فرایند تصفیه آب اسمز معکوس آرشیو مقالات

اسمز معکوس چیست؟

بسیاری از تکنولوژی­های روز بشر برگرفته از طبیعت هستند. یکی از آن­ها، فرآیندی بسیارمهم به نام اسمزمعکوس است. در واقع برعکس یک فرآیند طبیعی است که اسمز خوانده می­شود. بنابراین اسمز معکوس چیست و چه کاربردی دارد؟

هر چه بشر رو به پیشرفت می­رود، آب و سایر منابع طبیعی جهان آلوده شده و برای استفاده نا امن می­شوند. اسمز معکوس یکی از روش­های مهم روز برای پالایش آب و تمیز و ایمن کردن آن برای استفاده است.

اسمز و اسمز معکوس

ابتدا، اسمز چیست؟ اسمز یک فرآیند طبیعی است که در آن آب با غلظت­های مختلف توسط یک غشای نیمه تراوا از هم جدا شده است که این جدایی توسط غشا موجب می­شود آب از یک محلول رقیق تر به درون محلول غلیظ تر حرکت کند. 

دلیلش این است که غشای نیمه تراوا (غشای اسمزی) تنها به آب و نه سایر عناصر دیگر اجازه عبور می­دهد.در اسمز معکوس، بر عکس این رویداد، اتفاق می­افتد. با اعمال فشار، آب از محلول­های غلیظ تر به بیرون از غشا به درون محفظه رانده می­شود و آن را از ناخاصی­ها می­زداید. این پروسه، فرآیندی است که امروزه برای تصفیه آب استفاده می­شود.

اساس کل سیستم، غشای نیم تراواست که به عنوان یک صافی عمل می­کند. این غشا تنها نسبت به مولکول­های آب تراوا است. هنگامی که آب غلیظ (آبی که همراه با ذرات محلول و جامد مواد معدنی، نمک­ها و .... است) از میان غشا عبور داده می­شود، تنها مولکول­های آب می­توانند از منافذ عبور کنند.

رایج­ترین غشاهای مصنوعی که امروزه استفاده می­شوند ازجنس سلولزاستات، سلولز تری­استات یا رزین­های پلی­آمید آروماتیک، هستند و به اندازه ای که بتوانند فشارهای بالای آب را تحمل کنند، قوی هستند و برای حدود دو یا سه سال قبل از جایگزینی دوام دارند.

این ناخالصی­ها که نمی­توانند از غشا عبور کنند از نمک­های معدنی متنوع، فلزات سنگین، سایر ذرات ماده، مولکول­های آلی، برخی باکتری­ها و حتی برخی ویروس­ها، تشکیل شده اند. با توجه به وزن مولکولی و اتمی­شان، این­ها توسط غشا برگشت داده می­شوند.

غشا این نمک­ها و سایر عناصر معدنی محلول را همراه با سایر ناخالصی­ها مانند قند، پروتیئن­ها، رنگ­ها، نیترات­ها و حشره­کش­ها، حذف می­کند. تمام این مواردی که در نظر گرفته شد، موجب بهبود طعم، رنگ و سایر ویژگی­های طبیعی آب می­شوند. 

مشخص شده است که این فرآیندهمچنین قادر به حذف ذراتی به کوچکی یون­ها یا اتم­های باردار، است. امروزه، از آن برای خالص سازی سایر مایعات مثل اتانول و گلیسرول استفاده می­شود که از میان یک غشا که از عبور سایر یون­ها و آلودگی­ها ممانعت می­کنند، عبور داده می­شوند.

رایج­ترین نیرویی که در این فرآیند استفاده می­شود، فشار ایجاد شده توسط پمپ است. هر چه فشار بالاتر باشد، نیروی رانش بزرگتر است.

در سیستم­های فیلتر قدیمی مانند فیلتراسیون کربن استاندارد، کل جامدات حل شده (که TDC خوانده می­شوند) نمی­تواند حذف شوند. غلظت بالای TDC به آب طعمی زننده می­دهد که موجب تجمع پوسته در لوازم و تجهیزات شده و کیفیت پایینی را  در نوشیدنی­ها و ساخت یج ایجاد می­کند.

بر اساس مطالعات انجام شده، اسمز معکوس 95 تا 99% کل جامدات حل شده در آب آلوده را حذف می­کند. هم اکنون، به عنوان یکی از بهترین تکنولوژی­ها در تولید آب تمیز و عاری از TDS و سایر آلاینده­ها و بنابراین برای مصارف انسانی، محسوب می­شود. 

برخی از مشکلات

البته مشکلاتی وجود دارد که به منظور استفاده از این سیستم باید مرتفع شوند. میزان آلاینده­ها، اندازه و نوع تجهیزات استفاده شده و میزان فشار، برخی از فاکتورهایی هستند که به تجمع مواد در غشاها کمک می­کنند که آن هم موجب ناکارآمدی غشا خواهد شد.

به علاوه، کلرین موجود در آب می­توانند موجب آسیب به برخی از غشاها شود. به منظور اجتناب از این عمل، سازندگان یک پیش فیلتر کربنی را برای حذف کلرین و نیز پیش فیلتری رسوبی برای جلوگیری از ایجاد پلاک بر روی غشا توسط سایر ذرات ریز، استفاده می­کنند. که البته هزینه هایی را به همراه دارد.

به طور کلی، اگرچه اسمز معکوس، سیستم پیشرو استفاده شده در خانه ها و بسیاری از صنایع است. تا بحال، هزینه ها و انتظارات فراتر خود را از مراجع سلامتی با توجه به ایمنی و پاکیزگی اش، توجیه کرده است.