Bevor die unterschiedlichen Funktionsweisen der Osmoseanlage und der Umkehrosmose beschrieben werden, soll hier zunächst kurz und knapp der Begriff „Osmose“ erläutert werden:
Unter der Osmose versteht der Naturwissenschaftler einen gerichteten Fluss molekularer Teilchen durch eine semipermeable (halbdurchlässige) Trennschicht. Es ist nichts anderes als der Ausgleich von zwei Flüssigkeitsqualitäten, die durch eine Membran (Filter, Sieb) getrennt sind. Das liest sich sehr kompliziert – ist aber sehr einfach. Ein Beispiel verdeutlicht dies:
Haben wir z. B. auf der einer Seite der Membran Wasser mit einem 5%igen und auf der anderen Seite der Membran Wasser mit einem 10%igen Mineralstoffanteil, so findet durch den eigenen Druck des Wassers und der Spülung durch den Filter ein Austausch der Flüssigkeiten solange statt, bis eine Angleichung der Mineralstoffanteile (also 7,5%) auf beiden Seiten geschaffen ist. Es ist also eine Vermengung der Flüssigkeit mit höherem Druck mit der Flüssigkeit mit niedrigerem Druck, die solange erfolgt, bis der Druck ausgeglichen ist. Und genau das ist die Funktion der Osmoseanlage. Hierbei werden keine physikalischen Hilfsmittel eingesetzt.
Die reine Osmose findet nahezu nur noch in der Natur statt. So z. B. im menschlichen Körper beim Stoffwechsel. Hier wird der Sauerstoffgehalt des Blutes in den Gefäßen (Adern) mit dem im umliegenden Gewebe oder den Zellen angeglichen, wobei die „Wände“ der Gefäße bzw. Zellen hier als Membran fungieren.
Viel häufiger hingegen und auch bekannter ist die Umkehrosmose, die in der Fachliteratur auch als Reservosmose bezeichnet wird. Im Gegensatz zur Osmose wird jetzt eine Seite der Membran physikalisch einem höheren Druck ausgesetzt, wodurch die Flüssigkeit gezielt zur Membran geleitet und dort gefiltert wird. Auch das liest sich viel komplizierter, als es wirklich ist. Deshalb ein weiteres Beispiel:
In vielen US-Haushalten wird nur gereinigtes Wasser verwendet. Die hierzu verwendete Anlage (Abmessung etwa wie ein Bierkasten) wird an das Leitungswassernetz angeschlossen. Der einseitige Druck entsteht, wenn das Wasser aus dem Wasserhahn in die Anlage fließt. Reicht der Druck nicht aus, helfen sog. Druckerhöhungspumpen weiter. Die Flüssigkeit wird durch die Membran gepresst und entsprechend gereinigt. Es entsteht ein reines Wasser, das sog. Osmose-Wasser. Um die Membran gegen Verschmutzung zu schützten (wäre sonst wie ein verstopfter Filter), wird das sich vor der Membran befindliche konzentrierte Schmutzwasser abgefangen und abgeleitet. Es gibt Anlagen, die mit mehreren Vorfiltern arbeiten, um die Membranen zu schonen und die Menge an Schmutzwasser zu reduzieren.
Die Funktion der Umkehrosmose wurde im Auftrag der NASA in den 60er Jahren entwickelt. Hier wurde das Ziel verfolgt, aus nahezu jeder Flüssigkeit reines Trinkwasser zu schaffen. Und die NASA hat das Ziel erreicht. Heute werden durch diese Technik Salzwasser und noch ganz andere Flüssigkeiten zu Trinkwasser gefiltert. Sogar unsere Astronauten im All benutzen diese Technik zur Wasserversorgung.
Zum Schluss noch einige technische Informationen:
Die Membran zur Filterung ist laserpunktbehandelt so fein, dass alle Unreinheiten, die größer sind als 0,0001 Mikrometer (= 0,0000001 Millimeter), zurückgehalten werden. Und trotzdem befinden sich im sog. Osmose-Wasser immer noch Mineralien.
Die Membranleistung wird übrigens gemessen in GPD (Gallons per day). Für einen Haushalt bis 4 Personen werden 600 GPD empfohlen, was einer Stundenleistung von ca. 90 Liter entspricht.