So funktioniert Umkehrosmose: Das Funktionsprinzip feiner Wasserreinigungsgeräte

Unter den Haushaltssystemen zur Aufbereitung von Trinkwasser für den Verbrauch ist seit kurzem eine neue Option aufgetaucht, die Umkehrosmose genannt wird.Dieser Filtersatz und eine spezielle Membran kosten viel, können aber fast jedem Analogon eine Chance geben.

Ist es sinnvoll, mehr auszugeben? Um diese Frage zu beantworten, müssen Sie herausfinden, wie Umkehrosmose funktioniert, und dann die Kosten und Ergebnisse vergleichen. Mit unserer Hilfe wird die Einarbeitung in das fortschrittliche Behandlungssystem viel schneller und effizienter vonstatten gehen.

Wir haben für Sie alle nützlichen und zuverlässigen Informationen zur Membranwasseraufbereitungsanlage gesammelt und systematisiert. Um die Wahrnehmung zu vervollständigen, haben wir das Textmaterial durch Diagramme, Illustrationen und Videos mit Empfehlungen für zukünftige Käufer ergänzt.

Betrieb einer Umkehrosmoseanlage

Der Prozess der Osmose basiert auf der Eigenschaft des Wassers, den Grad der Verunreinigungen in durch eine Membran getrennten Lösungen auszugleichen. Die Löcher in dieser Membran sind so klein, dass nur Wassermoleküle hindurchpassen.

Steigt die Konzentration der Verunreinigungen in einem Teil eines solchen hypothetischen Gefäßes, beginnt dort Wasser zu fließen, bis die Dichte der Flüssigkeit in beiden Teilen des Gefäßes ausgeglichen ist.

Umkehrosmose führt genau zum gegenteiligen Ergebnis. In diesem Fall dient die Membran nicht dazu, die Dichte der Flüssigkeit auszugleichen, sondern auf der einen Seite sauberes Wasser und auf der anderen Seite eine maximal mit Verunreinigungen gesättigte Lösung zu sammeln. Deshalb wird dieser Vorgang Umkehrosmose genannt.

All diese chemischen Eigenschaften sind für Käufer, insbesondere für diejenigen, die sich in der Wissenschaft nicht besonders gut auskennen, von geringem Interesse.Es reicht ihnen zu verstehen, dass das Zentrum der Umkehrosmoseanlage eine spezielle Membran ist, deren Poren so klein sind, dass sie nichts durchlassen, was größer als die Größe eines Wassermoleküls ist, und das ist von Bedeutung Teil der im Leitungswasser enthaltenen Schadstoffe.

Leider ist das Wassermolekül nicht das kleinste auf der Erde; Chlormoleküle sind beispielsweise viel kleiner und können daher auch durch die Membran dringen. Darüber hinaus ist der Kontakt mit großen Suspensionen für diese Membran kontraindiziert. Seine kleinen Poren verstopfen bei einer solchen Einwirkung schnell und dieses Element muss sofort ersetzt werden.

Dieses Diagramm zeigt deutlich die fünf Stufen der Wasserreinigung mithilfe einer Umkehrosmoseanlage: Vorreinigung durch drei Filter, eine Membran und Nachreinigung

Um dies zu verhindern, gehört auch die Umkehrosmoseanlage dazu drei zusätzliche Filter, mit deren Hilfe Wasser einer Voraufbereitung unterzogen wird. Die Membran teilt teilweise gereinigtes Wasser in zwei ungleiche Teile. Etwa ein Drittel der einströmenden Menge ist sauberes Wasser, das dann in den Speichertank gelangt.

Weitere zwei Drittel des Wasservolumens sind der Teil, in dem Schadstoffe konzentriert sind. Dieses Konzentrat wird in die Kanalisation eingeleitet. Normalerweise befindet sich zwischen Tank und Wasserhahn ein kleiner Behälter. Hier ist eine Kartusche verbaut, die die Qualität bereits gereinigten Wassers verbessern soll, beispielsweise um es mit nützlichen Mineralien zu sättigen.

Schematisch lässt sich das Prinzip der Umkehrosmose wie folgt beschreiben:

1. Das Wasser gelangt aus dem Wasserversorgungssystem zu den Vorfiltern.
2. Anschließend durchläuft die Flüssigkeit ein Umkehrosmoseverfahren.
3. Gereinigtes Wasser gelangt in den Lagertank.
4. Das Konzentrat mit den gefilterten Schadstoffen wird in die Kanalisation transportiert.
5. Sauberes Wasser aus dem Vorratstank fließt direkt oder über Zusatzgeräte zum Frischwasserhahn.

Bei einer Umkehrosmoseanlage handelt es sich also um eine Reihe von Geräten, die es ermöglichen, Trinkwasser mit einem hohen Reinigungsgrad zu gewinnen. Bis vor kurzem wurden solche Systeme hauptsächlich in der Industrie, in Gastronomiebetrieben, Gesundheitseinrichtungen usw. eingesetzt.

Dieses Diagramm zeigt die Aufteilung des durch eine Umkehrosmoseanlage gereinigten Wasserstroms in zwei Ströme: sauberes Wasser und Konzentrat, das in die Kanalisation geleitet wird

Doch aufgrund steigender Anforderungen an die Qualität des Leitungswassers erfreuen sich in den letzten Jahren Umkehrosmoseanlagen für den Hausgebrauch immer größerer Beliebtheit. Sie unterscheiden sich in Konfiguration, Leistung, Speicherkapazitätsgrößen usw. Filter und Membran müssen regelmäßig ausgetauscht werden.

Wie kann festgestellt werden, dass die Membran ausgetauscht werden muss? Mit der Zeit verstopfen die Poren und es kommt der Zeitpunkt, an dem das Wasser einfach nicht mehr in den Vorratstank gelangt. Eine solche Membran muss in jedem Fall ausgetauscht werden. Experten empfehlen jedoch einen deutlich früheren Austausch.

Die Umkehrosmoseanlage besteht aus einem Vorratstank, einem Satz aus drei Vorfiltern, einer Membran und einem Nachfilter zur zusätzlichen Reinigung und Anreicherung des Wassers

Um die Qualität von mit einer Umkehrosmoseanlage gereinigtem Wasser zu bestimmen, wird ein elektronisches Gerät verwendet – ein TDS-Messgerät. Es wird verwendet, um den Salzgehalt im Wasser zu bestimmen.

Bei Leitungswasser vor der Reinigung kann dieser Wert bei 150–250 mg/l liegen, und nach der Reinigung mittels Umkehrosmose-Technologie wird davon ausgegangen, dass der Salzgehalt im Bereich von 5–20 mg/l liegt. Wenn der Salzgehalt im gereinigten Wasser mehr als 20 mg/l beträgt, wird empfohlen, die Membran auszutauschen.

Wer Wasserfilter für verschiedene Reinigungsstufen auswählen möchte, findet viele nützliche Informationen im nächsten Artikel.

Einzelne Elemente des Systems

Das teuerste und grundlegendste Element einer Umkehrosmoseanlage ist die Membran. Es handelt sich um ein mikroporöses Material, das in einer oder mehreren Schichten um einen perforierten Kunststoffkern gedreht ist. Die Membran ist oben mit einer Kunststoffschutzhülle abgedeckt, die mit O-Ringen befestigt ist.

Wasser dringt in den Membrankörper ein und durchdringt den porösen Füllstoff. Dabei dringen reine Wassermoleküle durch den porösen Kern und gelangen dann in den Lagertank.

Allerdings können Schadstoffe mit einer gewissen Wassermenge die Membranbarriere nicht überwinden. Sie treten am gegenüberliegenden Ende des Membranblocks aus und werden entsorgt.

Im Diagramm sehen Sie die Zusammensetzung der Membran für eine Umkehrosmoseanlage: mehrschichtiges poröses Material, das in einem Kunststoffgehäuse um einen perforierten Kern befestigt ist

Wie bereits erwähnt, kann der direkte Kontakt der Membran mit normalem Leitungswasser schädlich sein. Tatsache ist, dass seine Poren sehr klein sind – nur 0,0001 Mikrometer. Die Membran kann nicht entfernt, gewaschen und wieder eingesetzt werden, wie dies bei einigen mechanischen Grobfiltern der Fall ist.

Alle zwei bis drei Jahre muss ein teures Element komplett ausgetauscht werden.Der Zeitraum kann je nach Betriebsbedingungen der Membran variieren: Druck im Wasserversorgungssystem, Menge und Art der Verunreinigungen, Wassertemperatur usw.

In manchen Fällen kann die Membran fünf Jahre oder sogar länger halten, manchmal muss sie jedoch bereits nach dem ersten Betriebsjahr ausgetauscht werden.

Ein wichtiger Faktor in diesem Fall ist das Vorhandensein von Vorreinigungsfiltern: zwei mechanische und ein Kohlefilter. Der erste mechanische Filter entfernt alle unlöslichen Verunreinigungen, die größer als 0,5 Mikrometer sind. Dabei kann es sich um Sandkörner, Rostpartikel und ähnliche „Mechaniken“ handeln.

Das Wasser fließt dann hindurch Kohlenstofffilter, das Moleküle verschiedener Chemikalien zurückhält: Chlorverbindungen, die ausnahmslos im Leitungswasser vorhanden sind, sowie Schwermetalle, aus dem Boden eingedrungene Pestizide, gelöstes Eisen und andere Einschlüsse organischen oder anorganischen Ursprungs.

Mechanische Filter und Kohlefilter in einer Umkehrosmoseanlage müssen alle vier bis sechs Monate ausgetauscht werden. Die benötigten Patronen können als Bausatz erworben werden

Anschließend vervollständigt ein weiterer mechanischer 1-Mikron-Filter die Vorreinigung des Wassers. Dadurch erhält die Membran Wasser, das keine schädlichen Verunreinigungen enthält Membranfilter oder es überwinden.

Diese Filter müssen regelmäßig alle paar Monate ausgetauscht werden. Sie kosten jedoch mehrere Größenordnungen weniger als eine Membran und ein rechtzeitiger Austausch kann ihre Lebensdauer erheblich verlängern.

Ein Speichertank dient zum Sammeln von gereinigtem Wasser. Sein Fassungsvermögen kann zwischen 4 und 12 Litern variieren, es hängt von der Leistung des Systems ab. Für die Herstellung solcher Tanks wird üblicherweise hochwertiger Stahl verwendet. Die Außenseite des Behälters ist mit einer Schicht haltbarer Emaille bedeckt. Im Inneren ist eine Silikondichtung verbaut, die den Tank in zwei Teile teilt.

Auf der einen Seite der Dichtung sammelt sich sauberes Wasser, auf der anderen Seite befindet sich Luft. Die Luftmenge in der Kammer kann über einen Nippel auf der Luftseite des Tanks verändert werden.

Die Luft erzeugt im Vorratstank zusätzlichen Druck, der dazu beiträgt, dass das Wasser mit dem erforderlichen Druck zum Wasserhahn geleitet wird. Selbstverständlich verfügt der Tank über einen Auslass zum Anschluss eines Schlauchs, durch den das Trinkwasser zum Wasserhahn gelangt.

Typischerweise wird dieser Wasserhahn an der Spüle installiert. Selbst wenn die Wasserzufuhr durch die Wasserversorgung aus irgendeinem Grund unterbrochen wird, verbleibt eine gewisse Menge im Tank, wodurch das Problem weniger akut wird. Um den Vorratstank vollständig zu entleeren, ist es in dieser Situation sinnvoll, den Druck zu erhöhen, indem Luft durch den Nippelanschluss gepumpt wird.

Der Grad der Wasserreinigung mithilfe einer Umkehrosmoseanlage nähert es destilliertem Wasser an. Gleichzeitig lässt die Membran im Wasser gelöste Sauerstoffmoleküle durch, was dessen Qualität verbessert.

Um den Geschmack zu verbessern, kann Wasser durch einen Mineralisator oder andere Module geleitet werden. Es ist jedoch unmittelbar nach der Membranreinigung zum Trinken geeignet. Zum Trinken muss es nicht abgekocht werden.

Als zusätzliches Modul zur Verbesserung der Trinkwasserqualität können Umkehrosmoseanlagen mit einem Mineralisator oder einer Biokeramikkartusche ergänzt werden. Der Mineralisator dient der Anreicherung von Wasser mit nützlichen Substanzen wie Kalzium, Natrium, Magnesium usw.

Alle diese Mineralien wirken sich positiv auf das Nerven- und Herz-Kreislauf-System des Menschen aus, verhindern das Auftreten vieler gefährlicher Krankheiten, regen den normalen Säuregehalt des Blutes an usw.

In Umkehrosmoseanlagen wird ein Mineralisator eingesetzt, um gereinigtes Wasser mit Mineralien anzureichern und es gesünder zu machen.

Die Biokeramikkartusche funktioniert anders. Seine „Füllung“ besteht aus Kugeln aus gebranntem Ton und Turmalinstücken. Dieses Mineral kann eine äußerst wohltuende Wirkung auf das Wasser haben. Es hilft, die Struktur des Wassers zu verändern, was sich letztendlich positiv auf das endokrine System auswirkt und das Immunsystem stärkt.

Mit der Zeit sind die Ressourcen solcher Zusatzmodule erschöpft und sie müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Daher ist es bequemer, einen Wasserhahn mit zwei Ventilen zu verwenden.

Ein Ventil wird direkt aus dem Vorratstank mit Wasser versorgt, das zweite Ventil mit Wasser, das durch den Mineralisator geflossen ist.Mit nützlichen Substanzen angereichertes Wasser wird nur zum Trinken verwendet und mit Wasser ohne Mineralien zubereitet.

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Vor- und Nachteile der Umkehrosmose

Ein hoher Reinigungsgrad und eine garantierte Trinkwasserqualität sind die Hauptvorteile von Umkehrosmoseanlagen. Es wird geschätzt, dass der Gehalt an Fremdstoffen im mit dieser Methode gereinigten Wasser zehnmal niedriger ist als der zulässige Mindeststandard. Die Konstruktionsmerkmale der Membran verhindern das versehentliche Eindringen von Verunreinigungen in den gereinigten Wasserfluss.

Dieses Diagramm zeigt detailliert den Aufbau und das Funktionsprinzip einer Umkehrosmosemembran, mit der Sie gereinigtes Wasser – Permeat – erhalten und den kontaminierten Teil – Konzentrat – entfernen können

Dieses Wasser kann bedenkenlos zum Trinken und Kochen verwendet werden; es kann Kindern und Haustieren gegeben werden. Aus gesundheitlicher Sicht ist Wasser, das mithilfe der Umkehrosmose-Technologie gewonnen wird, viel gesünder als abgekochtes Leitungswasser. Aquarianer verwenden dieses Wasser, um das Volumen von Aquarien zu ergänzen, ohne sich abzusetzen.

Trotz des komplexeren Aufbaus im Vergleich zu herkömmlichen Haushaltsfiltern, Installation solcher Systeme läuft ohne Probleme. Alles, was für die Installation benötigt wird, ist normalerweise im Bausatz enthalten. Fast alle Elemente oder deren Modifikationen können separat erworben werden.

Das System nimmt nicht zu viel Platz ein; meistens werden der Tank und ein Satz Filter mit Membran direkt unter der Spüle befestigt. Ein kompakter Trinkwasserhahn, der an der Spüle installiert wird, fügt sich in der Regel perfekt in den Innenraum ein.

Die Komponenten einer Umkehrosmoseanlage sind klein und können in der Regel problemlos unter einer Spüle installiert werden.Das Kit enthält einen Satz schmaler Schläuche zum Verbinden einzelner Elemente des Systems

Der Hauptnachteil von Umkehrosmoseanlagen sind die hohen Anschaffungskosten des Bausatzes. Für die weitere Wartung des Systems fallen auch Kosten für den Austausch von Filterpatronen an, diese kosten jedoch deutlich weniger.

Alle paar Jahre müssen Sie die Membran austauschen, was bis zu 50 US-Dollar kosten kann. Berechnungen zeigen jedoch, dass die Kosten für sauberes Wasser die Familie dadurch immer noch weniger kosten als der Kauf von Trinkwasser von Drittanbietern.

Die Wirksamkeit der Membran in einer Umkehrosmoseanlage lässt allmählich nach und muss alle paar Jahre ausgetauscht werden. Dieser Zeitraum variiert je nach Betriebsbedingungen

Ein weiteres Merkmal der Umkehrosmoseanlage, das durchaus als Nachteil angesehen werden kann, ist die geringe Produktivität. Gereinigtes Wasser sickert sehr langsam durch die Membran; die Standardkapazität der Membran beträgt etwa 150–300 Liter pro Tag.

Gleichzeitig gelangt mehr als die Hälfte des Wassers aus der Wasserversorgung in die Kanalisation, was sich teilweise auf die Höhe der Stromrechnungen auswirkt.

Bei richtiger Wahl des Speichervolumens kann es jedoch nur kurzzeitig zu Problemen kommen, wenn die Anlage direkt nach der Installation gestartet wird oder nach längerer Inaktivität bei leerem Speicher.

Wir empfehlen einen Artikel zum Thema: Umkehrosmose: Schaden und Nutzen der Membranreinigung von Leitungswasser.

Wie wählt man das richtige Modell aus?

Die Abmessungen der Elemente von Umkehrosmoseanlagen entsprechen in der Regel einem bestimmten Standard, jedoch nicht immer. Die Verwendung eines Systems mit Standardparametern bietet eine größere Auswahl an austauschbaren Elementen. Die Praxis zeigt, dass im Inland hergestellte Produkte, die billiger sind als ihre ausländischen Pendants, sich in der Qualität kaum von letzteren unterscheiden.

Die Vorfilterpatronen der Umkehrosmoseanlage sowie die Membran und der Nachfilter müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Es ist nicht schwer, dies gemäß den Anweisungen des Herstellers selbst zu tun

Natürlich ist es besser, den Kauf direkt beim Hersteller, bei einem geprüften Händler oder in einem zuverlässigen Geschäft zu tätigen. Gute Umkehrosmoseanlagen verfügen über einen technischen Pass, eine offizielle Garantie, eine ausführliche Montage- und Bedienungsanleitung sowie Qualitätszertifikate.

Die Größe des Speichers hängt von den Bedürfnissen der Familie sowie von der Größe des Raums ab, in dem das Gerät installiert wird. Für ein Haus, in dem eine große Familie lebt, ist ein Behälter mit der maximalen Größe geeignet; am beliebtesten sind Behälter mit einem Volumen von etwa 8 bis 10 Litern.

Ein wichtiger Indikator funktioniert Druck im Wasserversorgungssystem. Der optimale Wert liegt bei 2,8 bar.Wenn der Druck zu niedrig ist, ist es sinnvoll, eine Umkehrosmoseanlage mit eingebauter Pumpe zu kaufen, die für ausreichend Druck für Trinkwasser sorgt. Wenn der Druck in der Wasserversorgung viel höher ist, müssen Sie einen Druckminderer installieren.

Wenn die einzelnen Elemente der Umkehrosmoseanlage Standardgrößen haben, ist es einfacher, passende Ersatzkartuschen zu finden. Dieser Punkt sollte vor dem Kauf geklärt werden

Die Membran der Umkehrosmoseanlage erfordert größte Aufmerksamkeit. Dieses Element muss von gleichbleibend hoher Qualität und geeigneter Leistung sein. Für eine kleine Familie liegt der optimale Wert bei etwa 7 Litern pro Stunde.

Es macht keinen Sinn, für eine effizientere Membran zu viel zu bezahlen, wenn diese nicht benötigt wird. Zum Vergleich: Ein Gerät mit einer Kapazität von 15 Litern pro Stunde kann problemlos den Bedarf an sauberem Wasser eines kleinen Gastronomiebetriebes decken.

Als Standardset gelten fünf Hauptstufen der Reinigung: drei Vorfilter, eine Membran und ein Nachfilter. Der Inhalt dieses letzten Elements kann variieren.

Der Mineralisator und die Biokeramikkartusche wurden bereits zuvor erwähnt. Als beliebte Lösung gilt auch der Einbau einer Kartusche mit Kokosnussschalen, Aktivkohle und Silberionen.

Diese Stoffe desinfizieren das Wasser, reinigen es weiter und verleihen ihm einen angenehmen Geschmack. Eine weitere interessante Möglichkeit der Wassernachbehandlung ist ein UV-Desinfektionsmittel. Bei einigen Modellen von Umkehrosmoseanlagen können Sie mehrere verschiedene Kartuschen gleichzeitig verwenden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Video Nr. 1. Eine allgemeine Übersicht über die Funktionsweise von Umkehrosmoseanlagen finden Sie hier:

Video Nr. 2.In diesem Video wird die Funktionsweise eines solchen Systems am Beispiel des Modells Geyser Prestige M ausführlich beschrieben:

Video Nr. 3. In diesem Video können Sie die Funktionsweise von Durchflussfiltern und Umkehrosmoseanlagen vergleichen:

Umkehrosmoseanlagen sind eine zuverlässige und komfortable Möglichkeit, Ihr Zuhause mit ausreichend sauberem Trinkwasser zu versorgen. Ja, die Preise für solche Geräte sind nach wie vor hoch, aber sie amortisieren sich mehr als, denn sauberes Trinkwasser verringert das Risiko vieler Krankheiten und verbessert die Lebensqualität.

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