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Osmoseanlage - geringe Leistung

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    • Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo,
      ich habe mir endlich mal eine ordentliche Osmoseanlage gekauft (WCS 250 von Salty Shrimp).

      Die habe ich heute bekommen, angeschlossen und ich hab mal ein paar Dinge nachgemessen.
      Pro Stunde erhalte ich nur 6L Osmosewasser, statt wie angegeben, 7,7 (minimum pro Stunde).

      Auch erhalte ich Osmosewasser mit 80µS.
      Müsste das nicht eigentlich zwischen 0-10µS sein?

      Ich weiß ja, dass das von vielen Faktoren, wie die Temperatur und den Wasserdruck abhängt, aber ist das dann nicht doch ein bisschen wenig Wasser und zu viel µS?

      Mein Wasser aus der Leitung:

      Temperatur: 15°C
      Leitwert: 725µS

      Osmosewasser:

      Temperatur: 15°C
      Leitwert: 80µS
      Gruß Konrad
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo,
      das finde ich total normal das eine neue Osmoseanlage in den "ersten paar" Litern noch nicht die volle Leistung bringt.

      Das wird mit der Zeit mit Sicherheit besser und würde mir da erstmal keine großen Gedanken drüber machen.
      Gruß Peter.
      Aquaristik funktioniert auch ohne Schnickschnack.
      Sauberes Trinkwasser ist unser aller Lebensversicherung, jeder Tropfen zählt !
    • Re: AW: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Bei einem so hohen Leitungswasserleitwert kannst du nicht einen Wert von 0 - 10yS beim Osmosewasser haben. Die Rückhalterate ist immer prozentual zum Ausgangswert zu berechnen. Am Anfang eher ein bisschen mehr. Die Anlage wird mit ca. 95% Rückhalterate angegeben. Damit wirst du bei einem Wert von mindestens 35yS kommen. Das allerdings nur bei optimalem Druck. Und den wirst du nicht aus deiner Leitung bekommen.

      Grüßle Miro
      Always Look on the Bright Side of Life
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hi,

      bin grad etwas verwirrt. Ist es nicht so das die Membrane nur die kleinsten Moleküle durchlässt und das kleinste Molekül ist halt H2O? Habe hier ein Leitungswasser von ca. 570µS und erhalte in 35-50Minuten 5 L Osmosewasser mit max. 16µS. Die Geschwindigkeit ist abhängig vom jeweiligen Leitungsdruck, die Qualität (µS) von der Membrane. Oder nicht?
      mfg Hans
    • Re: AW: Kleine Osmose Anlage

      "reiser81" schrieb:


      ...
      Den Druck hab ich mal auf 4,5bar hoch gedreht. Wassertemperatur lag bei ca. 10-11°C.
      Ergebnis:
      Leitwert Leitungswasser: ca. 680µS
      Leitwert Osmosewasser: ca 25-28µS
      Zeit: ca. 2,25 Std. für 15 L => ca. 6,66L/Std.
      Abwasser ca. 25-30 L (hab nicht so genau gemessen).
      Verhältnis Osmose:Abwasser = ca. 1:2 (war sehr überrascht)

      Beim letzten mal, wo ich genauer aufgepasst habe, hatte ich:
      Leitungswasser Druck ca. 4bar und Temp. ca. 8-9°C.
      Leitwert Osmosewasser: ca. 28-31µS
      Zeit ca. 1,75 Std. für 10L => ca. 5,7L/Std.
      Abwasser ca. 30 L
      Verhältnis Osmose:Abwasser = ca. 1:3
      ...

      Das hier hatte ich noch in Erinnerung. Hier wurde genau gemessen. Es besteht natürlich die Möglichkeit das der Unterschied im Leitwert entweder durch die Temperatur oder den Leitungsdruck entsteht. Wobei ich bei meinem physikalischen Verständnis die Temperatur eher ausschließen würde da bei Kälte die Membranporen eher enger werden müssten und daher ein niedrigerer Leitwert herauskommen müsste. Der Unterschied in dem Beispiel erscheint erstmal nicht groß. Prozentual am Endprodukt (Osmosewasser) sind es allerdings 10%.
      Was ich natürlich nicht weis ob der Leitwert vom Leitungswasser immer der gleiche war.

      Vielleicht habe ich auch einen Denkfehler. Dann bitte korrigieren.
      Grüßle Miro
      Always Look on the Bright Side of Life
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo,

      bei der Umkehrosmose wirken mehrere Faktoren zusammen. Um das auseinanderzuklamüsern muss man sich zunächst die verschiedenen Phänomene anschauen, die an der Funktion einer Umkehrosmoseanlagebeteiligt sind:

      Das grundlegende Prinzip ist zunächst einmal das Phänomen der Diffusion:

      Diffusion beruht zum einen auf der Brown´schen Molekularbewegung und zum anderen auf dem Entropiebestreben aus der Thermodynamik.
      Unter dem Strich bedeutet das, dass Teilchen immer hin und her schwingen und wenn sie gegeneinander prallen ihre Richtung ändern und sich so voeinander entfernen (sich verteilen) können. Die Entropie besagt, dass eine maximale Verteilung (größere Unordnung) im Raum ein energetisch stabilerer und damit bevorzugter Zustand ist.

      Daraus folgt, dass jeder Stoff bestrebt ist, sich maximal im Raum oder einem Lösungsmittel zu verteilen.

      Habe ich nun einen Behälter mit einer Lösung, und unterteile ihn in der Mitte mit einer Membran, so herrscht zwischen beiden Seiten zunächst kein Unterschied, aber es sind alle Voraussetzungen für das Phänomen der Osmose gegeben:

      Erhöhe ich auf einer der beiden Seiten der Membran nun die Teilchenkonzentration, so würde sich diese Teilchen nun gern durch Diffusion wieder gleichmässig verteilen, was aber durch die Membran nicht funktioniert. Sie stellt ein Diffusionshindernis dar.
      Durch die Diffusion würde ein Konzentrationsausgleich zwischen beiden Seiten stattfinden, und so das System wieder zu einem ausgeglichenen, stabilen Zustand zurückkehren.
      Dazu muss entweder die Konzentration auf der einen Seite durch Verdünnen gesenkt werden, oder die Konzentration auf der anderen Seite steigen.
      Da die Membran für Wassermoleküle durchlässig ist, besteht die logische Folge daher darin, dass Wasser von der niedriger konzentrierten Seite zur höher konzentrierten Seite wechselt. Dadurch steigt die Konzentration auf der einen Seite, sie wird quasi eingedickt, während die höher konzentrierte Seite verdünnt wird, was zum Absinken der Konzentration führt.

      Jede Flüssigkeit, welche gelöste Teilchen enthält, besitzt einen sog. osmotischen Druck. Dieser lässt sich analog zum Druck von Gasen nach folgender Formel berechnen:

      P= c (Konzentration des Stoffs)x R (Gaskonstante) x T (absolute Temperatur in Kelvin)

      An dieser Formel kann man sehen, dass der osmotische Druck abhängig von Temperatur und Konzentration der Lösung ist.

      Der osmotische Druck verhält sich umgekehrt proportional zum Bestreben Wasser in die Lösung zu ziehen, das heisst, je höher der osmotische Druck einer Flüssigkeit ist, desto stärker wird sie versuchen Wasser durch die Membran zu "ziehen".
      Dies ist eigentlich so nicht korrekt dargestellt, aber veranschaulicht den Vorgang sehr gut.

      So, jetzt zur Umkehrosmoseanlage:

      Die Umkehrosmoseanlage nutzt den Wasserdruck, um den osmotischen Druck des Leitungswassers zu überwinden. Dieser beträgt ca. 2 bar, weshalb Umkehrosmose mit einem niedrigeren Wasserdruck keinen wirklichen Sinn mehr macht.
      Der Wasserdruck wird dazu benutzt, Wassermoleküle durch die Membran auf die Reinwasser-Seite zu drücken. Dadurch steigt die Konzentration der gelösten Stoffe auf der Zufuhrseite an (weniger Lösungsmittel für die gleiche Anzahl Teilchen), wodurch auch der osmotische Druck auf dieser Membranseite ansteigt. Dadurch steigt natürlich auch das Bestreben, Wassermoleküle zur Verdünnung der Lösung anzuziehen, es entsteht also ein Druck, der der erzwungen Flussrichtung des Reinwassers entgegenwirkt.
      Dieser Widerstand muss durch den Wasserdruck zusätzlich überwunden werden. Rein theoretisch würde der osmotische Gegendruck sogar soweit ansteigen können, bis keine Wasserbewegung mehr stattfindet. Da die Osmoseanlage jedoch im Durchflussprinzip arbeitet, wird über den Restwasserausgang das aufkonzentrierte "Abwasser" kontinuierlich aus der Anlage entfernt. Es kommt daher zur Ausbildung eines stabilen Fließgleichgewichts im System, wodurch eine kontinuierliche Funktion möglich ist. Gleichzeitig wird die Membran auf der Zuflussseite von zurückgehaltenen Bestandteilen freigespült.
      Man beobachtet ja auch, dass direkt nach dem Start der Osmoseanlage, die Leitwerte von Abwasser und Reinwasser noch nicht auf den Werten sind, wie nach 15 Minuten Betrieb, wenn sich das Gleichgewicht eingestellt hat.

      Wenn man nun alle vorhergenannten Faktoren berücksichtigt, wird klar, warum ein höherer Wasserdruck die Effizienz der Osmoseanlage steigert, und das Abwasserverhältnis verbessert.

      Jetzt bleibt nur noch Hans´ Frage, warum auch andere Stoffe als Wasser durch die Membran gelangen können:

      Bis jetzt sind wir bei der Betrachtung immer davon ausgegangen, dass es sich bei der Membran um eine Art Sieb mit einer entsprechenden Maschengröße handelt. Dies ist bei den Wickelmembranen, wie man sie in Osmoseanlagen findet jedoch nur bedingt korrekt.
      Als ich vor etwa einem Jahr meine Osmoseanlage gekauft habe, habe ich auch wissen wollen, wie es in der Anlage aussieht. Bei meiner Recherche habe ich dann gelernt, dass die Membranfolien in handelsüblichen Umkehrosmoseanlagen nach dem Lösungs-Diffusions-Modell funktionieren:

      Die Membran hat gar keine wirklichen Löcher, sondern ist in ihrer Struktur auf Molekularebene so zusammengesetzt, dass sie selbst durch ihrer Stoffeigenschaften das "Sieb" darstellt. Hier geht es dann aber nicht nur um die reine Größe oder Form eines Moleküls, sonder es spielen auch Polarität und Ladung eine Rolle für die Selektivität der Membran.
      Kleine Moleküle wie Wasser wandern sehr gut durch die Membran, was größeren Molekülen deutlich schwerer fällt bzw. teilweise auch unmöglich ist. Das Wasser ist durch seine geringe Größe, Polarität und Molekülstruktur stark begünstigt, weswegen fast nur Wasser durch die Membran kommt. Völlig unmöglich ist der Durchtritt anderer Stoffe aber nicht.
      Die Membran ist ihrer Beschaffenheit lediglich auf den Durchtritt von Wassermolekülen optimiert.

      Hiermit lässt sich dann auch erklären, warum ein höherer Wasserdruck die Effizienz der Membran erhöht: Alle Stoffe rennen zusammen mit dem Wasser verstärkt gegen die Membran an, aber das Wasser wird von der Membran sehr stark bevorzugt, aber nicht exklusiv durchgelassen. So kommen rein statistisch von allen Stoffen mehr Teilchen auf der Reinwasserseite an, und die Effizienz der Anlage steigt. Da das Wasser hierbei deutlich überwiegt, sinkt auch der Leitwert des Reinwassers leicht.
      Bei einer höheren Temperatur ist natürlich auch die Brown´sche Molekularbewegung höher, was zu einer Begünstigung von Diffusionsvorgängen führt (wir erinnern uns: die Eigenbewegung ist der Motor der Diffusion). Moleküle können also schneller durch die Membran wandern.

      Nun ist es aber auch so, dass sich die Leistung einer Osmoseanlage nicht beliebig über den Wasserdruck steigern lässt. Hier setzt der Zerstörungsdruck der Membran klare Grenzen.

      Die von mir getätigten Ausführungen treffen im Großen und Ganzen so auf
      So, ich hoffe niemand hat nach dem langen Post Agenprobleme und ich konnte ein Bisschen Einblick ins Seelenleben einer Osmoseanlage vermitteln.

      VG
      toothbrush
      Es ist nicht zielführend im tiefsten Winter und bei Hufgeklapper vor dem Fenster, zuerst an ein Zebra zu denken.
    • Re: AW: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Da möchte ich mich mal herzlichst bedanken für die wissenschaftliche Erklärung des Sachverhalts. Es lassen sich dadurch sämtliche Zusammenhänge zwischen Temperatur, Druck und Leitwert ableiten.

      Vielleicht wäre das mal was für die Crustahunter Datenbank.

      Grüßle Miro
      Always Look on the Bright Side of Life
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo Konrad
      die Werte einer Membrane werden fast immer bei folgenden Werten ermittelt: 50 PSI ca 3,5 bar 25° warmes Wasser und 250 Ppm. Alles was darunter oder darüber geht vermindert oder verbessert die Leistung. Ist der Druck geringer dann merkt man das recht schnell an der Leistung und der Rückhaltung, die liegt dann nicht mehr im Rahmen. Ist das Wasser kälter dann vermindert sich die Leistung , gleichzeitig wird die Rückhaltung aber etwas besser. Allerdings sinkt die Leistung pro 1° um ca.3-4% ! Dies kann man aber durch mehr Druck ausgleichen, wobei eine Zerstörung von Osmosemembranen durch Druck eher unwahrscehinlich ist. Normale Membranen halten bei zu 21 bar aus, low pressure Membranen werden mit 125 PSI angegeben. Somit sind die Aussagen über Zerstörung von Membranen eher dahin einzuordnen: ich habe mal vonr jemanden gehört der es gehört hat. Allerdings waren die alten Zellulosemembranen empfindlich in der Richtung. Ebenso sind Trinkwassermembranen nur um Bereich ab 3 bar sinnvoll , darunter wird die Rückhaltung für gewisse Stoffe einfach zu gering. Es macht dann keinen Sinn mit 60-70-80% Rückhaltung zu arbeiten , wenn die Nanofiltration die gleichen Werte schafft und nicht einmal Abwasser produziert. Doch dies Verfahren ist ein reines Industrieverfahren und ehe sich dies im Hobbybereich lohnt, nun da muss man ganz schön Wasser herstellen. Membranen werden fast nur noch aus TFC hergestellt und man unterscheidet verschiedene Typen: ULP Ultra low pressure ab 1,8 bar LP low pressure ab 2,8 bar normale ab 3 ,5 bar und Meerwasser, Brackwasser sowie Brauchwassermembranen. ULP, Meerwasser, Brackwasser sowie Brauchwassermembranen kommen für den normalen Betreiber nicht in Frage , da der technische Aufwand zu hoch ist. Für den normalen Nutzer kommen heute LP sowie normale Membranen in Frage, diese unterscheiden sich wieder wie folgt: trocken und nass konserviert. Nasse Membranen schwimmen in einer Art Konservierungslösung, bei trockenen wird diese Lösung "abgesaugt! wenn man das so sagen darf. All diese Membranen erreichen nie ihre volle Leistung sofort, besonders nass konservierte . Bei trockenen hat man ziemlich schnell die volle Leistung erreicht. Nun fragst du dich warum sind nicht alle Membranen trocken konserviert? Nachdem die Membrane gequollen ist und die Endleistung erreicht hat, ist diese bei nass konservierten höher . Auch steigert sich die Leistung und die Rückhaltung zwar in nur kleinen SChritten immer mehr und das endgültige Ergebniss ist bei nass konservierten besser. Auch sind alle vergleichenenden Aussagen über Leistung und Rückhaltung völliger Quatsch. Je nach Membrangrösse , Eingangsdruck und Eingangswasser "filtert" die Membrane einen gewissen Anteil raus. Hier mal eine einfache Rechnung: 700 Lw 3,5 bar 95% Rückhaltung = 35 LW bei LW 400 sind das 20 LW. Verändert sich aber nun eine Konstante so ist das Ergebniss von Person zu Person verschieden. Kommt dann die Aussage: wir verwenden ja das gleiche Wasser, nun jeder Sanitärmann wird sagen das von Haus zu Haus ein verschiedener Druck anliegen kann. Ist das alles gleich , nun jeder Hersteller von Membranen hat in der Fertigung -+ 15% Tolleranz .
      mfg
      jörg
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo Tootbrush
      Nun ist es aber auch so, dass sich die Leistung einer Osmoseanlage nicht beliebig über den Wasserdruck steigern lässt. Hier setzt der Zerstörungsdruck der Membran klare Grenzen.

      diese Aussage ist gelinde gesagt Quatsch. Die Leistung einer Membrane lässt sich sehr wohl über den Druck steigern und ehe eine Membrane durch den Druck zerstört wird, fliegt dir das Membrangehäuse samt Schläuche um die Ohren. Als Beweis füge ich mal ein Datenblatt der Firma Filmtec an , selbst kleine Membranen wie die 50 GPD haben einen maximalen Arbeitsdruck von 10 bar . 100 GPD halten sogar 21 bar aus , allerdings sind Quickfittinge in der Regel nur bis 125 PSI dicht und Schläuche bei 230 PSI.Auch hat Herr Ramsch von der Firma Aquacare hier einige interessante Abhandlungen google.de/imgres?imgurl=http:/…w&ved=0CDYQ9QEwAQ&dur=362 leider sind hier die neuen Membrantypen noch nicht erfasst, doch dies wird bestimmt auch noch kommen.
      mfg
      jörg
      Dateien
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo Jörg,

      danke für die Info, wo die Grenzen einer Membran liegen. Letztendlich scheint gem. deiner Aussage bei einer Osmoseanlage für den Hausgebrauch die Begrenzung bei den Dichtungen bzw. Schläuchen zu liegen,was aber auch wiederum egal ist, denn es ist ja nicht wirklich falsch, dass eine Membran einen Zerstörungsdruck hat.

      Trotzdem danke für präzisieren meiner Ausführungen. Vielleicht kann man das auch ein wenig mehr im Sinne der Net-ikette ausdrücken, aber das kann ja noch werden, so wie ich etwas mehr über Osmoseanlagen lernen konnte.

      VG
      toothbrush
      Es ist nicht zielführend im tiefsten Winter und bei Hufgeklapper vor dem Fenster, zuerst an ein Zebra zu denken.
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo Tootbrush
      das Problem bei Membranen ist inzwischen, die Abhandlungen gelten inzwischen fast nur für Typen die über kurz oder lang verschwinden werden. Dann sind da noch die Aussagen der Hersteller, die gar keine sind. Hier mal folgendes Szenario: ich habe eine normal LP Membrane die in allen Anlagen mit 1:2 läuft. Jetzt baue ich ein neues Modell und habe nur eine Pumpe mit 1,6 ltr Arbeitsleistung, also muss ich das Verhältniss auf 1:1 runtersetzen und die Wechselintervalle der Membranen runter auf 24 Monate. Mit dieser Massnahme decke ich 95% wenn nicht mehr alle Schäden ab , die durch die übermässige Beanspruchung der Membrane entstehen. Im Augenblick scheint es nur eine Membrane auf dem Markt zu geben die 1:1 wirklich aushält und das ist die Side Stream Technik Ich spreche hier nicht von Industriemembranen ! Ich sage immer es scheint, denn andere Firmen werden bestimmt nachziehen
      mfg
      jörg
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    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      Hallo Jörg,
      erstmal danke, dass du und auch andere sich so umfangreich äußern.

      "jgottwald" schrieb:

      All diese Membranen erreichen nie ihre volle Leistung sofort, besonders nass konservierte .


      Gibt es denn hier auch eine Pauschale aussage, wann die Membran die volle Leistung erreicht, bzw. nach wie viel Litern durchflossenes Wasser?
      Gruß Konrad
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      "Konrad89" schrieb:

      Hmm ok dann werde ich wohl mal abwarten müssen.

      Danke erstmal für die Antworten!

      Petra hast du ne ungefähre Prognose, nach wieviel Litern es mit der Durchflussrate besser wird?


      Petra ( Peter ) benutzt gar keine Osmoseanlage, von daher liegen glaube ich keine Erfahrungswerte vor! Hast du die Anlage ordentlich gespült vor der Nutzung ? Das würde ich auf jeden Fall noch einmal tun, wenn nicht. Danach nochmal den LW messen, ggf. Rücksprache halten mit dem Händler bei dem du sie erworben hast.
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      "Konrad89" schrieb:


      Ja hab alles so gemacht wie in der Anleitung beschrieben.
      Ich warte jetzt erstmal ab, was sich so ergibt.

      Wie immer ist Geduld gefragt ;)


      :thumbup: , mach das erstmal so.

      P.S.: Hab meine Osmoseanlage seit über 10 Jahren und die läuft immernoch mit der ersten Membran einwandfrei.
      Osmosewasser brauche ich ja nicht viel,da ich es nur noch zum auffüllen von verdunstetem Wasser nutze.
      Ab wann die "gutes" Wasser gebracht hat hab ich mir natürlich nicht aufgeschrieben.
      Gruß Peter.
      Aquaristik funktioniert auch ohne Schnickschnack.
      Sauberes Trinkwasser ist unser aller Lebensversicherung, jeder Tropfen zählt !
    • Re: Osmoseanlage - geringe Leistung

      "petra b." schrieb:

      "Konrad89" schrieb:


      Ja hab alles so gemacht wie in der Anleitung beschrieben.
      Ich warte jetzt erstmal ab, was sich so ergibt.

      Wie immer ist Geduld gefragt ;)


      :thumbup: , mach das erstmal so.

      P.S.: Hab meine Osmoseanlage seit über 10 Jahren und die läuft immernoch mit der ersten Membran einwandfrei.
      Osmosewasser brauche ich ja nicht viel,da ich es nur noch zum auffüllen von verdunstetem Wasser nutze.
      Ab wann die "gutes" Wasser gebracht hat hab ich mir natürlich nicht aufgeschrieben.


      Erzählst du nicht in allen Foren, dass du deine Tiere in Leitungswasser mit Eichenextrakt hälst ? Oder hast du das aufgegeben, Peter ?
    • Re: AW: Osmoseanlage - geringe Leistung

      "Alu" schrieb:


      Erzählst du nicht in allen Foren, dass du deine Tiere in Leitungswasser mit Eichenextrakt hälst ? Oder hast du das aufgegeben, Peter ?

      Das fängt jetzt echt an zu nerven. Lass es doch einfach. Selbst wenn es Peter wäre dann darf er doch auch seine weibliche Seite zeigen. Und wenn er Petra sein möchte "WAS SOLLS ?".
      Solange die Beiträge gut sind interessiert das doch echt keinen ausser dir.
      Grüßle Miro
      Always Look on the Bright Side of Life