اسمز معکوس یکی از تکنولوژی‌های مدرنی است که امروزه جهت انجام فرآیندهای متعددی از جمله نیمه رساناها، تکنولوژی زیستی، داروها، تولید برق، نمک زدایی آب دریا و آب شهر و از همه مهم تر، تصفیه آب، مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه نتیجه‌ی صنعت اسمز معکوس در تولید مشترک جهانی، به بیش از 7/1 میلیون گالن در هر روز رسیدهو با روند روز افزون تقاضا برای آب خالص و تصفیه شده جهت آشامیدن، رشد این صنعت در قرون آینده افزایش خواهد یافت.
تاریخچه تصفیه آب به روش اسمز معکوس
تحقیق بر روی روش اسمز معکوس از سال 1950 در دانشگاه فلوریدا، آغاز شد. در این دانشگاه رید و بوتون توانستند خاصیت نمک زدایی ممبرین استات سلولز، را کشف کنند. این کشف توسط لوب و سوریرجان، با ایجاد نخستین ممبرین استات سلولز نامتقارن، گسترش یافت. تحقیقات موفقیت آمیز روی این پیشرفت، خوب و امیدوار کننده بود و سبب ایجاد پیکربندی بهتر و جدیدتری از اجزای اسمز معکوس شد. امروزه این صنعت، معمولا اجزای مارپیچ فنری و در برخی موارد اجزای فیبر توخالی را تولید می‌کنند.
در اوایل سال 1980 میلادی، تحقیقات انجام شده در لابراتورهای دولیت آمریکا، منجر به تولید نخستین ممبرین پلی آمیر مرکب شد. این ممبرین‌ها نسبت به ممبرین‌های سلولوزیک، جریان تراوش و نمک زدایی قوی تری دارند. امروزه نیز با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیک‌ها، با کاهش بسیار زیاد نمک، به افزایش 20 دفعه‌ای در جریان هر فشار، بر روی ممبرین‌های سلولوزیک اصلی رسیده.
اسمز معکوس چیست؟
برای درک بهتر اسمز معکوس بهتر است ابتدا تعریفی از فرایند اسمز داشته باشم. اسمز یا به عبارت دیگر گذرندگی، به فرایندی گفته می‌شود که به دنبال آن حلال از طریق یک غشای نیمه تراوا، از جایی که غلظت محلول کم تر است، به جایی که محلول غلیظ تر است، جریان می‌یابد. حال به تعریف اسمز معکوس می‌پردازیم. اسمز معکوس فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار جهت معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه تراوا، برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگ‌تر حل شده در آب، استفاده می‌شود.
در این روش، آب با فشار از غشایی عبور کرده و نیترات، مواد معدنی، مواد شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها ( معمولا باکتری‌ها ) از آن حذف می‌شوند. حدود نیم تا دو سوم آب، پشت این غشا باقی مانده و در برخی موارد از آن می‌توان دوباره استفاده کرد تا در مصرف آب صرفه جویی شود. فیلتری که کار اصلی این دستگاه را انجام میدهد، فیلتر ممبران است. در این دستگاه‌ها معمولا از فیلتر فرابنفش و فیلتر قلیایی استفاده نمی‌کنند.
سیستم اسمز معکوس چگونه کار می‌کند؟
به طور کلی اگر یک غشای نیمه تراوا بین دو محلول با غلظت‌های متفاوت قرار بگیرد، مقداری از حلال از یک طرف غشا به طرف دیگر آن منتقل می‌شود. جهت طبیعی حرکت حلال از جایی با غلظت بیشتر، به جایی با غلظت کمتر است. این فرآیند سبب می‌شود که محلول غلیظ تر، رقیق شود. در این روش، آب خالص از غشاء عبور کرده و وارد آب شور می‌شود.
اگر کمی به این سیستم فرصت دهید، مشاهده خواهید کرد که سطح محلول آب نمک غلیظ تر و بالاتر از سطح آب خالص خواهد بود. حال اگر با عمال یک فشار مکانیکی خارجی که باید بیشتر از فشار اسمزی باشد، به آب شور، مولکول‌ها آب از مولکول‌های نمک جدا شده و آب به سمت آب خالص حرکت خواهد کرد. این فرایند همان اسمز معکوس می‌باشد.
مزایای آب تصفیه شده به روش اسمز معکوس
استفاده از غشای نیمه تراوا در دستگاه‌های تصفیه آب خانگی که به روش اسمز معکوس کار می‌کنند سبب شده تا حجم بالایی از مواد آلاینده‌ی موجود در آب، از بین روند. از مزایای این سیستم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تولید آب بدون سرب و کمک به کاهش بیماری‌هایی مانند فشار خون و کم خونی در کودکان
- از بین رفتن انگل‌ها و میکروارگانیسم‌های موجود در آب
- حذف سدیم موجود در آب که سبب بیماری‌های کبدی و کلیوی می‌شود
تجهیزات سیستم اسمز معکوس
هر دستگاه تصفیه اب اسمز معکوس ( چه خانگی و چه صنعتی ) به طور کلی شامل قسمت‌های زیر می‌باشد:
- غشاء نیمه تراوا ( ممبرین )
- پمپی جهت فشار وارد کردن به آب ورودی سیستم
- خروجی پساب ( فاضلاب )
در این سیستم‌ها غشاء نمیه تراوا همان فیلتر ممبرین است که یکی از انواع فیلتر تصفیه آب بوده و برخی از اتم‌ها یا مولکول‌ها را عبور میدهد اما از عبور برخی ذرات جلوگیری می‌کند. این فیلتر به جز مولکول‌های نمک، به مولکول‌های آب اجزه‌ی عبور میدهد. در دستگاه‌های تصفیه آب به روش اسمز معکوس، آب شور بر روی فیلتر ممبران فشار وارد کرده تا عکس عمل اسمز نرمال یا طبیعی صورت بگیرد و آب شور به جای رقیق تر شدن، غلیظ شده و دور ریخته می‌شود. از طرف دیگر غشاء هم آب خالص تصفیه شده را خارج می‌کند.
اجزای تشکیل دهنده‌ی سیستم اسمز معکوس
| ماژول اسمز معکوس | نگهدارنده‌ی پیش فیلتر، غشاء و فیلتر پسین |
| شیر آب تغذیه | تامین آب ورودی به سیستم |
| پیش فیلتر رسوب | حذف ذرات بزرگ مانند خاک، زنگ و رسوب آب |
| پیش فیلتر کربنی | حذف کلر و مواد شیمیایی موجود در آب |
| شیر قطع و وصل خودکار | به محض پر شدن مخزن، به صورت خودکار بسته می‌شود. به محض رسیدن فشار مخزن به دو سوم فشار آب تغذیه، به صورت خودکار باز می‌شود. |
| شیر تخلیه | جداسازی و خارج کردن آب بی کیفیت با اتصال به فاضلاب |
| فیلتر کربن پسین | حذف بو مزه‌ی نامطلوب آب |
| غشاء اسمز معکوس | کاهش مواد معدنی محلول، فلزات و نمک |
| مخزن ذخیره | مخزنی کیسه‌ای که آب را برای استفاده در خود نگه می‌دارد |
| سر شیر آب آشامیدنی | توزیع آب خالص جهت مصرف نهایی |
از آب تصفیه شده به روش اسمز معکوس چه استفاده‌هایی می‌کنند؟
- خالص سازی آب برای تغلیظ و بازیافت جامدات حل شده در آب خوراک ( آب زدایی )
- نرم کردن آب با استفاده از سدیم جهت مصارف گوناگون
- نمک زدایی از آب دریا و آب‌های لب شور برای تولید آب آشامیدنی
- تولید آب فوق خالص جهت مصارف صنایع میکروالکترونیک و داروسازی
- فرآیند محصولات لبنی
- تغلیظ مواد شیرین کننده‌ی غلات
- تصفیه‌ی پساب آن جهت مصرف در فرآیندهایی مانند فلزات در فلزکاری و رنگ‌های مورد استفاده در پارچه بافی
- تصفیه آب جهت مصارف تاسیسات و موتورخانه
نکاتی درمورد سیستم اسمز معکوس
- آب تولیدی توسط سیستم اسمز معکوس استریل نمی‌باشد.
- اختلاف فشار ورودی و خروجی مراحل مختلف بهره‌برداری از این سیستم هیچگاه نباید بیش از حد مجاز باشد.
- فیلترها باید پیش از راه‌اندازی سیستم شست و شوی معکوس شوند تا آمادگی لازم جهت حذف مواد معلق را داشته باشند.
- عواملی همچون وجود باکتری‌ها، خشک شدن غشاء و یخ زدن پرده‌ها، سبب خراب شدن و از کار افتادن این سیستم می‌شوند.
- با استفاده‌ی صحیح از این سیستم، عمر پرده‌ها افزایش می‌دهید.
توجیه اقتصادی روش اسمز معکوس
هزینه‌ی تصفیه آب طی فرایند اسمز معکوس از سه جنبه‌ی زیر قابل توجه است:
- سرمایه گذاری اولیه
- جایگزینی غشاء
- هزینه‌ی انرژی ( برق ) و مواد شیمیایی
عمر مفید غشای اسمز معکوس چه از جنس استات سلولز و چه از جنس پلی آمید، در شرایط عادی کمتر از 3 سال نیست، و این یعنی هزینه‌ی نگهداری آن کم است. قیمت تصفیه آب، بسته نوع آن متفاوت است. اگر به دنبال خرید این محصولات هستید می‌توانید با مراجعه به سیوان لند، انواع دستگاه‌های تصفیه آب را مشاهده و درصورت انتخاب، خرید خود را ثبت کنید.
کلام پایانی
در این مقاله سعی بر آن شد تا تمام نکات مربوط به اسمز معکوس که یکی از روش های تصفیه آب می‌باشد، گفته شود. شما با در اختیار داشتن دستگاه تصفیه آبی که از این سیستم‌ها بهره می‌گیرند می‌توانید به نوعی ضامن سلامتی بخش‌های مختلف بدن خود باشید که در این مطالب درمورد آن بحث کردیم. اما نکته‌ی قابل توجه دیگر این است که باید در زمان خرید دستگاه تصفیه آب به کیفیت آن‌ها دقت کنید تا آبی که استفاده می‌کنید نیز باکیفیت و خالص باشد.
پیشنهاد ما به شما محصولات سیوان لند است که با بالاترین کیفیت و بهترین قیمت در دسترس شما عزیزان قرار گرفته. شما می‌توانید جهت مشاهده‌ی این محصولات به این سایت مراجعه کنید.
