اصول تصفیه آب اسمز معکوس
تصفیه آب اسمز معکوس چیست؟
تصفیه آب اسمز معکوس فناوری مورد استفاده برای حذف بیشتر آلوده کننده‌های آب است که با عبور پرفشار آب از یک غشای نیمه تراوا صورت می‌گیرد. این مقاله برای مخاطبانی است که در خصوص اسمز معکوس کم تجربه یا بی‌تجربه هستند و تلاش می‌کند اصول را به زبان ساده بیان کند و خواننده را با درک بهتری از فناوری تصفیه آب اسمز معکوس و کاربردهای آن آشنا کند.
در این بخش از مقاله به عناوین زیر می‌پردازیم:
- درک اسمز و اسمز معکوس
- نحوه کار اسمز معکوس
1- درک اسمز معکوس
اسمز معکوس که معمولا RO نامیده می‌شود فرایندی است که در آن آب تحت فشار از یک غشای اسمز معکوس نیمه تراوا می‌گذرد تا مواد معدنی یا یون‌های آن حذف شوند.
2- اسمز
برای درک هدف و فرایند اسمز معکوس باید فرایند طبیعی اسمز را درک کنید.
اسمز پدیده‌ای است که بصورت طبیعی رخ می‌دهد و یکی از مهمترین فرایندها در طبیعت است. فرایندی است که در آن محلول نمکی ضعیف‌تر به محلول نمکی قویتر می‌رود. مثال آن هنگامی است که ریشه‌های گیاه آب را از خاک جذب می‌کنند و کلیه‌های ما آب را از خون جذب می‌کنند.
تصویر زیر نحوه کار اسمز را نشان می‌دهد. راه حلی که غلظت کمتری دارد، تمایل طبیعی به رفتن به محلولی با غلظت بالاتر دارد. برای مثال، اگر محفظه‌ای پر از آب با غلظت نمک پایین داشته باشید و محفظه دیگری که پر از آب با غلظت نمک بالا است و این دو با یک غشای نیمه تراوا از هم جدا شده باشند، آنگاه آبی که غلظت نمک پایین‌تری دارد به سمت محفظه آب با غلظت نمک بالاتر خواهد رفت.
غشای نیمه تراوا غشایی است که به برخی اتم‌ها یا مولکول‌ها امکان عبور می‌دهد. مثال ساده آن در خانه است. مثال دیگر آن پارچه جنس گورتکس است که حاوی مقدار زیادی فیلم نازک پلاستیکی است که میلیاردها سوراخ ریز در آن وجود دارد. این سوراخ‌ها آنقدر بزرگ هستند که اجازه بخار شدن آب را می دهند، در عین حال آنقدر کوچک هستند که مانع از عبور آب مایع شوند.
اسمز معکوس فرایند اسمز بصورت معکوس است. با اینکه اسمز معکوس بدون انرژی رخ می‌دهد، برای معکوس کردن فرایند اسمز باید برای داشتن محلول نمکی بیشتر، انرژی بکار بگیرید. غشای اسمز معکوس یک غشای نیمه تراوا است که امکان عبور مولکول‌های آب را فراهم می‌کند اما نه اکثریت نمک‌ها، ارگانیک‌ها، باکتری‌ها و پیروژن‌های محلول. هرچند، آب باید با فشاری بزرگتر از فشار اسمزی باشد تا با فشار از غشای اسمز معکوس بگذرد و در این فرایند آب را نمک زدایی (حذف مواد معدنی یا یونی) کنید، آب خالص عبور می‌کند درحالیکه اکثریت آلوده کننده‌ها نگهداشته می‌شوند.
شکل زیر فرایند اسمز معکوس را نشان می‌دهد. وقتی فشار به محلول تغلیظ شده اعمال می‌شود، مولکول‌های آب از طریق غشای نیمه تراوا می‌گذرند و آلوده کننده‌ها نمی‌توانند عبور کنند.
ادامه دارد ...