اسمز معکوس چیست؟ و چه عملکردی در دستگاه های تصفیه آب دارد؟

اسمز معکوس(Reverse Osmosis) یکی از بهترین روش ها برای حذف یونهای محلول در آب است. از آنجا که فقط مولکول های آب قادر به عبور از منافذ غشای نیمه تراوا هستند ، در نتیجه تقریبا تمامی یون ها و مولکول های محلول ( از جمله نمک ، قند و املاح موجود در آب ) پشت غشاء باقی می مانند و از آب حذف می شوند.
12 مارس, 2022

پادکست این مقاله

 

اسمز معکوس(Reverse Osmosis) چیست؟

 

اسمز معکوس (Reverse Osmosis): یک فرایند فیزیکی است که می توان از محلولی (حلال + ناخالصی) به کمک یک غشاء نیمه تراوا، حلال تقریبا خالص تهیه کرد. بعنوان مثال به کمک این روش می توان از آب شور، آب آشامیدنی مطلوب تهیه کرد.

اسمز معکوس یکی از بهترین روش ها برای حذف یونه ای محلول در آب است. از آنجا که فقط مولکول های آب قادر به عبور از منافذ غشای نیمه تراوا هستند ، در نتیجه تقریبا تمامی یون ها و مولکول های محلول ( از جمله نمک ، قند و املاح موجود در آب ) پشت غشاء باقی می مانند و از آب حذف می شوند.

اسمز معکوس می تواند تا ۹۸% مواد معدنی حل شده و مواد آلی و کلوئیدی آب را حذف کند.

منابع آب قلیایی

تکنولوژی اسمز معکوس در دهه های اخیر با به بازار آمدن انواع جدیدی از غشاها، بطور قابل توجهی گسترش یافته است. اسمز معکوس با ظرفیت ۱۰ لیتر در روز الی ۴۰ متر مکعب در دقیقه را می توان از بازارهای جهانی تهیه کرد. جالب است بدانید که در ریاض، پایتخت عربستان، دستگاه اسمز معکوسی با ظرفیت ۳۱ متر مکعب در دقیقه (۳۱ هزار لیتر در دقیقه) ، برای تهیه آب آشامیدنی وجود دارد.

 

اسمز طبیعی چیست؟

اسمز طبیعی زمانی رخ می دهد که دو محلول با غلظت های متفاوت توسط یک غشای نیمه تراوا از هم جدا شده باشند. فشار اسمزی آب خالص را از طریق منافذ غشاء به درون محلول غلیظ تر هدایت می کند و این فرآیند تا آنجا ادامه میابد که غلظت هر دو محلول برابر گردد.

 

اساس کار اسمز معکوس

اگر یک غشاء نیمه تراوا (Semi-Permeable Membrane) بین دو محلول با غلظت های متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال (رقیق) از یک طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می شود. غشاء معمولا از جنس استات سلولوز و یا پلی آمید است. البته امروزه غشاء را از مخلوط استات سلولوز و تری استات سلولوز می سازند.

جهت طبیعی حرکت حلال به گونه ای است که محلول غلیظ تر، رقیق می شود.

 

در شکل زیر آب خالص از غشاء عبور کرده و وارد آب ناخالص می شود. اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود، در آن صورت سطح آب نمک ( آب حاوی ناخالصی ) از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. این اختلاف سطح در دو طرف غشاء را فشار اسمزی می گویند. در واقع تنها مولکول های آب قادر به عبور از غشاء نیمه تراوا هستند.

 

اسمز معکوس چیست ؟

با توجه به شکل :

 

سمت چپ: مولکول های آب در قسمت آب خالص، به خاطر پدیده طبیعی اسمز وارد محفظه آب ناخالص می شوند.

سمت راست : می توان با اعمال فشار P ( به میزان بالاتر از فشار اسمزی ) مولکول های آب را وادار کرد که از محفظه آب شور وارد محفظه آب خالص شوند. این همان مفهوم اسمز معکوس است و راهی است برای تهیه آب شیرین از آب شور

بنابراین با اعمال فشار مکانیکی به آب شور ، مولکوله ای آب از مولکوله ای نمک ( ناخالصی ) جدا می شوند. این فرایند را اسمز معکوس (Reverse Osmosis) می گویند.

 

تکنولوژی اسمز معکوس در دستگاه های تصفیه آب خانگی

هر  دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس ( اعم از خانگی و یا صنعتی ) به صورت ساده شامل قسمت های زیر است:

 

  •  غشاء نیمه تراوا ( ممبرین )
  • پمپی که بتواند فشار لازم آب ورودی به سیستم را تامین کند.
  • خروجی پساب ( فاضلاب )

[swa_alexa_country][swa_alexa_country_global]

در دستگاه های اسمز معکوس خانگی ، آب خام ( تصفیه نشده ) پس از عبور از سه فیلتر اولیه ( پیش فیلتر ها ) و انجام تصفیه اولیه ، با فشار پمپ ( ماکزیمم فشار ۱۰۰ PSI ) وارد محفظه ( هوزینگ ) ای که حاوی ممبرین RO است می شود. ممبرین از چندین لایه غشاء نیمه تراوا که به دور یک لوله مرکزی پیچیده شده اند تشکیل شده است.

 

دستگاه تصفیه آب مجهز به اسمز معکوس ، مواد رادیواکتیو از جمله: پلوتونیوم ، رادیوکتیو و استرانسیوم موجود در آب آشامیدنی را از آب حذف می کند.

 

بنابراین اگر در نزدیکی نیروگاه های هسته ای زندگی می کنید ، برای اطمینان و محافظت از خانواده خود در برابر آلاینده های هسته ای موجود در آب آشامیدنی ، حتما از دستگاه های تصفیه آب با اسمز معکوس استفاده کنید

 

ممبران RO آسپرین

چون ناخالصی ها قادر به عبور از غشاء نیستند از این رو در یک طرف غشاء آب تقریبا خالص وجود خواهد داشت که راهی لوله مرکزی شده و به سمت خروجی آب تصفیه شده هدایت می شود.

در طرف دیگر لایه های غشاء، آب تغلیظ شده از ناخالصی ها وجود خواهد داشت که به سمت مجرای فاضلاب هدایت می شود. شکل زیر برشی از یک محفظه RO که ممبرین در آن قرار گرفته است را نشان می دهد.

 

 

وجود پمپ به این دلیل است که آب جهت عبور از چشمه های غشاء که قطر آنها ۰/۰۰۰۱ میکرون است، نیاز به فشار دارد ، لذا وجود پمپ در سیستم ضروری است.

خروجی پساب در سیستم های اسمز معکوس، به منظور دفع ناخالصی هایی که توسط غشاء از آب جدا شده است، تعبیه شده و در واقع آب غلیظ شده و سرشار از ناخالصی ها از طریق خروجی پساب وارد فاضلاب می شود.

 

همچنین عبور آب از روی سطح غشاء و جاری شدن آن به مجرای فاضلاب باعث می شود که ناخالصی های جدا شده از آب روی سطح غشاء رسوب گذاری نکنند و باعث کاهش عمر غشاء نشوند.

 

در صورتی که مجرای خروجی پساب بنا به هر دلیلی بسته شود، غشاء در مدت زمان کوتاهی کاملا کیپ شده و می بایست تعویض شود.

 

با توجه به اینکه غشاء اسمز معکوس از قیمت نسبتا بالایی برخوردار است، در نظر گرفتن خروجی پساب جهت افزایش عمر غشاء مقرون به صرفه خواهد بود.

 

میزان فاضلاب در سیستم های مختلف متفاوت است. اما معمولا نسبت پساب سیستم به تولید آن ، سه به یک است. به عبارتی در بدو راه اندازی سیستم، به ازای هر یک واحد آب تصفیه شده، سه واحد آب وارد فاضلاب خواهد شد.

در دستگاه های اسمز معکوس خانگی ، در خروجی فاضلاب یک محدود کننده جریان تعبیه شده است. این محدود کننده باعث می شود که حداکثر جریان خروجی فاضلاب ، ۴۲۰ میلی لیتر در دقیقه باشد. البته خروجی فاضلاب تنها زمانی جاری خواهد بود که پمپ دستگاه روشن و دستگاه در حال تولید آب تصفیه شده باشد.

 

پیشنهاد می شود در صورت امکان، آب خروجی پساب دستگاه را در یک منبع ذخیره کرده و جهت مصارفی چون : آبیاری باغچه ها، شستشوی اتومبیل، شستشوی حیاط و … استفاده کنید.

 

اسمز معکوس می تواند املاح آب را ۹۰ تا ۹۸ درصد کاهش دهد. حذف باکتری ها و ویروس ها و دیگر میکروب ها با اسمز معکوس تقریبا صد در صد است، اما بعلت عدم آب بندی کامل سیستم اسمزمعکوس مقدار کمی از این ناخالصی ها ممکن است از غشاء عبور کرده و در آب تصفیه شده دیده می شوند.

 

جدول ذیل میزان حذف عناصر موجود در آب را توسط ممبرین های TFC نشان می دهد. ممبرین های (TFC (Thin Film Composite بهترین نوع ممبرین هستند که در دستگاه های تصفیه آب آکواجوی استفاده میشوند.

 

 

در خصوص جدول فوق ذکر چند نکته ضروری است:

 

این جدول بیناگر میزان اسمی (Nominal) حذف عناصر توسط ممبرین های بکار رفته در دستگاه های اسمز معکوس خانگی است که در شرایط نرمال کار می کنند.

شرایط نرمال عبارتست از:

 

  • فشار آب ورودی به محفظه RO حداقل ۶۰ PSI باشد.
  • دمای آب ورودی ۲۵ درجه سانتیگراد باشد.
  • TDS آب ورودی زیر ۱۰۰۰ PPM باشد.

 

میزان واقعی (Actual)حذف عناصر، ممکن است با تغییر فشار آب ورودی، درجه حرارت آب ورودی، کیفیت شیمیایی آب ورودی و تغییر میزان آلاینده ها، تغییر کند.

مادامیکه آهن و منگنز به نحو موثر و مطلوب توسط ممبرین RO از آب حذف می شوند، همزمان می توانند به راحتی روی سطح ممبرین رسوب گذاری کرده و عمر آن را کاهش دهند.

حتی در غلظت های پایین آهن و منگنز نیز وقوع این امر دور از ذهن نیست. به طور کلی جهت مقابله با این مشکل بهتر است آهن و منگنز توسط یک سیستم پیش تصفیه مناسب، قبل از ورود به سیستم اسمز معکوس از آب ورودی حذف شوند. میزان حذف نیترات توسط ممبرین به فاکتورهایی نظیر: PH آب ورودی، درجه حرارت آب ورودی، فشار آب ورودی و میزان سایر آلاینده ها در آب ورودی بستگی دارد.

 

امروزه روش اسمز معکوس اقتصادی ترین فرایند برای تهیه آب آشامیدنی از آب های شور مناطق کم آب می باشد.

 

در میان محصولات آکواجوی، دستگاه های تصفیه آب ۵ مرحله ای ( اعم از لجند، رز، تولیپ ،لیلیوم،لوتوس ، بلوم) مجهز به سیستم اسمز معکوس بوده و قادر به حذف ناخالصی های محلول در آب با استفاده از تکنولوژی غشائی هستند.

 

 

جهت دریافت مشاوره و راهنمایی خرید دستگاه تصفیه آب آکواجوی کانادا میتوانید از طریق شماره های زیر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

۰۲۱۴۱۲۱۹  –  ۰۲۱۸۸۱۰۴۰۴۴

 

5/5 - (55 امتیاز)

لطفا دیدگاه خود را ارسال نمایید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

hirabsun