تصفیه آب به روش اسمز معکوس (Reverse Osmosis) که با تصفیه آب با دستگاه آب شیرین کن صنعتی نیز شناخته شده می باشد، یکی از روش های الهام گرفته از رفتار طبیعت است که تا حد زیادی نمک و املاح و یون های مضر را از آب حذف می کند. این روش تصفیه آب در واقع عکس رفتار طبیعت و کلیه انسان عمل می کند و با کمک غشای نیمه تراوا از ورود آلاینده ها، مواد رسوب کننده و غیره جلوگیری نموده و در نهایت آب خالص ارائه می دهد. گروه صنعتی هفت؛ تولید کننده تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب در ادامه به معرفی تصفیه آب با اسمز معکوس پرداخته و جزئیات آن را شرح خواهد داد.
آنچه در این مطلب می خوانید:
فرایند اسمز معکوس چیست؟
اسمز معکوس (RO) یک فرایند فیلتراسیون است که در آن آب تحت فشار از یک غشای نیمه‌تراوا عبور میکند تا ناخالصی‌ها، مواد محلول و یون‌ها از آب جدا شوند. در این فرایند، برخلاف اسمز طبیعی، آب از محلول با غلظت بالاتر به سمت محلول با غلظت کمتر حرکت نمی‌کند، بلکه با اعمال فشار به محلول شورتر، جریان آب معکوس میشود. غشای مورد استفاده در روش اسمز معکوس فقط به مولکول‌های آب اجازه عبور می‌دهد و سایر ذرات و آلاینده‌ها را پشت سر می‌گذارد. این فرایند در تصفیه آب شور و آب فاضلاب برای تولید آب آشامیدنی بسیار موثر است. سیستم‌های RO نیازمند نگهداری منظم برای جلوگیری از رسوب و گرفتگی غشاها هستند.
به نقل از سایت puretecwater
اسمز معکوس (RO) فرایند اسمز به صورت معکوس است. اسمز به طور طبیعی و بدون نیاز به منبع انرژی خارجی رخ می‌دهد، اما برای معکوس کردن این فرایند باید انرژی به محلول شورتر اعمال شود تا جریان طبیعی را معکوس کند.
تفاوت اسمز طبیعی و اسمز معکوس چیست؟
به فرآیند مهاجرت آب شور به آب با درجه شوری بیشتر در طبیعت اصطلاحا اسمز گفته میشود. این فرآیند در کلیه انسان ها و همچنین جذب آب از خاک توسط ریشه گیاهان مشاهده میشود. انسان برای تصفیه آب از این رفتار طبیعت الهام گرفته و عکس آن را برای حذف نمک، یون ها و املاح و آلاینده های موجود در آب با کمک آب شیرین کن صنعتی به کار می برد. در این روش، از یک غشای نیمه تراوا استفاده شده و آب با غلظت بیشتر که حاوی مواد آلاینده می باشد را با فشار از آن عبور داده میشود. عبور آب با آلاینده های زیاد از غشای نیمه تراوا باعث میشود تا تنها مولکول های آب از غشای عبور کنند و املاح و آلاینده ها در سمت دیگر غشا باقی بمانند. با توجه به اینکه در تصفیه آب به روش اسمز معکوس، آب با غلظت بیشتر به سمت آب با غلظت کمتر حرکت می کند و عکس رفتار طبیعت است، لذا لازم است از پمپ های فشار برای این منظور استفاده گردد.
| ویژگی | اسمز طبیعی | اسمز معکوس (RO) |
| تعریف | حرکت آب از محلول با غلظت کمتر به سمت محلول با غلظت بیشتر از طریق غشای نیمه‌تراوا | حرکت آب از محلول با غلظت بیشتر به سمت محلول با غلظت کمتر با اعمال فشار |
| مسیر جریان آب | از محلول کم‌غلظت به محلول پرغلظت | از محلول پرغلظت به محلول کم‌غلظت |
| نیاز به انرژی | بدون نیاز به انرژی خارجی | نیاز به انرژی خارجی برای اعمال فشار به محلول پرغلظت |
| کاربرد | پدیده‌ای طبیعی در سلول‌های زنده و فرایندهای زیستی | استفاده در تصفیه آب و حذف نمک‌ها و آلاینده‌ها از آب |
| نتیجه | تعادل غلظت محلول‌ها در دو طرف غشا | تولید آب خالص و حذف ذرات و یون‌های محلول |
| نوع آلاینده‌ها | بدون دخالت مستقیم در حذف آلاینده‌ها | حذف 95-99٪ از نمک‌ها، باکتری‌ها، و ذرات معلق |
| گازهای محلول | تاثیری بر گازهای محلول ندارد | توانایی کم در حذف گازهای محلول مانند دی‌اکسید کربن |
| وزن مولکولی آلاینده‌ها | تاثیری ندارد | دفع آلاینده‌ها با وزن مولکولی بالاتر از 200 |
گام های مهم در تصفیه آب به روش اسمز معکوس
غشای نیمه تراوا فیلتری می باشد که با داشتن سطحی با سوراخ های بسیار کوچک، از عبور برخی از یون ها و اتم ها جلوگیری میکند. استفاده از این غشا در اسمز معکوس (Reverse Osmosis) تا حد زیادی آلاینده ها را کاهش می دهد و در مقابل، انباشته شدن بیش از حد مواد ذائد بر روی آن منجر به کاهش عملکرد فیلتر خواهد شد. به همین منظور، گام های متعددی در تصفیه آب با روش اسمز معکوس در نظر گرفته شده اند تا بر این محدودیت ها غلبه شود. از مهم ترین گام ها در اسمز معکوس می توان به موارد زیر اشاره نمود:
پیش تصفیه آب
همان طور که اشاره شد، غشای نیمه تراوا به مرور به دلیل انباشته شدن مواد آلاینده مختلف بر روی آن با کاهش عملکرد مواجه می گردد. به همین منظور، لازم است به عنوان پیش تصفیه برخی از مواد آلاینده موجود در آب ابتدا به روش های مختلف حذف شوند و سپس آب با کدورت کمتر وارد دستگاه اسمز معکوس گردد. از جمله فرآیندهای صورت گرفته در مرحله پیش تصفیه می توان به حذف مواد معلق جامد در آب اشاره نمود. علاوه براین، به کمک مواد ضدعفونی کننده مانند کلر تا حد زیادی میکروارگانیسم های موجود در آب حذف شده و نسبت به تنظیم PH و حذف مواد رسوب کننده اقدام می گردد. با انجام این فرآیندها تا حد زیادی می توان به سلامت بیشتر غشا کمک نمود و آب برای تصفیه به روش اسمز معکوس آماده تر عمل می کند. لازم به ذکر است که مراحل پیش تصفیه به کمک تجهیزاتی از قبیل فیلتر شنی و فیلتر کربنی صورت می گیرد.
تصفیه با اسمز معکوس
پس از پیش تصفیه، آب وارد دستگاه اسمز معکوس می گردد و به منظور عبور آنها از غشا یا ممبران نیاز به فشار می باشد که توسط پمپ های مخصوص این فشار تامین می گردد. منافذ موجود بر روی غشا بسیار کوچک بوده و تنها آب خالص امکان عبور از آن را پیدا خواهد کرد و در نهایت از دستگاه خارج می گردد.
تجهیزات تصفیه آب به روش اسمز معکوس
برای پیاده سازی فرآیند اسمز معکوس و حذف آلاینده ها و کاهش سختی آب، لازم است از تجهیزات متعددی استفاده گردد که برخی از آنها عبارتند از:
- انجام پیش تصفیه و حذف آلاینده های موجود در آب به کمک فیلتر شنی، اولترافیلتراسیون، فیلتر کربنی
- غشای نیمه تراوا به منظور جلوگیری از عبور مواد آلاینده با اندازه بزرگتر از 10 میکرون
- پمپ برای فشار وارد کردن به آب در جهت عبور از غشا
- پکیج تزریق آنتی اسکالانت شامل پمپ تزریق و مخزن
- پکیج تزریق سود کاستیک و اسید شامل پمپ تزریق و مخزن
کاربرد فرآیند اسمز معکوس
با توجه به کاهش 95% سختی آب با روش اسمز معکوس، از این روش در صنایع مختلف استفاده شده و کاربرد گسترده ای دارد. از جمله مکان هایی که از این روش برای تصفیه آب استفاده می گردد می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- تصفیه آب های شور و تبدیل کردن آنها به آب شیرین
- تامین آب برای تسریع در رشد گیاهان، دام و طیور
- تامین آب کارخانه های داروسازی و لوازم بهداشتی
- تولید آب مورد نیاز نیروگاه های بخار و سیکل های ترکیبی
- تامین آب دستگاه های دیالیز بیمارستان
- تولید آب مورد نیاز دیگ های بخار
- استفاده از اسمز معکوس در روش های آب شیرین کن ترکیبی
مزایا آب تصفیه شده با اسمز معکوس
استفاده از غشای نیمه تراوا در اسمز معکوس باعث میشود حجم بالایی از مواد آلاینده موجود در آب حذف گردد. اسمز معکوس (RO) می‌تواند 95-99٪ از نمک‌های محلول (یون‌ها)، ذرات، کلوئیدها، مواد آلی، باکتری‌ها و پیروژن‌ها را از آب خوراک حذف کند. غشای RO آلاینده‌ها را بر اساس اندازه و بار الکتریکی آنها دفع میکند. هر آلاینده‌ای با وزن مولکولی بیش از 200 احتمالاً توسط سیستم RO به‌درستی کارکرده دفع میشود.
هرچه بار یونی آلاینده بیشتر باشد، احتمال عبور آن از غشای RO کمتر است. به عنوان مثال، یون سدیم با یک بار (تک‌ظرفیتی) به خوبی یون کلسیم با دو بار (دوظرفیتی) توسط غشای RO دفع نمی‌شود.
سیستم‌های RO نمی‌توانند گازهای محلول مانند دی‌اکسید کربن (CO2) را به خوبی حذف کنند، زیرا این گازها در محلول به شدت یونیزه نمی‌شوند و وزن مولکولی کمی دارند. به همین دلیل، آب تصفیه‌شده ممکن است به دلیل تبدیل CO2 به اسید کربنیک، کمی اسیدی‌تر باشد. RO برای تصفیه آب‌های شور، سطحی و زیرزمینی برای کاربردهای جریان کوچک و بزرگ بسیار موثر است. صنایع استفاده کننده از آب RO شامل داروسازی، آب تغذیه بویلرها، صنایع غذایی و نوشیدنی، فلزکاری و ساخت نیمه‌رساناها هستند.
از دیگر مزایای آب تولید شده به روش اسمز معکوس عبارتند از:
- تولید آب بدون سرب و کمک به کاهش بیماری هایی از قبیل فشار خون و کم خونی در کودکان
- حذف انگل و میکروارگانیسم های موجود در آب
- حذف سدیم موجود در آب و کاهش بیماری های کبدی و کلیوی
طراحی و تولید دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس
گروه صنعتی هفت؛ با بیش از 30 سال سابقه فعالیت در حوزه طراحی، تولید و ساخت تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب، موفق به طراحی و تولید دستگاه آب شیرین کن صنعتی یا دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس شده است. تمام مراحل طراحی و تولید این دستگاه زیر نظر مهندسین با تجربه و حرفه ای صورت گرفته و پس از در نظر گرفتن استانداردهای بین المللی متعدد، این محصول را با بالاترین کیفیت ارائه داده است. برای اطلاع از ویژگی های دستگاه آب شیرین کن صنعتی گروه صنعتی هفت می توانید از راه های ارتباطی ذکر شده در پایین صفحه استفاده نمایید.
