Juni 2003 Grower 101: Umkehrosmose – Das Für und Wider von Jeff Roseman

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Juni 2003 Grower 101: Umkehrosmose – Das Für und Wider von Jeff Roseman

Osmose ist der Übergang einer Flüssigkeit durch eine Membran von einer geringeren Konzentration zu einer höheren Konzentration. Am Ende haben beide Flüssigkeiten die gleiche Konzentration. Abbildung 1, Seite 48, zeigt, wie diese Reaktion abläuft. Ein gutes Beispiel für Osmose ist die Wasseraufnahme von Pflanzen.

Die Umkehrosmose (RO) übt Druck auf die höher konzentrierte Flüssigkeit aus und drückt sie durch die Membran in die geringer konzentrierte Flüssigkeit, daher der Begriff Umkehrosmose. Die Membran hält Partikel und Verunreinigungen bis zu einer Größe von 0,0009 Mikrometern zurück, und das abfließende oder durchfließende Wasser ist sehr sauber und frei von Verunreinigungen. Abbildung 1 zeigt, wie dies funktioniert. Auf der einfachsten Ebene filtert die Umkehrosmose also Verunreinigungen aus einer Flüssigkeit, nämlich Wasser.

Durch die Verwendung von Wasser, das frei von Verunreinigungen und Mineralien ist, kann RO-Wasser dazu beitragen, den Anbau kalkulierbarer zu machen, da die Wasserqualität konstant ist. Verunreinigungen im Wasser wie Eisen, Mangan, Kalzium, Magnesium und Chlor können mit den Nährstoffen reagieren und Probleme bei der Düngermischung verursachen.

Anbau ohne Verunreinigungen

Der Anbau mit gutem Wasser und die Zugabe von Nährstoffen nach dem Ermessen des Anbaubetriebes machen den Anbau berechenbarer. Das Fehlen von Eisen, Mangan, Kalzium oder Magnesium erleichtert die Einstellung des EC-Wertes einer Nährlösung, da die Düngemittel nicht mit den Verunreinigungen im Wasser reagieren. Die einzigen Nährstoffmineralien, die dem Bewässerungswasser zugesetzt werden, sind diejenigen, die für die Pflanze von Vorteil sind. Der Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) gibt Aufschluss über die Leitfähigkeit des Wassers, während der EC-Wert die tatsächliche elektrische Produktion dieser Mineralien misst.Reines Wasser leitet keine Elektrizität und weist keinen EC- und TDS-Wert auf.

Einkaufstipps

Die Anwendung der Umkehrosmose kann ziemlich unklar sein, und Kostenüberlegungen sind der größte Nachteil. Außerdem ist das Abwasser eine weitere Schattenseite dieser Technologie. Es gibt zwei Arten von Membranen, die in Umkehrosmoseanlagen verwendet werden, und jede hat ihren Nutzen und ihre Grenzen. Die Zellulosetriacetatmembran bietet nicht die Rückweisungsrate von Dünnschichtverbundmembranen (TFC), aber Chlor kann TFC-Membranen schneller zersetzen und zu einem vorzeitigen Ausfall des Systems führen, weshalb eine Kohlenstoffvorbehandlung zur Entfernung von Chlor empfohlen wird.

Die Vorbehandlung des Zulaufwassers muss berücksichtigt werden, da die Membranen sonst verschmutzen. Wird die Vorbehandlung nicht beachtet, kann dies zu hohen Wartungs- und Arbeitskosten führen. Ohne Vorbehandlung verstopfen die Membranen und müssen früher als üblich ersetzt oder gereinigt werden. Bei Verwendung von enthärtetem Wasser halten die Membranen länger, da andere Mineralien entfernt werden, bevor sie das System erreichen. Die Verwendung eines Enthärters verursacht bei der Umkehrosmose mehr Kosten und Arbeit, muss aber in Betracht gezogen werden, um die höheren Kosten für den Austausch der Membranen, die Arbeit und die Ausfallzeiten des Wasseraufbereitungssystems auszugleichen.

Ein weiterer Faktor, der bei der Verwendung von RO zu berücksichtigen ist, ist das anfallende Abwasser. Im Allgemeinen werden je nach Druck und Größe der Anlage 4 Gallonen Wasser benötigt, um 1 Gallone RO-Wasser zu erzeugen. In Gebieten, in denen der Wasserverbrauch eingeschränkt ist, wäre dies keine gute Aufbereitungsoption. Es gibt neuere Systeme auf dem Markt, die effizienter sind und weniger Abfall produzieren, aber für die Wassermenge, die ein Züchter benötigt, haben diese Systeme noch einen langen Weg vor sich, bevor sie in der Industrie angenommen werden.

RO-Wasser ist sehr aggressiv, da es keine Mineralien enthält, und kann sehr korrosiv sein, besonders für Metallleitungen. RO-Wasser sollte niemals durch verzinkte oder kupferne Rohre geleitet werden, da diese durch die aggressive Natur des Wassers zerstört werden. Rohre, Schläuche, Tropfer, Zerstäuber und Vernebler müssen dem RO-Wasser standhalten können.

Systemgrößen und Kosten

Die Größe eines RO-Wassersystems variiert stark von Hersteller zu Hersteller. Bei den Kosten gibt es einige Faktoren zu berücksichtigen, nämlich wie viel Wasser pro Tag benötigt wird. Die meisten Systeme werden nach der Anzahl der Gallonen pro Tag (GPD) bewertet, die das System produzieren kann. Systeme für Privathaushalte können ohne Druckpumpe zwischen 15 und 50 Liter pro Tag produzieren, die Kosten liegen zwischen 200 und 600 Dollar und die Ablehnungsraten sind akzeptabel. Ein System mit einer Druckpumpe kann 75-150 GPD für $800-1.000 produzieren, aber die Rückweisungsraten sind wegen des zusätzlichen Drucks noch höher.

Gewerbliche und industrielle RO-Systeme werden immer teurer, aber auch die Menge des produzierten Wassers und der Bedarf an Hochdruckpumpen und großen Lagertanks. Diese Systeme können Wassermengen von einigen tausend Gallonen pro Tag bis zu mehreren hunderttausend pro Tag produzieren. Die Kosten variieren von Anwendung zu Anwendung und von Hersteller zu Hersteller. Denken Sie daran, dass die Lagerflächen für große Mengen an aufbereitetem Wasser berücksichtigt werden müssen und dass die für die Tanks gebauten Flächen die Investitionskosten erhöhen.

Schlussfolgerung

Die meisten Landwirte, insbesondere neue oder unerfahrene, würden von fast jeder Art der Wasseraufbereitung profitieren, die Verunreinigungen beseitigt. Die Beseitigung von Verunreinigungen, die das mikrobielle Wachstum fördern, wie Eisen und Bakterien, kann einen großen Unterschied im Anbau ausmachen, und die Auswirkungen zeigen sich in der Verringerung von Problemen mit Wurzelfäule, wie Pythium oder Pilzkrankheiten, die durch Bakterien im Wasser übertragen werden. Die meisten Züchter scheinen ihre Wasseraufbereitungsstrategien auf die Vermehrungsbereiche auszurichten, aber viele setzen die Behandlung auch in anderen Bereichen ein.

RO wäre eine große Bereicherung für jeden Anbauer, da die Nährstofflösungen für eine Vielzahl von Kulturen kontrolliert und berechnet werden können und für die Konsistenz dupliziert werden. RO ist in der Regel eine beträchtliche Anfangsinvestition, die sich aber bei richtiger Anwendung schnell amortisieren kann.

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