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Die Filtrationsstromdichte F
H
2
O
wird gewöhnlich auf die Flächeneinheit der Mem-
bran bezogen (Maßeinheit z. B. cm
3
/cm
2
s). Im Wassertransportkoeffizienten A
(Maßeinheit z. B. cm
3
/cm
2
s
bar) sind u. a. stoffspezifische Konstanten des trans-
portierten Stoffes H
2
O, wie z. B. der Diffusionskoeffizient in der Membran oder
das Verteilungsverhältnis für H
2
O zwischen Lösung und Membran, weiterhin die
Membrandicke x sowie die Temperatur enthalten.
Für die Transportrate F
i
der gelösten Stoffe gilt (Maßeinheit g/cm
2
s):
F
i
D
B
.
c
1
c
2
/:
(3.18)
Im Transportkoeffizienten B (Maßeinheit cm/s) für die gelösten Stoffe sind wieder
stoffspezifische Konstanten enthalten. (c
1
c
2
) ist der Konzentrationsgradient über
der Membrandicke (g/cm
3
).
Neben weiteren sind daraus vor allem folgende wichtige Aussagen ableitbar:
Die Filtrationsstromdichte ist direkt abhängig vom Druck, der auf die Membran
wirkt, während die Transportrate für die gelösten Stoffe davon nicht beeinflusst
wird.
Bei konstantem äußerem Membrandruck sinkt die Filtrationsstromdichte mit
steigender Konzentration der gelösten Stoffe, da damit eine größere Differenz
der osmotischen Drücke
…
verbunden ist.
Bei konstanter Membrandicke steigt bei steigender Konzentration der gelösten
Stoffe deren Transport durch die Membran, was eine schlechtere Permeatqualität
zur Folge hat.
Die zeitliche Arbeitsfähigkeit einer Membran wird durch den sogenannten Verblo-
ckungsindex I
VB
gekennzeichnet:
I
VB
D
6
;
7
.
t
15
t
0
/=
t
15
:
(3.19)
t
15
bzw. t
0
sind dabei die Zeiten zur Filtration von 100 ml Rohwasser zu Beginn (t
0
)
bzw. nach 15 Minuten Betrieb (t
15
). Die Werte sollten möglichst nicht größer als 3
sein. Eine Verblockung kommt durch die Abscheidung von Stoffen auf der Mem-
branoberfläche zustande. Sie beeinträchtigt damit den Stofftransport überhaupt. Um
also bei der Umkehrosmose hohe Durchsatzleistungen und lange Lebenszeiten zu
erreichen, sind
ein sorgfältig mechanisch gereinigtes Rohwasser einzusetzen,
die Ausgangskonzentration nicht über 10 g/l zu wählen bzw. der Konzentrations-
abbau über mehrere Stufen zu realisieren,
unter Beachtung der Membranstabilität ein möglichst schwach saurer pH-Wert
einzustellen,
durch entsprechende strömungstechnische Bedingungen eine Aufkonzentration
(sogenannte Konzentrationspolarisation) der entfernten Salze und sonstige Ab-
scheidung von Stoffen zu vermeiden.
