نوشته‌ها

اسمز معکوس Reverse osmosis water filtration

اسمز معکوس چیست؟ آشنایی با روش Reverse osmosis

اسمز معکوس Reverse osmosis فرایندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه تراوا استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه‌تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به گونۀ طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد. این پدیده تا هنگامی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتیکه فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد گردید.

آشنایی با عملکرد دستگاه تصفیه آب به روش Reverse osmosis

اسمز معکوس Reverse osmosis water filtration

اسمز معکوس Reverse osmosis water filtration

در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که نیترات و سایر مواد معدنی را فیلتر می‌کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می‌ماند که به عنوان آب پسمانده دور ریخته می‌شود. سیستم های اسمز معکوس با کارآیی بالا از فشارهای در حد یک میلیون پاسکال استفاده می‌کنند.

همچنین بهترین روش نمک زدائی از آبهای لب شور استفاده از فرایند اسمز معکوس می‌باشد، زیرا سیستم پیچیده‌ای نداشته و راهبری آن قابل کنترلتر از دیگر روشها می‌باشد و با توجه به توسعه روشهای پیشرفته تولید غشاهای پلیمری، به‌کارگیری این روش، توجیه بیشتری دارد.

صنایع امروز برای تصفیه آب مورد استفاده در بخشهای تولید بخار و فرایند خود از سیستم اسمز معکوس استفاده فراوانی می‌برند. اساس کار این دستگاهها بر عبور ملکولهای غیر یونی مثل آب از یک غشاء با روزنه‌های بسیار ریز بنا شده است. این غشاءها به صورتی ساخته شده‌اند که ملکولهای خنثی را براحتی از خود عبور می‌دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریباً خالص تبدیل می‌گردد. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Concentrated) یا (Brine) تبدیل می‌شود.

روش کار سیستم اسمز معکوس

فرض کنید دو ظرف، یکی حاوی آب نمک (۱) ودیگری حاوی آب خالص (۲) توسط یک لوله به یکدیگر متصل بوده وهر دو دارای ارتفاع مساوی از آب و در یک سطح قرار داشته باشند. جهت برقراری تعادل در غلظت یونهای سدیم و کلراید از ظرف آب نمک، یونهای نمک به صورت نفوذ مولکولی به ظرف آب خالص انتقال یافته تا تعادل غلظت بین هر دو ظرف برقرار گردد. اما اگر بین این دو ظرف و در مسیر جریان آب یک غشاء قرار گیرد که فقط اجازه دهد مولکولهای آب از آن عبور کنند، یونهای نمک اجازه عبور نخواهند داشت. لذا برای برقراری تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) انتقال می‌یابد و این عمل تا آنجا ادامه می‌یابد که افزایش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمک، فشار مضاعف ایجاد کرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) را ندهد. این فشار را فشار اسمزی می گویند و طبق قانون Vant Hoff تابعی است از غلظت نمک در هر دو طرف غشاء.

انتخاب غشاء reverse osmosis system

در سیستم اسمز معکوس غشاء مهمترین و حساسترین قسمت دستگاه می‌باشد. زیرا فشار عملیاتی مورد نیاز ارتباط مستقیم با ضخامت غشاء و قطر سوراخهای آن دارد. همچنین غشاء به علت تماس مداوم با مواد شیمیایی افزوده شده به آب، بایستی مقاوم بوده و با مواد بازدارنده و ضد رسوب گذار و زیست کشها (Biocides) واکنش ندهد.

مهمترین عوامل در مقایسه غشاءها عبارتند از:

  1. قطر سوراخ‌ها
  2. ضخامت
  3. مقاومت در مقابل مواد شیمیایی
  4. قیمت
  5. افت فشار
  6. شرکت سازنده

سعی می‌شود آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس، حتماً تصفیه مقدماتی گردد. ولی با این حال لازم است پیش از انتخاب غشاء عملیت پایلوتی صورت پذیرد. به علت کیفیت بسیار عالی آب خروجی از سیستم اسمز معکوس امروزه بیشتر صنایع از این روش، بجای بکارگیری سیتمهای تعویض یونی استفاده می‌کنند. زیرا مبادله کننده‌های یونی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی و رزین، دارای هزینه راهبری و نگهداری زیادی می‌باشند.

ویژگی های تصفیه آب به روش Reverse Osmosis

اسمز معکوس Reverse Osmosis دستگاه تصفیه آب خانگی و صنعتی

سیستم اسمز معکوس یک فرایند شیمیایی است که می تواند از یک محلول به کمک غشاء نیمه تراوا حلال تقریبا خالص تهیه کند. غشاء اسمز معکوس بسیار آب دوست است ، بدین معنا که آب جذب ساختمان شیمیایی اش می شود . آب می تواند با حلقه های انتهایی پلیمر پیوند برقرار کند که این کار ، موجب سهولت نفوذ آب در ساختمان پلیمری غشاء و سپس خروج از آن می شود.

عملکرد دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی RO

عملکرد دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی RO

اسمز معکوس (Reverse Osmosis) ، یا به اختصار RO ، یک تکنولوژی است که تقریبا در هر صنعتی که احتیاج به تفکیک مواد حل شده از حلال باشد (معمولا حلال آب است) عمومیت پیدا کرده است. متداولترین استفاده از تکنولوژی اسمز معکوس در تهیه آب خالص است . در صنعت ، جهت تهیه آب DM و تصـفیه فاضـلاب بهداشـتی استفاده زیادی از RO می شود . فرآیند RO در تهیه آب آشامیدنی از طریق نمک زدایی آب دریا و حتی بهبود مـزه آب از طریق حذف آلودگیهای مضر  مورد استفاده قرار می گیرد . در سیستم RO از فیلترهایی (غشاء) که معمولا از استات سلولز ، پلی آمید و پلی فنیل اکسید ساخته می شود و دارای منافذ بی نهایت ریز هستند ( کمتر از  ۰٫۰۰۱µm ) استفاده می گردد . این منافذ بی نهایت ریز در مقایسه ، شصت هزار برابر کمتر از قطر موی سر انسان می باشد پس بنابراین مکانیسم اسمز معکوس با فیلتراسیون تفاوت دارد به طوری که در غشای RO حفره های فیزیکی وجود ندارد ( چنین حفره هایی حتی با چشم مسلح هم قابل دیدن نیستند ) آب و مواد آلی با جرم مولکولی کمتر ( توسط ایجاد پیوند آب با بخشهایی از ساختمان شیمیایی پلیمر ) قادر به عبور از پلیمر غشاء هستند ، اما نمکهای حل شده و مواد آلی با جرم مولکولی سنگین به دلیل اندازه ذرات و مشخصات بار الکتریکی شان به راحتی قادر به نفوذ از غشاء نیستند .اسمز معکوس به دلیل شباهتی که با فیلتراسیون دارد از این رو گاهی به آن ، هایپرفیلتراسیون نیز می گویند.

عملکرد دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی RO

مولکولهای حلال در پدیده اسمزی ، تحت نیروی اسمزی از غشاء نیمه تراوا عبور کرده و وارد محیط محلول ، با غلظت بالا می گردد . این پدیده طبیعی سعی در همسان سازی غلظت هر دو محیط غلیظ و رقیق در دو طرف غشاء دارد و تا جایی ادامه می یابد که غلظت اجزاء در دو طرف غشاء برابر شوند.
اگر یک غشاء نیمه تراوا  بین دو محیط ، یکی از آب خالص و دیگری از آب شور قرار گیرد، مقداری از آب خالص ازغشاء عبور کرده و وارد محیط غلیظتر می شود، جهت طبیعی حرکت به گونه ای است که محلول غلیظ تر رقیق شود.
اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود، در آن صورت سطح آب نمک (محلول غلیظ تر) از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت .فشار ستون مایع حاصل ازاین اختلاف سطح در دو طرف غشاء را فشار اسمزی می گویند. حال اگر در جهت عکس ، فشاری بیشتر از فشار اسمزی اعمال شود جهت جریان معکوس شده و آب خالص حاصل می گردد.

این روش برای اولین بار در سال ۱۹۵۰ میلادی در دانشگاه فلوریدا به آزمایش درآمد و طی آن هر ساعت چند قطره آب خالص تولید می شد.

ویژگی های تصفیه آب به روش Reverse Osmosis

بهبود رنگ ، طعم و مزه
حذف سموم کشاورزی و آفت کشی
شیرین سازی آب شور و تولید آب شرب
حذف ناخالصی های آلی محلول و غیرمحلول در آب
حذف ۹۰ تا ۹۹ درصد کلیه املاح و نمکهای معدنی آب
حذف آلاینده های میکروبیولوژی از قبیل ویروسها ،  باکتریها و انگلها

ویژگی های تصفیه آب به روش Reverse Osmosis

ویژگی های تصفیه آب به روش Reverse Osmosis

مزیتهای سیستم RO اسمز معکوس

نیاز به حداقل شستشو
سیستم پیوسته ومداوم
ظرفیت های تولید متعدد
عدم آلودگی محیط زیست
صرفه اقتصادی ومصرف کم انرژی
میزان بازدهی بالا در کل سیستم
قابلیت دریافت ورودی آب خام با TDS بالا
استفاده از حداقل مواد شیمیایی در سیستم
هزینه های کمتر سرمایه گذاری نصب و راه اندازی
عدم بکارگرفتن مواد زیان بخش برای انسان در این سیستم
سهولت در بهره برداری و کاهش هزینه های تعمیراتی و نگهداری
امکان استفاده از منابع نامتناهی آب دریاها و زیر زمینی دراین سیستم

ممبران تصفیه آب خانگی فیلمتک filmtec

ممبران تصفیه آب خانگی فیلمتک filmtec

کاربرد روش اسمز معکوس Reverse Osmosis

• صنایع کشاورزی
• صنایع دام و طیور
• صنایع رنگ
• بیمارستانها
• صنایع غذایی
• صنایع شیشه
• صنایع پزشکی
• صنایع نساجی
• صنایع شیمیایی
• صنایع ساختمانی
• صنایع کاغذ سازی
• صنایع فولاد و فلزات
• صنایع باطری سازی
• موسسات تحقیقاتی
• تصفیه  خانه های بزرگ
• صنایع لاستیک و پلاستیک
• کلیه سیستمهای حرارتی و برو دتی
• نیروگاهها ، پتروشیمی و پالایشگاهها
• تولید آب DM جهت مصارف دارویی و بهداشت
• شهرکها و مجتمع های ورزشی ، تفریحی و هتلها

ممبران تصفیه آب صنعتی فیلمتک filmtec

ممبران تصفیه آب صنعتی فیلمتک filmtec