verlängert die Haltbarkeit der Membran.
3.5 Druckerhöhungspumpe (optional)
Wie der Name schon sagt, dient die Druckerhöhungspumpe dazu, den Eingangsdruck für die Umkehrosmoseanlage zu erhöhen.
Dies kann nötig sein, wenn der Leitungswasserdruck nicht ausreicht, um eine akzeptable Menge Osmosewasser zu produzieren. Wirtschaftlich arbeitet eine Umkehrosmoseanlage im Bereich von etwa 3-6bar Eingangsdruck. Wobei gilt: Je höher der Druck, umso mehr Wasser wird durch die Membran gepresst.
Preiswerte Druckerhöhungspumpen stellen meist etwa 5,5bar zur Verfügung, teurere Modelle etwa 6,9bar.
Ein höherer Druck erhöht zusätzlich den Reinheitsgrad des Osmosewassers.
Druckerhöhungspumpen werden oft eingesetzt, um das Abwasser-Verhältnis positiv zu beeinflussen. Dies kann Sinn machen, wenn der Leitungsdruck zu niedrig ist. Hat man jedoch schon einen hohen Leitungswasserdruck, ist eine Druckerhöhungspumpe unsinnig und aus ökologischer Sicht sogar kontraproduktiv.
Leider werden zu den meisten Pumpen keine Leistungsdaten angegeben. Bei den wenigen Modellen mit Angabe liegt der Energieverbrauch bei etwa 20-40W.