Umkehrosmoseanlagen | Schaller WTI GmbH

Warum platzen reife Kirschen nach einem starken Regen?

Oft finden wir die besten Lösungen in der Natur. Haben Sie sich schon einmal gefragt, warum Kirschen nach einem Regen am Baum aufplatzen? Die Antwort liegt im Prinzip der Osmose.

Reife Kirschen mit hohem Fruchtzuckergehalt fungieren als kleine Wasserbehälter mit einer hohen Konzentration an Substanzen (Fruchtzucker) und einer semipermeablen Membran, durch die Regenwasser diffundieren kann. Die Kirschhaut ist nur für reines Wasser durchlässig, nicht jedoch für den gelösten Fruchtzucker. Wenn viel Wasser in die Kirsche diffundiert, steigt der Druck in der Frucht, bis sie schließlich platzt.

Umkehrosmose: Das Prinzip der Natur in der Technik

Dieses natürliche Prinzip der Osmose wird in Umkehrosmoseanlagen genutzt, um Wasser zu reinigen. Dabei wird Druck auf die Wasserlösung ausgeübt, um sauberes Wasser durch eine semipermeable Membran zu pressen und Verunreinigungen zurückzuhalten. So wird aus einem natürlichen Vorgang eine effiziente Methode zur Wasseraufbereitung.

Prinzip der Umkehrosmose

Umkehrosmoseanlage Industrie

Die Technik basiert auf einem natürlichen Phänomen – der Osmose. Dabei diffundiert Wasser durch eine semipermeable Membran von einer niedrigeren zu einer höheren Konzentration, bis ein Konzentrationsausgleich erreicht ist. Bei der Umkehrosmose wird dieser Vorgang durch hohen Druck technisch umgekehrt: Reines Wasser wird durch die Membran gepresst, während Salze, organische Substanzen, Keime und andere gelöste Stoffe zurückgehalten werden.

Umkehrosmoseanlagen entfernen zuverlässig:

Schwermetalle (z. B. Blei, Kupfer, Quecksilber, Cadmium, Uran)
Nitrat und Nitrit
Pestizide und Herbizide
Medikamentenrückstände
PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen, z. B. PFOS, PFOA)
Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Viren, Parasiten)
Hormonähnliche Substanzen (z. B. aus Kunststoffweichmachern)
Kalk (Calcium, Magnesium)
Salze und gelöste Feststoffe (TDS)
Geruchs- und Geschmacksstoffe

Filterfeinheit: ca. 0,0001 Mikrometer

Aufbau und Funktion industrieller Umkehrosmoseanlagen

Umkehrosmoseanlage Made in Germany

Industrielle Anlagen bestehen aus mehreren Kernkomponenten:

Druckerhöhungspumpen zur Erzeugung des Betriebsdrucks (10–15 bar bei Trinkwasser, bis 80 bar bei Meerwasser)
Druckrohre mit spiralförmigen Membranmodulen
Edelstahl- oder Kunststoffverrohrung
Automatisierte Steuerungstechnik mit Prozessüberwachung

Der Betrieb erfolgt kontinuierlich mit automatischer Überwachung und Regelung aller relevanten Parameter.

Typische Ausbeute: 75–85 % je nach Rohwasserqualität
Konzentratanteil: 25–15 % – kann teilweise rückgeführt werden zur Erhöhung der Effizienz
oder durch eine Konzentrastufe (Weitere Umkehrosmoseanlage) auf bis zu 50 % reduziert werden.

Technische Ausstattung

Frequenzgesteuerte Edelstahlpumpen optional
Qualitätsmembranen führender Hersteller ausgewählt auf ihre Betriebsbedingungen
Druckrohre aus GFK
Hochwertige Sensorik und Messtechnik
Armaturen und Sicherheitsventile
Steuerschrank nach CE-Norm
Rahmen aus eloxiertem Aluminium mit höhenverstellbaren Füßen oder Schwerlastrollen
Kompakte Bauweise auf vormontierten Skids zur schnellen Integration

Vorbehandlung des Rohwassers

Vorbehandlung Umkehrosmoseanlage

Zur Sicherstellung einer langen Membranlebensdauer ist eine angepasste Rohwasseraufbereitung notwendig. Relevante Einflussfaktoren sind:

Härtebildner (z. B. Calcium, Magnesium)
Eisen, Mangan, Silikat
Chlor und andere Oxidationsmittel
Partikel, Kolloide, organische Substanzen

Geeignete Vorbehandlungen sind z. B.:

Enthärtungsanlagen oder Antiscalantdosierung
Aktivkohlefilter- oder Multimediafilter
Mikrofiltration oder Ultrafiltration zur Partikelentfernung
pH-Wert-Korrektur mittels NaOH zur CO₂-Reduktion

Verblockung und Reinigung

Ablagerungen durch Härtebildner oder Biofilme verkürzen die Standzeit der Membranen. Um dem vorzubeugen:

Konzentratrezirkulation zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
Antiscalantdosierung zur Kristallisationsverhinderung
Regelmäßige Reinigung mit sauren oder alkalischen Reinigungsmitteln bei Bedarf

Optionale Verfahrenstechnik

Umkehrosmoseanlage Membranentgasung

Für besonders hohe Anforderungen an die Wasserqualität lassen sich Umkehrosmoseanlagen kombinieren mit:

EDI (Elektrodeionisation) zur Restentsalzung
Membranentgasung zur Entfernung gelöster Gase (z. B. Sauerstoff, CO₂)
Mischbettpatronen oder Polishing-Stufen zur finalen Reinstwassererzeugung

NaOH-Dosierung zur CO₂-Entfernung

Kohlendioxid wird von der Membran nicht zurückgehalten und erhöht die Leitfähigkeit des Permeats. Durch Erhöhung des pH-Werts mittels Natriumhydroxid (NaOH) wird CO₂ in Carbonat umgewandelt und kann entfernt werden. Dies ist besonders relevant bei nachgeschalteten EDI-Anlagen.

Wichtig: Eine präzise Dosierung ist erforderlich, um Überdosierung und Membranverblockung zu vermeiden.

Steuerung und Automatisierung

Unsere Anlagen sind mit modernen SPS- oder Kompaktsteuerungen ausgestattet.
Die Systeme regeln:

Durchfluss und Druck
Leitfähigkeit, pH-Wert und Temperatur
Füllstand, Trockenlaufschutz, Alarmfunktionen

Visualisierung und Fernüberwachung ermöglichen die einfache Integration in bestehende Prozessleitsysteme.

Platzbedarf und Modularität

Die Anlagen werden individuell gefertigt und auf vorhandene Platzverhältnisse abgestimmt. Standardisierte Module ermöglichen kurze Lieferzeiten und eine einfache Einbindung in bestehende Systeme.

Ab 3 m³/h Permeatleistung werden die Druckrohre horizontal angeordnet. Je nach Ausführung sind Einzel- bis Vierfachmodule üblich.

Wartung und Service von Umkehrosmoseanlagen

Wir bieten umfassenden technischen Support:

Regelmäßige Wartung und Inspektion
Membrantausch und Leistungsanalyse
Systemoptimierung und Ausbeuteanpassung
Ersatzteilversorgung und Pumpenservice
Steuerungsupdates und Nachrüstung

Eine wirtschaftlich betriebene Umkehrosmoseanlage erfordert regelmäßige Optimierung der Betriebsparameter – insbesondere bei schwankender Rohwasserqualität.