Meerwasserentsalzung durch Umkehrosmose

Definition und Wirk-/Funktionsprinzip

Die Umkehrosmose (Reverse Osmosis, RO) ist ein druckgetriebenes Membrantrennverfahren zur Entsalzung von Meerwasser (Salzgehalt ≈ 35 g/L). Der Prozess beruht auf der Umkehr des osmotischen Stofftransports durch Anlegen eines hydraulischen Drucks oberhalb des osmotischen Drucks (Posm ≈ 25–30 bar). Das Meerwasser wird einer semipermeablen Membran zugeführt, die Wassermoleküle durchlässt und gelöste Ionen, organische Bestandteile sowie Mikroorganismen weitgehend zurückhält (Salzrückhalterate > 99 %); der Stofftransport folgt dem Lösungs-Diffusions-Modell (Betriebsdruck ≈ 50–70 bar).

Eingesetzt werden überwiegend polymerbasierte Dünnschicht-Kompositmembranen auf Basis aromatischer Polyamide mit poröser Polysulfon-Trägerschicht, während alternative Membranmaterialien aufgrund eingeschränkter Leistungsfähigkeit oder Verfügbarkeit nur in Sonderanwendungen Verwendung finden. Das erzeugte Permeat weist eine stark reduzierte Salzkonzentration auf (< 500 mg/L); die Prozessausbeute (Recovery ≈ 30–50 %) sowie der spezifische Energiebedarf (≈ 3–6 kWh/m³) werden durch Betriebsbedingungen, Membraneigenschaften sowie Fouling- und Scalingeffekte bestimmt. Eine geeignete Vor- und Nachbehandlung ist zur Sicherstellung eines stabilen Anlagenbetriebs erforderlich.