Osmose in der Natur
Osmose ist ein biologisches Prinzip, das bei den meisten Organismen Anwendung findet. Es dient in der Natur dem Stofftransport innerhalb von Organismen und der Stoffaufnahme von Zellen. Der sogenannte „osmotische Druck“ ist dabei eine physikalische Größe, die Transporte ohne weiteren Energieaufwand möglich macht. Dafür sorgt das sogenannte Braunsche Molekularbewegungsgesetz.
Werden zwei Lösungen unterschiedlicher Konzentration durch eine nur einseitig durchlässige Membrane getrennt, streben die Lösungen auf beiden Seiten einen Konzentrationsausgleich an.
Je nachdem, auf welcher Seite die Membrane durchlässig ist, werden entweder die Ionen des gelösten Stoffes auf die Seite der schwächeren Lösung strömen, um die Konzentration auszugleichen, oder es wird von der schwächeren Seite Wasser durch die Membran strömen, um die stärkere Lösung zu verdünnen.
Der Druck, der dabei entsteht und die Ionen bewegt, ist der osmotische Druck. Er liegt bei Leitungswasser in der Regel bei einem Wert von um die 2 bar.
Osmose zu Umkehrosmose
Wird der osmotische Druck auf einer Seite der Membran nun umgekehrt, können durch einen höheren Druck als den osmotischen Druck alle Ionen von einer Seite auf die andere Seite befördert werden. Das Wasser wird dadurch von allen enthaltenen Stoffen praktisch vollständig gereinigt.
Das Verfahren findet in modernen Umkehrosmose-Anlagen in der Regel in fünf einzelnen Stufen statt, meist werden auch noch Vorfilter benutzt, um die Anlage weniger stark zu belasten.
Mithilfe der Querstromfiltration wird erreicht, dass sich die Membran nicht zusetzen kann.
Reduktion der Härte
Die Wasserhärte wird durch die Umkehrosmose-Anlage ebenfalls auf nahezu Null reduziert, da auch alle Härtebildner aus dem Wasser entfernt werden.
Im Fall der Umkehrosmose-Anlage wird dabei nicht nur die Carbonathärte reduziert, sondern die gesamte Wasserhärte. Hier besteht ein Unterschied zu anderen Enthärtungsverfahren.