اسمز معکوس چیست؟
اسمز معکوس آلاینده ها را از آب فیلتر نشده یا آب دیگ بخار جدا می کند. این عمل از طریق ایجاد فشار زیاد به آب و عبور آن از دیواره ی نیم تراوای دستگاه اسمز معکوس انجام می شود. آب از قسمت غلیظ تر(آلایندگی بیشتر) به بخش رقیق دیواره جاری می شود. هدف از این کار تولید آب آشامیدنی سالم است. آب فیلتر شده ی حاصل از اسمز معکوس را آب تولیدی(صنعتی)، و به قسمت آلوده ی آب که جداسازی شده است نیز شوراب می گویند. دیواره ی نیم تراوا از منافذ بسیار ریزی تشکیل شده است که ذرات آلاینده را مسدود می کند و تنها به مولکول های آب اجازه ی عبور می دهد. در اسمز، آب به هنگام عبور از دیواره به بالاترین حد غلظت می رسد تا در دو سمت دیواره تعادل ایجاد شود. اما در اسمز معکوس، دیواره به عنوان یک سد در جلوی آلاینده ها قرار می گیرد تا قسمت رقیق آب آلوده نشود. برای مثال، زمانی که در اسمز معکوس فشار به یک مقدار از آب شور ایجاد می شود، نمک از دیواره رد نمی شود و تنها آب رقیق عبور می کند.
اسمز معکوس چگونه عمل می کند؟
سیستم اسمز معکوس، ته نشین ها و کلر آب را توسط یک فیلتر اولیه جدا می کند. این کار قبل از راندن آب از بین دیواره ی نیم تراوا انجام می شود تا مواد محلول از بین بروند. پس از این که آب از دیواره خارج شد، از یک فیلنر ثانویه عبور خواهد کرد تا قبل از این که آب به بشکه ی مخصوص وارد شود پاک شده باشد. سیستم های اسمز معکوس بنا بر تعداد فیلترهای اولیه و ثانویه، مراحل مختلفی را در خود جای می دهند.
فواید استفاده از اسمز معکوس
استفاده از سیستم اسمز معکوس یکی از گسترده ترین روش ها جهت تصفیه آب صنعتی و حذف املاح آب است. این سیستم می تواند تا 98 درصد از مواد محلول در آب را حذف کند تا آلودگی های آب کمتر شود. دستگاه تقطیر آب نیز یکی دیگر از این نوع سیستم آب شیرین کن صنعتی است. با این حال نسبت به سیستم اسمز معکوس بازده بسیار کمتری خواهد داشت. • کاهش مقدار ذرات آلاینده و مضر محلول در آب • کاهش مقدار سدیم • کاهش طعم و بوی بد آب • دوستدار طبیعت و محیط زیست(در مقایسه با آب بسته بندی شده) • نصب و استفاده ی آسان از دستگاه • قابلیت نصب زیر سینک آشپزخانه
فیلتراسیون اسمز معکوس
فیلتر ممبران آب شیرین کن صنعتی قابلیت حذف و از بین بردن بیش از 99 درصد از ذرات معلق، ویروس ها، باکتری ها، نمک های محلول در آب، مواد آلی، کلوئیدها از آب را دارد؛ ولی با این حال برای از بین بردن کامل ویروس ها و باکتری های موجود در آب چندان مورد اعتماد قرار نمی گیرد. فیلتر ممبران آب شیرین کن صنعتی، ذرات موجود در آب را طبق بار و اندازه آن ها پس می زند، و هر ماده ای که جرم مولکولی آن بیشتر از 200 باشد، به وسیله ممبران از آب جدا می شود، به این صورت هر چه میزان بار یک یون در آب بیشتر باشد، احتمال از بین رفتن و حذف آن با روش اسمز معکوس بالاتر است. برای تعویض فیلتر آب شیرین کن نمی توان زمان مشخصی را تعیین کرد. در واقع تعویض فیلتر آب شیرین کن تا زمانی که میزان آبدهی آن در حد مطلوب بوده و سختی خروجی آن پایین باشد، نیاز نمی باشد.
روش اسمز معکوس فرآیندی اثرگذار برای تصفیه آب شهری و آب دریا به حساب می آید، بنابراین هم در ابعاد کوچک دستگاه های تصفیه آب خانگی و هم در ابعاد بزرگتر برای دستگاه آب شیرین کن صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
اصل اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون چگونه رخ میدهد؟
ابتدا در مورد اصل اسمز معکوس میخواهیم بگوییم. برای اینکه اسمز معکوس را بتوانیم توضیح دهیم باید قبل از آن تعریف درستی از اسمز را برای شما بیان کنیم. برای اینکه پدیده اسمز صورت بگیرد باید بین دو محلول اختلاف غلظت وجود داشته باشد. در این پدیده آب خالص از یک محلول نمکی رقیق با عبور از غشا به سمت محلول غلیظ میرود که به این پدیده اسمز گفته میشود.
این انتقال نیز به کمک یک غشا اتفاق می افتد که به آن غشای نیمه تراوا یا نیمه نفوذ میگویند. به این دلیل به آن نیمه نفوذ میگویند چون برخی از ذرات را از خود عبور میدهد و برخی دیگر را عبور نمیدهد. حال با یک مثال برای شما بهتر توضیح میدهیم، دو محفظه حاوی آب و نمک را در نظر بگیرید. چون غشای بین آن فقط آب را عبور میدهد آب به راحتی بین دو محفظه عبور و مرور میکند در صورتی که نمک نمیتواند این کار را انجام دهد.
در حالت اسمز آب همواره از سمتی که غلظت نمک کمتر است به سمتی که غلظت نمک بیشتر است میرود تا تعادل برقرار شود و دو طرف به تعادل برسند که در نهایت اختلاف ارتفاعی که بین دو طرف میماند را فشار اسمزی میگویند. عکس آن که اتفاق بیفتد یعنی آب از جایی که غلظت نمک بیشتر است به جایی که غلظت نمک کمتر است برود را اسمز معکوس میگویند. در واقع در آن حالت فشار اسمزی بیش از فشار اسمزی موجود اعمال میشود که همین نیروی ایجاد شده زیاد باعث میشود آب در جهت عکس جریان یابد.
دستگاه آب شیرین کن به روش اسمز معکوس
دستگاه آب شیرین کن به روش اسمز معکوس فناوری به کار رفته در دستگاه آب شیرین کن این امکان را می¬دهد که آب شور قابل آشامیدن شود. در این فرایند یک غشای نیمه تراوا به عنوان جداکننده¬ی املاح از آب به¬کار رفته است. یک پمپ فشاری که بیش¬تر از فشار اسمزی وارده می¬باشد، بر این غشا وارد کرده و آب را خالص¬تر می¬سازد. وقتی که آب به فیلتر ممبران می¬رسد، به مولکول¬های آب اجازه عبور داده می¬شود ولی بقیه املاحی که نمی¬توانند عبور کنند از طریق جریان پساب خارج می¬شوند. این پساب دوباره برای تصفیه بازیابی می¬شود. طبق آزمایش¬های صورت گرفته آب عبور کرده از غشا حدود 99 درصد خالص می¬شود.
تجهیزات دستگاه آب شیرین کن به روش اسمز معکوس دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس شامل مشخصات و قطعات زیر می¬باشد. • فیلتر شنی برای کاهش کدورت آب • پمپ آب از نوع سانتریفیوژ و از جنس چدن • فیلتر شنی از جنس فایبرگلاس • فیلتر کربنی • فیلتر میکرونی • گیج فشار • ممبران • بدنه(از جنس استیل)
در دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس، یک پمپ قرار گرفته است که این پمپ قابلیت ایجاد میزان بالایی از فشار در آب را دارد. در واقع این پمپ به منظور ایجاد فشار بیشتر به آب در دستگاه تصفیه آب صنعتی بکار گرفته می شود. این فشار بالا به آب شور وارد می شود تا آب خالص مجبور به عبور از سطح فیلتر ممبران آب شیرین کن صنعتی شود. با این روش آب با عبور از غشای نیمه تراوا 90 الی 95 درصد از محتویات درون خود را از دست داده، در واقع این محتویات از آب خارج شده و در قسمتی که آب شور قرار گرفته است باقی می مانند. حجم فشار در این فرایند در دستگاه آب شیرین کن صنعتی به حجم نمک محلول در آبی که در انتظار تصفیه قرار گرفته است بستگی دارد. در واقع هرچه میزان نمک موجود در آب بیشتر باشد، برای تصفیه آب به فشار بیشتری احتیاج است.
نقش سیستم اسمز معکوس در صنعت
برای معرفی سیستم اسمز معکوس در مصارف مختلف بهتر است به نقش مهمی که دارد ابتدا اشاره شود. این سیستم در صنعت یک نقش خیلی مهم را ایفا میکند. بهتر است چنین بگوییم یکی از نقش های آن محافظت از دستگاه های مختلف است. زمانی که این دستگاه ها به این سیستم مجهز باشند برای مدت زمان بیشتری میتوانند کار کنند. یعنی سیستم اسمز معکوس علاوه بر اینکه آب را از هرگونه آلودگی عاری میکند موجب افزایش طول عمر دستگاه ها نیز میشود. میخواهیم بگوییم این افزایش عمر مفید چطور صورت میگیرد. آب تصفیه نشده به دلیل املاح، باکتری ها و دیگر مواد جامدی که دارد در طولانی مدت بر روی دستگاه ها و لوله ها ته نشین میشود. این رسوبات ایجاد شده باعث میشوند که به مرور زمان دستگاه ها دچار سوراخ شدگی شوند و همچنین آب یا مایعات دیگر از لوله ها به خوبی عبور نکنند. از طرفی این رسوبات از لحاظ بهداشتی نیز مشکلات زیادی را ایجاد میکنند. زمانی که مجهز به سیستم فیلتراسیون باشد دیگر این مشکلات را نخواهید داشت. مخصوصا در دستگاه دیگ بخار حتما باید از آب تصفیه شده استفاده کرد.
تاثیر اسمز معکوس بر محیط زیست
زمانی که آب مصرف شده از منازل شما خارج می شود، مواد شیمیایی و دیگر آلایندگی ها باید قبل از بازیافت آب از آن جدا شوند. آب هدر رفته را یا گیاهان از طریق رقیق سازی استفاده می کنند و یا رودخانه ها آن را به چرخش هیدرولوژیک منتقل می کنند. یک سیستم اسمز معکوس آب هدر رفته را کارآمد می سازد. آب رها شده از خانه های شما چون از فیلتر کربن عبور کرده، همچنان عاری از هرگونه مواد شیمیایی است. شوراب باقی مانده نیز غلظت بیشتری از مواد غیر آلی را در خود دارد. سیستم های اسمز معکوس، سرعت فرآیند بازیافت آب را افزایش می دهند. دلیل آن نیز عدم وجود مواد شیمیایی جدید در منبع تغذیه ی آب پس از جاری شدن آب اسمز معکوس از خانه ی شما است.
تاثیر اسمز معکوس بر سلامت انسان
سیستم اسمز معکوس مواد محلول در آب که غیرقابل مشاهده و در عین حال مضر هستند را از آب جدا می کند. با این روش، کلیه های شما نیز کمتر در معرض آلودگی های آب قرار می گیرند. جدا شدن مواد معدنی مانند کلسیم و منیزیم از آب نیز دلیل بر مضر بودن استفاده از این سیستم نمی شود. حدود 70 تا 80 درصد از بدن انسان از آب تشکیل شده است که برای هیدرات بدن، روان سازی مفاصل و کمک به عملکرد اعضای بدن مناسب است و برای این کارها نیازی به مواد معدنی نیست.
برای جذب این مواد از طریق آب به مقدار بسیار زیادی از آن نیاز است. در عین حال، غذا، میوه و سبزیجات بزرگترین منبع تامین مواد معدنی محسوب می شوند و جذب این مواد نیز از همین طریق باید انجام شود. مقدار محدودی از مواد معدنی آب قابل آشامیدن است، اما طبق پیشنهاد آژانس حفاظت از محیط زیست، مقدار مواد محلول در آب نباید بیشتر از 500 ذره در میلیون باشد. درصد زیادی از آب مورد استفاده در ایالات متحده حاوی مقدار بیشتری از این مواد است که مردم می توانند با بهره گیری از این سیستم به نتایج خوبی دست پیدا کنند.