Umkehrosmose: Nicht das Wundermittel, als das sie oft dargestellt wird

Wenn Sie in der Lebensmittelproduktion tätig sind, ist eine gute Wasserqualität von großer Bedeutung. Für Qualitätsmanager bildet dies die Grundlage für zuverlässiges und gleichbleibendes Prozesswasser. Bei der Verwaltung dieses Prozesses kommt unweigerlich der Begriff Umkehrosmose zur Sprache. Die Technologie erscheint oft als Komplettlösung: In einem einzigen Schritt werden Verunreinigungen, Nitrate und Bakterien herausgefiltert. Aber ist das wirklich so?

Was ist RO und wie funktioniert es?

Bei der Umkehrosmose (RO) wird Wasser unter hohem Druck durch eine semipermeable Membran gepresst. Die Poren dieser Membran sind extrem fein. Das Ergebnis: Gelöste Salze, Schwermetalle, Nitrate, Pestizide, pharmazeutische Rückstände, Bakterien, Schimmelpilze und Hefen, die zum Zeitpunkt der Filtration vorhanden sind, werden zurückgehalten. Was die Membran passiert, ist chemisch gesehen nahezu reines Wasser.

In der Industrie wird es verwendet für:

• Lebensmittel und Getränke: Wasser für Zutaten, abgefülltes Wasser, CIP, Kesselspeisewasser und Kühlturmwasser.
• Elektronik / Halbleiter: hochreines Spül- und Prozesswasser.
• Energie und allgemeine Industrie: Kesselspeisewasser, Kühlturm-Nachspeisewasser, Prozesswasser und Wasserwiederverwendung.

Was RO gut kann

Die RO-Technologie hat klare Vorteile

• Entfernt bis zu 99 % der gelösten Verunreinigungen wie Nitrat, Schwermetalle, PFAS und kalkbildende Mineralien (1).
• Verbessert den Geschmack und die chemische Qualität des Wassers erheblich (2).
• Reduziert Karbonate, die Kalkablagerungen in Rohrleitungen verursachen. (1)(3).

Bei stark verunreinigtem Quellwasser in Gebieten mit beispielsweise hohen Nitrat- oder Eisengehalten kann die Umkehrosmose eine gute Lösung sein. Doch selbst perfekt gefiltertes RO-Wasser kann schnell mikrobiologisch unsicher werden, sobald es die Membran verlässt, da die Umkehrosmose Bakterien nicht vollständig entfernt, sodass das Wasser hinter der Membran zwar chemisch rein, aber nicht mikrobiologisch sicher ist. (4)(7).

Was RO nicht kann

Die Umkehrosmose entfernt Bakterien an der Membran zum Zeitpunkt der Filtration. Was sie jedoch nicht kann, ist das erneute Wachstum von Bakterien in den Leitungen zwischen der Membran und der Entnahmestelle zu verhindern. Und genau dort liegt die eigentliche Gefahr.

Industrieunternehmen messen die Wasserqualität nach der Umkehrosmose und am Entnahmepunkt. Durch die Messung an diesen beiden Punkten weiß man, was in den Wasserleitungen geschieht: die Bildung von Biofilm.

Biofilm und das Risiko einer Wiederinfektion

In Tanks und Rohrleitungen wird dieses ungeschützte Wasser schnell zu einem idealen Nährboden für Bakterien. Das bedeutet:​

• Colibakterien, E. coli, Enterokokken und Pseudomonas aeruginosa wurden in mit Umkehrosmose aufbereitetem Wasser stromabwärts der Membran nachgewiesen​.
• In den nachgeschalteten Rohrleitungen bildet sich ein Biofilm, unabhängig davon, wie sauber das Wasser an der Membran war.
• Ein schlecht gewartetes RO-System kann selbst zu einer Kontaminationsquelle werden.

Praxisbeispiele: RO allein reicht nicht aus

Die Praxis zeigt, dass selbst gut gewartete RO-Anlagen mikrobiologisches Wachstum in Wasserleitungen und Speichertanks nicht vollständig verhindern können. Mehrere unserer Kunden hatten trotz regelmäßiger Wartung und Filterwechsel mit wiederkehrenden bakteriellen Kontaminationen und Biofilmbildung hinter ihren RO-Anlagen zu kämpfen.

Dies zeigt, warum RO allein nicht ausreicht und warum eine kontinuierliche Desinfektion notwendig ist.

Filtration + Desinfektion: eine effektive Strategie

Umkehrosmose (RO) und aktive Desinfektion mit HOCl sind keine Alternativen; es handelt sich um zwei Systeme, die zusammen eine umfassende Strategie für die Wasserqualität bilden. In der folgenden Tabelle wird die Umkehrosmose (RO)-Filtration mit dem Watter-System verglichen.

Die wirksamste Strategie für saubereres Wasser lautet daher:

• RO: Wenn Ihr Quellwasser chemisch verunreinigt ist, ist RO der richtige erste Schritt. Ist Ihr Wasser jedoch bereits chemisch sauber, reicht ein Watter-System allein aus, um es mikrobiologisch sicher zu halten.
• Watter-System: als kontinuierliche Desinfektionsphase im gesamten Verteilungsnetz, um das Wasser auch mikrobiologisch zu reinigen und die Bildung von Biofilm zu verringern.

Gemeinsam sorgen RO und das Watter-System für Wasser, das sowohl chemisch als auch mikrobiologisch rein ist.

Referenzen:

1. Schoeman, J.J., & Steyn, A. (2003). Nitrate removal with reverse osmosis in a rural area in South Africa. Desalination, 155(1–3), 15–26. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(03)00235-2
2. Vingerhoeds, M.H., de Vries, M.J., Hooglander, P.A., & van der Linden, E. (2016). Sensory quality of drinking water produced by reverse osmosis membrane filtration followed by remineralisation. Water Research, 94, 42–52. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.02.019
3. Kapepula, L.M., & Luis, P. (2024). Removal of heavy metals from wastewater using reverse osmosis. Frontiers in Chemical Engineering, 2, 1334816. https://doi.org/10.3389/fceng.2024.1334816
4. Park, S., & Hu, J. Y. (2010). Assessment of the extent of bacterial growth in reverse osmosis system for improving drinking water quality. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 45(8), 968–977. https://doi.org/10.1080/10934521003772386
5. Choi, Y.-J., Lee, S., Koo, J., & Kim, S.-H. (2016). Evaluation of economic feasibility of reverse osmosis and membrane distillation hybrid system for desalination. Desalination and Water Treatment, 57(51), 24662–24673. https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1152648
6. https://www.watter.nl/watter-systeem/
7. Park, S., & Hu, J. Y. (2010). Assessment of the extent of bacterial growth in reverse osmosis system for improving drinking water quality. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 45(8), 968–977. https://doi.org/10.1080/10934521003772386