تصفیه آب به روش اسمز معکوس و کاربردهای آن

تصفیه آب به روش اسمز معکوس، تکنولوژی مدرنی است که آب را برای مصارف متعددی از جمله نیمه رساناها، تکنولوژی زیستی، داروها، تولید برق، نمک زدایی آب دریا و آب خوردنی شهری، تصفیه می نماید.

از اولین آزمایشاتی که در سال 1950 انجام شد طی آن هر ساعت چند قطره آب تولید می شد،.

امروزه نتیجه صنعت اسمز معکوس در تولید مشترک جهانی به بیشتر از 7/1 میلیون گالن در هر روزرسیده است.

با روند روزافزون تقاضاها برای آب خالص(تصفیه شده)، رشد صنعت اسمزمعکوس در قرن اینده با افزایش روبه رو خواهد شد.

تاریخچه تصفیه آب به روش اسمز معکوس RO

تحقیق در مورد اسمز معکوس در سال 1950 در دانشگاه فلوریدا آغازشد.

در دانشگاه فلوریدا رید و بوتون که توانستند خاصیت نمک زدایی ممبرین استات سلولز را شرح دهند.

لوب و سوریرجان، گسترش تکنولوژی اسمز معکوس را با ایجاد نخستین ممبرین استات سلولز نا متقارن ادامه دادند.

تحقیق در مورد این پیشرفت خوب و امیدوار کننده منجر به ایجاد پیکربندی بهتر و جدیدتر اجزای اسمز معکوس شد.

امروزه این صنعت اکثرا اجزای مارپیچ فنری و در برخی موارد اجزای فیبر توخالی را تولید می کنند.

دراوایل سال 1980 تحقیق و بررسی در لابراتوارهای دولتی آمریکا، منجر به تولید نخستین ممبرین پلی آمیر مرکب شد.

این ممبرین ها عمدتاً نسبت به ممبرین های سلولزیک، از جریان تراوش و نمک زدایی بالاتری برخوردارند.

امروزه با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیک ها، این صنعت با ترتیب کاهش بزرگی در مسیر نمک، به افزایش 20 دفعه ای در جریان هر فشار بر روی ممبرین های سلولزیک اصلی رسیده است.

اسمز چیست؟

اُسمز یا گذرندگی (به فرانسوی: Osmose، اُسمز)(به انگلیسی: Osmosis) به فرایندی گفته می‌شود که طی آن حلال از طریق یک غشای نیمه تراوا از جایی که محلول رقیق‌تر است به جایی که محلول غلیظ تر است، نفوذ می‌کند. 

اسمز (Osmosis) یکی از روش‌های انتشار مواد بین دو مکان مختلف است که‌ در زیست شناسی‌، معمولا از این پدیده درانتقالات بین سلولی استفاده می‌شود.

فرایند انتشار زمانی اتفاق می‌افتد که مولکول‌ها یا اتم‌ها از ناحیه‌‌ای با غلظت بالا به منطقه‌ای با غلظت کم منتقل می‌شوند. پدیده اسمز در مواردی رخ می‌دهد که یک ماده از یک «غشای نیمه نفوذپذیر» (Semipermeable Membrane) عبور می‌کند تا بتواند غلظت ماده دیگری را متعادل کند.

اسمز معکوس چیست

اسمز معکوس (به انگلیسی: Reverse Osmosis) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود. 

دراین روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که نیترات ومواد معدنی و بسیاری از مواد شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها (عمدتاً باکتری‌ها) را حذف می‌کند.

نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می‌ماند که به عنوان آب پسمانده (Concentrate) دور ریخته می‌شود. می‌توان پسماند خروجی را مجدداً به سیستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه جویی به عمل آید.

اگر پسآب خروجی در یک سیکل چرخشی وارد شود می‌توان راندمان سیستم را افزایش داد.

اسمز معکوس RO چگونه کار می کند

برای درک بهتر اسمز معکوس ابتدا به شرح اسمز نرمال می پردازیم.

عبور اب از غشای نیم تراوایی نسبی اسمز می گویند که از جایی رقیق به جای غلیظ می روند.

اسمز انرژی مصرف نمی کند برای جابه جایی!هنگامی که دریکطرف ظرفی آب خالص و طرف دیگرمحلول آب نمک باشد آب خالص به طرف مایع غلیظ یا محلول آب نمک می رود.

غشای نیمه تراوا چیست؟

ممبرین نیمه تراوا غشایی است که برخی اتم ها یا مولکول ها راعبورمی دهد، اما مانع عبور بقیه می شود.

ممبرین به غیر از مولکول های نمک به مولکول های آب اجازه عبور میدهد.

فشار اسمزی چیست؟

 فشار اسمزی عبارت از حداقل فشار لازم برای جلوگیری از عبور یک محلول از غشای نیمه نفوذپذیر است. 

اسمز دلیل این مسئله است که نوشیدن آب شور (مثل آب اقیانوس) شما را خواهد کشت.

وقتی آب شوروارد معده میشود، فشار اسمزی، آب را به بیرون بدنتان میراند، تا نمک درداخل معده شما رقیق شود.

بنابراین شما آب بدنتان را از دست می دهید (آب بدنتان خشک می شود) و می میرید.

تصفیه آب به روش اسمز معکوس، هدف استفاده ازممبرین به گونه ای است که شبیه فیلترجهت تولید آب شرب ازآب شور(یا آب آلوده دیگر)عمل کند.

در اسمز معکوس آب شور برروی ممبران تحت فشار قرار میگرد تا عکس عمل اسمزنرمال صورت گیرد.

درنتیجه در یک طرف غشا آب شور به جای رقیقی (در اسمز نرمال) غیظ و دور ریزمی گردد.

از طرف دیگر غشا هم آب خالص تصفیه خارج میگردد.

کاربرد تصفیه آب به روش اسمز معکوس RO

تصفیه آب به روش اسمز معکوس می‌تواند هم برای خالص‌سازی آب و هم برای تغلیظ و بازیافت جامدات حل‌شده در آب خوراک (که آب‌زدایی نامیده می‌شود) مورد استفاده قرار گیرد.

عمومی‌ترین کاربرد RO تعویض یونی، شامل نرم کردن آب با استفاده از سدیم، جهت تخلیص آب مصرفی مورد نیاز برای بویلرهای با فشار کم تا متوسط، می‌باشد .

کیفیت آب تولیدی از RO به‌گونه‌ای است که می‌تواند در چنین فشارهایی بطور مستقیم برای تامین آب جبرانی بویلر مورد استفاده قرار گیرد.

برای بویلرهای با فشار بالاتر و مولدهای بخار، سیستم RO را می‌توان بصورت یک پیش‌تصفیه جهت سیستم تعویض یونی دارای دو بستر (دو ستون مبادله‌کننده) یا یک بستر مختلط (میکس‌بد)، به سیستم تعویض یونی متصل نمود .
استفاده از RO قبل از سیستم تبادل یونی می‌تواند به‌ مقدار قابل ملاحظه‌ای زمان تناوب احیای رزینی را کاهش دهد، همچنین مقدار اسید، باز و پساب ناشی از عملیات احیا را که باید مورد استفاد قرار گرفت و ذخیره گردد را شدیداً کم می‌کند.
در برخی شرایط، یک واحد RO ثانویه می‌تواند جهت ایجادخلوص آب بالاتر بیشتری از یک واحد RO تولید شود.

سیال خروجی از RO می‌تواند بطور مستقیم مورد استفاد قرار گیرد یا در برخی مواقع بسته به خلوص مورد نیاز توسط سیستم تبادل یونی میکس‌بد نرم گردد و یا این‌که برای خالص‌سازی بیشتر آب تولیدی، به‌طور پیوسته تحت عمل یونیزاسیون الکتریکی قرار گیرد.

دیگر کاربردهای عمومی تصفیه آب به روش اسمز معکوس RO

1- نمک‌زدایی از آب دریا و آب لب‌شور برای تولید آب آشامیدنی.

این کار در مناطق ساحلی و خاورمیانه که تهیه‌ی آب تازه مشکل می‌باشد، عمومیت زیادی دارد.

2- تولید آب فوق‌خالص برای صنایع میکروالکترونیک.

3- تولید آب با خلوص بالا جهت صنایع داروسازی.

4- تولید آب فرآیندی برای صنایع نوشابه‌سازی و نوشیدنی ها.

5- فرآیند محصولات لبنی.

6- تغلیظ مواد شیرین‌کننده‌ی غلات

7- تصفیه‌ پساب وبازیافت مواد مصرفی درفرآیند، مانند فلزات درصنایع فلزکاری و رنگ‌ها در فرآیند پارچه‌بافی.

8- بازیافت آب از فاضلاب شهری و صنعتی.

9- تصفیه آب جهت مصارف تاسیات و موتورخانه

جهت سفارش سیستم های تصفیه اسمز معکوس RO و یا هرگونه خدمات تعمیرونگهداری اسمز معکوس RO باما تماس بگیرید.

جهت سفارش انواع تجهیزات وقطعات سیستم های تصفیه به روش اسمز معکوس RO از صفحه فروشگاه بازدید کنید.