Die Umkehrosmose ist ein physikalisches Verfahren, das den natürlichen Osmose-Prozess umkehrt. Es geht darum, in Flüssigkeiten gelöste Stoffe mittels Druck zu trennen.


Wie funktioniert das Verfahren?

Zwei Flüssigkeiten werden durch eine halbdurchlässige, eine sogenannte semipermeable Membran voneinander getrennt. Auf der einen Seite der Membran befindet sich die Flüssigkeit, in der die Konzentration eines bestimmten Stoffes verringert werden soll. Auf der anderen Seite der Membran soll die Konzentration dieses Stoffes erhöht werden.

Unter natürlichen Umständen würde sich dieser Stoff allmählich gleichmäßig verteilen. Und zwar so lange, bis ein Konzentrationsausgleich erreicht ist. Dieser natürliche Ausgleich wird als Osmose bezeichnet. Das osmotische „Verlangen“ bewirkt, dass Moleküle eines Stoffes durch eine Membran von dem Medium mit höherer Konzentration zu dem Medium mit niedriger Konzentration wandern. Es gibt also eine natürliche osmotische „Wanderbewegung“ oder Ausbreitungsrichtung der Moleküle eines bestimmten Stoffes.

Würde man zwei Flüssigkeiten miteinander vermischen, indem man sie zum Beispiel verrührt, würde eine einzige Flüssigkeit mit gleichmäßig verteilten Molekülen entstehen. Werden diese beiden Flüssigkeiten durch eine spezielle Membran getrennt, wandern die Moleküle eines bestimmten Stoffes durch sie hindurch auf die Seite, wo diese Art von Molekülen fehlt. Das ist das Prinzip der Osmose. Die Umkehrosmose funktioniert nun so, dass durch künstlichen Druck auf das Medium der einen Seite so lange Moleküle durch die Membran auf die andere Seite gezwungen werden, bis sie aus dem einen Medium verschwunden sind und im anderen in konzentrierter Form vorliegen. Diese Membranen müssen hohen Drücken standhalten. Sie fungieren wie eine Art Filter, aber ohne durchgehende Poren.


Wo kommt die Umkehrosmose zum Einsatz?

Umkehrosmose wird überall da genutzt, wo Trinkwasser gewonnen werden muss. Mit diesem Verfahren gelingt dies aus fast allen Wasserquellen. Vor allem beim Militär und in der Raumfahrt werden mobile Umkehrosmose-Anlagen eingesetzt. Sie sind in Containern oder Anhängern untergebracht und können zu jedem Einsatzgebiet transportiert werden. Das Militär kann in praktisch überall aus verunreinigtem Grundwasser Trinkwasser herstellen. In der Raumfahrt funktioniert dies sogar mit Eigenurin.

Trinkwasseraufbereitungsanlagen werden da gebraucht, wo es an sauberem Wasser mangelt. Es braucht solche Anlagen auf hoher See oder in armen Regionen, wo die Menschen nur verschmutztes Trinkwasser zur Verfügung haben. Auf der ganzen Welt sind Meerwasserentsalzungsanlagen entstanden, die die Trinkwasserversorgung tausender Haushalte garantieren. Es gibt auch mobile Wasseraufbereitungsanlagen für den privaten Gebrauch, zum Beispiel für Haushalte mit eigenem Brunnen.

Umkehrosmose-Anlagen werden auch für die Brauchwasseraufbereitung verwendet, in der Industrie und in Kraftwerken, wo Wasser verdampft wird. Brauchwasser hat keine Trinkwasserqualität, ist aber durch das Verfahren frei von schädlichen Stoffen.

In der Lebensmittelindustrie kommt das Umkehrosmose-Verfahren vor allem in der Getränkeherstellung zum Einsatz: für Fruchtsaftkonzentrate, Wein oder auch alkoholfreies Bier.

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