Um den Begriff Umkehrosmose zu verstehen, müssen wir einen Blick auf die Geschichte der Osmose in der Wissenschaft werfen. Der Prozess der Osmose hat eine lange Geschichte, wurde aber aus wissenschaftlicher Sicht erstmals 1748 von Jean-Antoine Nollet entdeckt. Nollet konnte den osmotischen Prozess mithilfe der Schweineblase als Membran nachbilden und nachweisen, dass Lösungsmittelmoleküle aus Wasser mit niedriger Konzentration gelöster Stoffe die Blasenwand in einer höheren Konzentration gelöster Stoffe passieren können. Das Experiment zeigte, dass ein Lösungsmittel durch den natürlichen osmotischen Druck selektiv eine semipermeable Membran passieren kann und dass das Lösungsmittel kontinuierlich durch die Zellmembran dringt, bis sich auf beiden Seiten der Zelle ein dynamisches Gleichgewicht einstellt.
Nach der Entdeckung der Osmose geriet die Forschung auf diesem Gebiet für über 200 Jahre in Vergessenheit, bis sie Ende der 1940er-Jahre wieder aufgegriffen wurde. Dieses erneute Interesse basierte auf dem Wunsch, Meerwasser zu filtern oder zu entsalzen – ein Ziel, das die Kennedy-Regierung zur Bekämpfung der Wasserknappheit im Land gesetzt hatte. Zwanzig Jahre später gelang es den Forschern Sidney Loeb und Srinivasa Sourirajan, eine funktionsfähige synthetische Umkehrosmosemembran aus Celluloseacetat herzustellen. In ihren Tests wurde Wasser mit hohem Gehalt an gelösten Stoffen durch die Membran gepresst. Diese fungierte als Filter, der nur Wassermoleküle durchließ, während er NaCl (Salz) und gelöste Feststoffe (TDS) zurückhielt. Frischwasser konnte in ausreichender Menge passieren, um gereinigtes Trinkwasser zu gewinnen. Die Membran erwies sich als langlebig und funktionierte unter normalem Wasserdruck und üblichen Betriebsbedingungen.
Die weltweit erste kommerzielle Umkehrosmoseanlage wurde in Kalifornien unter der Leitung von Joseph W. McCutchan und Sidney Loeb errichtet. Ihr Pilotprojekt erregte 1965 die Aufmerksamkeit von Ingenieuren und Regierungen aus aller Welt. Der unglaubliche Traum, dass die Menschheit eines Tages Meerwasser in großem Maßstab und kostengünstig entsalzen könnte, schien endlich Wirklichkeit zu werden. Die Fortschritte schritten rasant voran, als andernorts, wie beispielsweise in La Jolla und Firebaugh (Kalifornien), neue Pilotprojekte zur Erprobung verschiedener Brack- und Meerwasserarten entstanden. Die Innovationen und Entdeckungen dieser und vieler anderer Pioniere machten die Membrantechnologie relevant und erschwinglich und brachten zahlreichen Schwerindustrien sauberes Wasser.
Umkehrosmose- und Membranfiltrationselemente werden heute weltweit in Tausenden von verschiedenen Prozessen und Anwendungen eingesetzt, und diese Branche wird voraussichtlich auch in naher Zukunft ungebremst weiter wachsen. Angesichts der zunehmenden Verknappung natürlicher Trinkwasserquellen und der fortschreitenden Wüstenbildung liefern große Umkehrosmoseanlagen mittlerweile einen Großteil des Trinkwassers, das von manchen Städten und sogar kleinen Ländern genutzt wird. Vielen ist es derzeit noch nicht bewusst, aber sauberes Wasser könnte schon bald zu den wertvollsten Ressourcen unseres Planeten gehören. Daher zählt die Umkehrosmosetechnologie zu den größten wissenschaftlichen Errungenschaften der Menschheitsgeschichte.
Veröffentlichungsdatum: 02.11.2021