Funktionsweise der Umkehrosmose: Funktionsprinzip von Feinwasserreinigungsgeräten

Unter den Haushaltssystemen zur Aufbereitung von Trinkwasser für den Verbrauch ist kürzlich eine neue Option aufgetaucht, die Umkehrosmose genannt wird. Dieser Satz von Filtern und eine spezielle Membran kosten viel, können aber fast jedem Analogon Chancen bieten.

Ist es sinnvoll, auszusteigen? Um die Antwort auf diese Frage zu erhalten, müssen Sie herausfinden, wie Umkehrosmose funktioniert, und dann die Kosten und das Ergebnis korrelieren. Mit unserer Hilfe wird der Prozess des Kennenlernens eines fortschrittlichen Behandlungssystems viel schneller und effizienter verlaufen.

Wir haben für Sie alle nützlichen und zuverlässigen Informationen über die Membranwasseraufbereitungsanlage gesammelt und systematisiert. Um die Wahrnehmung zu vervollständigen, haben wir das Textmaterial mit Diagrammen, Abbildungen und Videos mit Empfehlungen an zukünftige Kunden ergänzt.

Umkehrosmose arbeiten

Der Osmoseprozess basiert auf der Eigenschaft von Wasser, den Gehalt an Verunreinigungen in durch eine Membran getrennten Lösungen auszugleichen. Die Löcher in dieser Membran sind so klein, dass nur Wassermoleküle durch sie hindurchtreten können.

Wenn in einem Teil eines solchen hypothetischen Gefäßes die Konzentration an Verunreinigungen erhöht wird, beginnt dort Wasser zu fließen, bis die Flüssigkeitsdichte in beiden Teilen des Gefäßes ausgeglichen ist.

Umkehrosmose ergibt genau das Gegenteil. In diesem Fall wird die Membran nicht verwendet, um die Dichte der Flüssigkeit auszugleichen, sondern um auf der einen Seite sauberes Wasser und auf der anderen Seite eine mit Verunreinigungen gesättigte Lösung zu sammeln. Deshalb wird ein solcher Prozess Umkehrosmose genannt.

All diese chemischen Eigenschaften sind für Käufer von geringem Interesse, insbesondere für diejenigen, die sich mit Wissenschaft nicht so gut auskennen. Es reicht ihnen zu verstehen, dass das Zentrum der Umkehrosmoseanlage eine spezielle Membran ist, deren Poren so klein sind, dass sie nichts passieren, was die Größe eines Wassermoleküls überschreitet, und dies ist ein wesentlicher Teil der im Leitungswasser enthaltenen Verschmutzung.

Leider ist das Wassermolekül nicht das kleinste auf der Erde, zum Beispiel sind Chlormoleküle viel kleiner, so dass sie auch durch die Membran austreten können. Darüber hinaus ist der Kontakt mit großen Suspensionen dieser Membran kontraindiziert. Die kleinen Poren während dieser Exposition verstopfen schnell und dieses Element muss sofort ersetzt werden.

Dieses Diagramm zeigt fünf Stufen der Wasserreinigung mit einer Umkehrosmoseanlage: Vorreinigung durch drei Filter, eine Membran und Nachbehandlung

Um dies zu verhindern, umfasst die Umkehrosmoseanlage auch drei zusätzliche Filterdurch die Wasser die Vorbereitung passiert. Die Membran teilt das teilweise gereinigte Wasser in zwei ungleiche Teile. Etwa ein Drittel des eingehenden Volumens besteht aus reinem Wasser, das dann in den Speichertank gelangt.

Weitere zwei Drittel des Wasservolumens sind der Teil, in dem sich die Verschmutzung konzentriert. Ein solches Konzentrat wird in den Abwasserkanal eingeleitet. Zwischen dem Tank und dem Wasserhahn befindet sich normalerweise ein kleiner Behälter. Hier ist eine Patrone installiert, die die Qualität von bereits gereinigtem Wasser verbessern soll, um es beispielsweise mit nützlichen Mineralien zu sättigen.

Schematisch kann das Prinzip der Umkehrosmose wie folgt beschrieben werden:

1. Das Wasser fließt vom Wassersystem zu den Vorfiltern.
2. Dann wird die Flüssigkeit einer Umkehrosmose unterzogen.
3. Gereinigtes Wasser gelangt in den Speichertank.
4. Konzentrat mit gefilterten Verunreinigungen wird in den Abwasserkanal transportiert.
5. Reines Wasser aus dem Speichertank gelangt direkt oder über zusätzliche Geräte in den Wasserhahn für sauberes Wasser.

Somit ist die Umkehrosmoseanlage eine Reihe von Vorrichtungen, die die Möglichkeit bieten, Trinkwasser mit einem hohen Reinigungsgrad zu erhalten. Bis vor kurzem wurden solche Systeme hauptsächlich in der Industrie, in öffentlichen Catering-Einrichtungen in Gesundheitseinrichtungen usw. eingesetzt.

Dieses Diagramm zeigt die Trennung eines mit einer Umkehrosmoseanlage gereinigten Wasserstroms in zwei Ströme: reines Wasser und ein Konzentrat, das in den Abwasserkanal gelangt

Aufgrund der wachsenden Anforderungen an die Qualität von Leitungswasser in den letzten Jahren haben Umkehrosmoseanlagen für den Hausgebrauch an Popularität gewonnen. Sie variieren in Konfiguration, Leistung, Lagertankgröße usw. Filter und Membran müssen regelmäßig ausgetauscht werden.

Wie kann festgestellt werden, ob eine Membran ersetzt werden muss? Während der Ausbeutung verstopfen die Poren und es kommt der Moment, in dem Wasser einfach nicht in den Lagertank gelangt. Eine solche Membran muss in jedem Fall ersetzt werden. Experten empfehlen jedoch, es viel früher zu ersetzen.

Die Umkehrosmoseanlage besteht aus einem Speichertank, einem Satz von drei Vorfiltern, einer Membran und einem Nachfilter zur zusätzlichen Aufbereitung und Anreicherung von Wasser

Verwenden Sie ein elektronisches Gerät - TDS-metr -, um die Qualität des mit einer Umkehrosmoseanlage gereinigten Wassers zu bestimmen. Mit seiner Hilfe bestimmen Sie den Salzgehalt im Wasser.

Für Leitungswasser vor der Behandlung kann dieser Indikator 150 bis 250 mg / l betragen, und nach Reinigung unter Verwendung der Umkehrosmosetechnologie wird der Salzgehalt als Norm im Bereich von 5 bis 20 mg / l angesehen. Wenn die Salzmenge in gereinigtem Wasser mehr als 20 mg / l beträgt, wird empfohlen, die Membran auszutauschen.

Diejenigen, die Wasserfilter wählen möchten, die in verschiedenen Reinigungsstufen verwendet werden, finden viele nützliche Informationen im nächsten Artikel.

Einzelne Elemente des Systems

Das teuerste und grundlegendste Element der Umkehrosmoseanlage ist die Membran. Es ist ein mikroporöses Material, das in einer oder mehreren Schichten um einen perforierten Kunststoffkern gedreht ist. Auf der Oberseite der Membran befindet sich eine Kunststoffschutzhülle, die mit O-Ringen befestigt ist.

Wasser tritt in den Membrankörper ein und passiert einen porösen Füllstoff. In diesem Fall dringen reine Wassermoleküle durch den porösen Kern und gelangen dann in den Lagertank.

Verunreinigungen mit etwas Wasser können die Membranbarriere jedoch nicht passieren. Sie treten am gegenüberliegenden Ende des Membranblocks aus und werden entsorgt.

In der Abbildung sehen Sie die Zusammensetzung der Membran für die Umkehrosmoseanlage: ein 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 nachteilig sein. Tatsache ist, dass seine Poren sehr klein sind - nur 0,0001 Mikrometer. Die Membran kann nicht entfernt, gespült und wieder eingebaut werden, wie dies bei einigen mechanischen Grobfiltern der Fall ist.

Ein teurer Artikel muss alle zwei bis drei Jahre komplett ausgetauscht werden. Der Begriff kann abhängig von den Betriebsbedingungen der Membran variieren: Druck im Wasserversorgungssystem, Menge und Art der Verunreinigung, Wassertemperatur usw.

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

Ein wichtiger Faktor dabei ist das Vorhandensein von Vorfiltern: zwei mechanische und ein Kohlenstoff. Der erste mechanische Filter schneidet alle unlöslichen Verunreinigungen ab, deren Größe 0,5 Mikrometer überschreitet. Es können Sandkörner, Rostpartikel und andere ähnliche „Mechaniken“ sein.

Als nächstes fließt Wasser durch Kohlefilter, das Moleküle verschiedener Chemikalien enthält: Chlorverbindungen, die ausnahmslos im Leitungswasser vorhanden sind, sowie Schwermetalle, die in Pestizide, gelöstes Eisen und andere Einschlüsse organischen oder anorganischen Ursprungs eingedrungen sind.

Mechanische Filter und Kohlefilter in der Umkehrosmoseanlage müssen alle vier bis sechs Monate ausgetauscht werden. Die erforderlichen Patronen können als Kit erworben werden

Danach vervollständigt ein weiterer mechanischer Ein-Mikron-Filter die vorläufige Wasseraufbereitung.Infolgedessen enthält Wasser keine Verunreinigungen, die Schäden verursachen können Membranfilter oder überwinden.

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

Ein Akkumulationstank wird verwendet, um gereinigtes Wasser zu sammeln. Das Fassungsvermögen kann zwischen 4 und 12 Litern variieren und hängt von der Leistung des Systems ab. Zur Herstellung solcher Tanks wird üblicherweise hochwertiger Stahl verwendet. Außerhalb des Behälters ist mit einer Schicht dauerhaften Emails bedeckt. Im Inneren ist eine Silikondichtung installiert, die den Tank in zwei Teile teilt.

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

Luft erzeugt zusätzlichen Druck im Vorratsbehälter, wodurch das Wasser mit dem erforderlichen Druck zum Wasserhahn geleitet wird. Natürlich gibt es am Tank einen Auslass zum Anschließen eines Schlauches, durch den das Trinkwasser zum Wasserhahn gelangt.

Normalerweise wird dieser Wasserhahn auf einem Waschbecken installiert. Selbst wenn die Wasserversorgung durch das Wasserversorgungssystem aus irgendeinem Grund unterbrochen wird, verbleibt eine bestimmte Menge im Tank, wodurch das Problem weniger akut wird. In dieser Situation ist es zum vollständigen Entleeren des Lagertanks sinnvoll, den Druck durch Pumpen von Luft durch einen Nippelanschluss zu erhöhen.

Der Grad der Wasserreinigung mit einer Umkehrosmoseanlage bringt es näher an die Destillation. In diesem Fall passiert die Membran in Wasser gelöste Sauerstoffmoleküle, was ihre Qualität erhöht.

Um den Geschmack zu verbessern, kann Wasser durch einen Mineralisator oder andere Module geleitet werden. Es ist aber zum Trinken und unmittelbar nach dem Bestehen der Membranreinigung geeignet. Es ist nicht nötig, es zum Trinken zu kochen.

Umkehrosmoseanlagen können als zusätzliches Modul zur Verbesserung der Trinkwasserqualität mit einem Mineralisator oder einer Biokeramikpatrone ergänzt werden. Der Mineralisator wird verwendet, um Wasser mit nützlichen Substanzen wie Kalzium, Natrium, Magnesium usw. anzureichern.

Alle diese Mineralien wirken sich positiv auf das menschliche Nerven- und Herz-Kreislaufsystem aus, verhindern das Auftreten vieler gefährlicher Krankheiten, stimulieren den normalen Säuregehalt des Blutes usw.

Der Mineralisator in Umkehrosmoseanlagen wird verwendet, um gereinigtes Wasser mit Mineralien anzureichern und es gesünder zu machen.

Die Biokeramikkartusche verhält sich anders. Als Teil seiner „Füllung“ gibt es Kugeln aus gebackenem Ton und Turmalinstücken. Dieses Mineral kann eine äußerst vorteilhafte Wirkung auf Wasser ausüben. Es trägt zu einer Veränderung der Wasserstruktur bei, was sich letztendlich positiv auf das endokrine System auswirkt und die Immunität stärkt.

Mit der Zeit ist die Ressource solcher zusätzlichen Module erschöpft, sie müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Daher ist es bequemer, einen Kran mit zwei Ventilen zu verwenden.

Wasser wird direkt vom Antrieb zu einem Ventil und zum zweiten über den Mineralisator geleitet. Das mit nützlichen Substanzen angereicherte Wasser wird nur zum Trinken verwendet und auf Wasser ohne Mineralien hergestellt.

Über die Regeln für die Wahl eines Wasseraufbereitungssystems für ein autonomes Wasserversorgungssystem eines Privathauses, eines der beliebte Artikel unsere Seite.

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 nach diesem Verfahren gereinigten Wasser zehnmal niedriger ist als die zulässige Mindestmenge. Die Konstruktionsmerkmale der Membran verhindern das versehentliche Eindringen von Verunreinigungen in den gereinigten Wasserstrom.

Dieses Diagramm zeigt detailliert die Vorrichtung und das Funktionsprinzip der Umkehrosmosemembran, mit der Sie gereinigtes Wasserpermeat erhalten und das kontaminierte Teilkonzentrat entfernen können

Solches Wasser kann sicher zum Trinken und Kochen konsumiert werden, es kann Kindern und Haustieren gegeben werden. Für die Gesundheit ist Wasser, das durch Umkehrosmosetechnologie gewonnen wird, viel vorteilhafter als gekochtes Leitungswasser. Aquarianer verwenden solches Wasser, um das Volumen der Aquarien zu ergänzen, ohne sich abzusetzen.

Trotz eines komplexeren Designs im Vergleich zu herkömmlichen Haushaltsfiltern Installation solcher Systeme ohne Probleme durchgeführt. Alles, was für die Installation benötigt wird, wird normalerweise mitgeliefert. Fast alle Elemente oder deren Modifikationen können separat erworben werden.

Das System nimmt nicht zu viel Platz ein. Meistens sind der Tank und ein Satz Filter mit einer Membran direkt unter der Spüle befestigt. Ein kompakter Wasserhahn für Trinkwasser, der am Waschbecken montiert ist, passt normalerweise perfekt in den Innenraum.

Die Abmessungen der Komponenten der Umkehrosmoseanlage sind gering und können normalerweise leicht unter der 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 Kits. Für die weitere Systemwartung sind auch die Kosten für den Austausch von Filterpatronen erforderlich, die jedoch erheblich geringer sind.

Alle paar Jahre muss die Membran ausgetauscht werden, deren Preis etwa 50 US-Dollar betragen kann. Berechnungen zeigen jedoch, dass die Kosten für sauberes Wasser die Familie weniger kosten als der Kauf von Trinkwasser von Drittanbietern.

Die Wirksamkeit der Membran in der Umkehrosmoseanlage nimmt allmählich ab, sie muss alle paar Jahre ausgetauscht werden. Dieser Zeitraum variiert je nach Betriebsbedingungen.

Ein weiteres Merkmal der Umkehrosmoseanlage, das mit einer Dehnung als Nachteil angesehen werden kann, ist die geringe Produktivität. Das gereinigte Wasser sickert sehr langsam durch die Membran, die Standardmembrankapazität beträgt ca. 150-300 Liter pro Tag.

Darüber hinaus fließt mehr als die Hälfte des Wassers aus der Wasserversorgung in den Abwasserkanal, was sich in gewissem Maße auf die Höhe der Stromrechnungen auswirkt.

Wenn jedoch das Volumen des Lagertanks richtig ausgewählt ist, können Probleme nur dann für kurze Zeit auftreten, wenn das System unmittelbar nach der Installation oder nach einer langen Zeit der Inaktivität mit einem leeren Lagertank startet.

Empfohlener verwandter Artikel: Umkehrosmose: Schaden und Nutzen der Membranreinigung von Leitungswasser.

Wie wähle ich ein geeignetes Modell aus?

Die Größen der Elemente von Umkehrosmoseanlagen entsprechen normalerweise einem bestimmten Standard, jedoch nicht immer. Die Verwendung eines Systems mit Standardparametern bietet eine größere Auswahl an austauschbaren Elementen. Die Praxis zeigt, dass Produkte der inländischen Produktion, die billiger als ausländische Analoga sind, sich in ihrer Qualität kaum von letzteren unterscheiden.

Die Umkehrosmose-Vorfilterpatronen sowie die Membran und der Nachfilter müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Es ist nicht schwierig, gemäß den Anweisungen des Herstellers alleine zu arbeiten

Natürlich ist es besser, direkt beim Hersteller, bei einem geprüften Händler oder in einem zuverlässigen Geschäft einzukaufen. Gute Umkehrosmoseanlagen verfügen über ein technisches Zertifikat, eine offizielle Garantie, detaillierte Installations- und Betriebsanweisungen sowie Qualitätszertifikate.

Die Abmessungen des Lagertanks hängen von den Bedürfnissen der Familie sowie von der Größe des Raums ab, in dem das Gerät installiert wird. Die maximale Kapazität ist für das Haus geeignet, in dem eine große Familie lebt. Am beliebtesten sind Tanks mit etwa 8 bis 10 Litern.

Ein wichtiger Indikator funktioniert Druck im Wasserversorgungssystem. Der optimale Indikator ist 2,8 bar. Wenn der Druck zu niedrig ist, ist es sinnvoll, eine Umkehrosmoseanlage mit eingebauter Pumpe zu kaufen, die einen ausreichenden Druck für das Trinkwasser liefert. Wenn der Druck in der Wasserversorgung viel höher ist, müssen Sie ein Druckminderungsgetriebe installieren.

Wenn die einzelnen Elemente einer Umkehrosmoseanlage Standardgrößen haben, ist es einfacher, geeignete Patronen zum Austausch zu finden. Dieser Punkt sollte vor dem Kauf geklärt werden.

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

Es macht keinen Sinn, für eine produktivere Membran zu viel zu bezahlen, wenn dies nicht erforderlich ist. Zum Vergleich: Ein Gerät mit einem Fassungsvermögen von 15 Litern pro Stunde erfüllt problemlos den Bedarf an sauberem Wasser eines kleinen Catering-Unternehmens.

Ein Kit gilt als Standard und umfasst fünf Hauptreinigungsschritte: drei Vorfilter, eine Membran und einen Nachfilter. Der Inhalt dieses letzten Artikels kann variieren.

Mineralisator und Biokeramikkartusche wurden bereits erwähnt. Die Installation einer Patrone mit Kokosnussschale, Aktivkohle und Silberionen wird ebenfalls als beliebte Lösung angesehen.

Diese Substanzen desinfizieren Wasser, reinigen es zusätzlich und geben ihm einen angenehmen Geschmack. Eine weitere interessante Option für die Nachbehandlung von Wasser ist ein UV-Desinfektionsmittel. Bei einigen Modellen von Umkehrosmoseanlagen können Sie mehrere verschiedene Patronen gleichzeitig verwenden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Video # 1. Einen allgemeinen Überblick über die Funktionsprinzipien von Umkehrosmoseanlagen finden Sie hier:

Video # 2. Dieses Video beschreibt detailliert den Betrieb eines solchen Systems am Beispiel des Geyser Prestige M-Modells:

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

Umkehrosmoseanlagen sind eine zuverlässige und bequeme Möglichkeit, Ihr Zuhause mit ausreichend sauberem Trinkwasser zu versorgen. Ja, die Preise für solche Geräte bleiben hoch, aber sie zahlen sich mehr als aus, da sauberes Trinkwasser das Risiko vieler Krankheiten verringert und die Lebensqualität verbessert.

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