اسمز معکوس چيست؟
مقدمه
با توجه به افزایش جمعیت و میزان تقاضا در کره زمین، تهیه آب آشامیدنی سالم یکی از مهم‌ترین نیاز‌های جامعه است. تصفیه آب امري بحراني در بسياري از جوامع است. بنابراين استفاده از روشي سالم و مقرون بصرفه كه هدف تصفيه‌ي آب را به ارمغان آورد همواره ارزشمند خواهد‌بود.
فرآيند تصفيه آب به معني حذف كامل و اصولي آلايندگي‌ها و عوامل بيماري‌زا از آب و تهيه‌ي آب شفاف و سالم است. اسمز معكوس يكي از روش‌هاي رايج و معتبر در زمينه تصفيه آب است كه قادر به از بين بردن ذرات معلق و آلودگي‌هاي موجود در آب تا حدود چند هزارم ميكرون است. در ادامه به نحوه‌ي عملكرد اين تكنولوژي پرداخته و اجزا و كاربرد آن را معرفي مي‌نماييم.
تعريف اسمز و اسمز معكوس:
اسمز پديده‌اي فيزيكي است كه بطور طبيعي در طبيعت وجود دارد. هنگامي كه دو محلول با غلظت مختلف توسط غشاي نيمه تراوا از هم جدا شده باشند، آب از غلظت كمتر به سمت محلول با غلظت بيشتر از طريق غشا هدايت مي‌شود تا دو محلول با پتانسيل شيميايي يكسان بدست آيد. اختلاف فشار يا همان اختلاف ارتفاع در دو محلول بيانگر فشار اسمز است كه عامل انتقال آب به محلول غليظ مي‌باشد. نمونه‌هايي از اسمز طبيعي كه در طبيعت قابل مشاهده هستند مي‌توان به جذب در ريشه گياهان، كليه انسان و ساير موجودات و… اشاره كرد.
در مقابل فرايند فوق، اسمز معكوس قرار دارد. در اسمز معكوس با افزايش فشار بيشتر از فشار اسمزي در سمت محلول غليظ، جريان معكوس مي‌شود و با عبور محلول غليظ از غشا به سمت محلول رقيق، ذرات جامد آلودگي و مواد شيميايي آب، تصفيه مي‌شود. اسمز معكوس يا RO سبب حذف كلر، انواع نمك، تركيبات مضر و بيماري زا و ميكرو ارگانيسم‌ها مي شود و آبي سالم را بعنوان خروجي تهيه مي‌کند. غشای این سیستم دارای منافذ بسیار ریز تر از ذرات ذکر شده می‌باشد و سبب به دام افتادن آن‌ها می‌شود.
آب تغذیه پس از ورود به سیستم اسمز معکوس به دو جریان تقسیم می‌شود، یکی آب تصفیه شده که همان آب خالص و به اصطلاح شیرین است و دیگری آب غلیظ و دارای املاح که به فاضلاب تخلیه می‌شود.
اجزای اسمز معکوس
پیش تصفیه
در اثر انباشته شدن ذرات آلودگی بر روی غشا، کارایی سیستم کاهش می‌باید و کیفیت آب خروجی کم می‌شود. به همین منظور لازم است از پیش فیلتر استفاده شود تا ذرات معلق را حذف کنند و سبب دوام غشای سیستم و افزایش راندمان آن شوند. از جمله‌ي اين پيش فيلتر‌ها مي‌توان به فيلترهاي شني و كربني اشاره نمود.
غشاي نيمه تراوا
غشا مهم ترين بخش سيستم اسمز معكوس و در واقع قلب فرايند تصفيه در اين روش است و داراي سوراخ بسيار ريز است كه با عيور آب تحت فشار از ميان آن سبب حذف املاح و تركيبات شيميايي مضر تا اندازه چند هزارم ميكرون شده و آب را عاري از آلودگي مي‌كند.
پمپ
نيرو محركه اسمز معكوس از طريق فشار ايجاد شده توسط پمپ است.
با ایجاد اختلاف فشار توسط پمپ، جريان آب شروع به حركت كرده و در هنگام عبور از پيش فيلتر‌ها رسوبات و كلر خود را از دست مي‌دهد؛ پس از آن با عيور از ميان غشا، تمام ميكرو ارگانيسم‌هاي ريز و تركيبات شيميايي مضر نظير انواع ويروس‌ها و باكتري‌ها حذف مي‌شوند. سپس آب خالص و تصفيه شده درون مخزن به همراه يك سيستم فيلتراسيون ديگر ذخيره مي‌شود تا در مواقع نياز، به‌سرعت قابل استفاده باشد.
تفاوت اسمز معكوس با فيلتر آب معمولي
دو تفاوت عمده بين فيلتر اسمز معكوس با فيلترهاي معمولي وجود دارد:
- برخلاف فيلترهاي معمولي كه تنها قادر به حذف فيزيكي ذرات خاك و آلايندگي ها هستند، اسمز معكوس توانايي حذف مواد شيميايي محلول با سايز كمتر را از طريق غشا دارد.
- در فيلترهاي معمولي همه‌ي آب از سطح فيلتر عبور كرده و ذرات معلق آن توسط فيلتر جذب شده و انباشته مي‌شود كه در نهايت سبب مسدود شدن فيلتر مي‌شود اين درحاليست كه در اسمز معكوس با جريان يافتن آب تغذيه در ميان غشا، تنها آب خالص و شفاف از ميان آن عبور مي‌كند و ناخالصي‌ها و ذرات معلق آب به فاضلاب تخليه مي‌شود كه اين امر سبب افزايش طول عمر و كارايي فيلتر شده و سلامت و خلوص آب تصفيه‌شده را بيان مي‌كند.
مزيت سيستم تصفيه اسمز معكوس
سيستم اسمز معكوس بدليل فيلتراسيون بالاي 95% بطور گسترده مورد استقبال قرار گرفته است. از جمله مزاياي اين نوع سيستم عبارت است از:
- كاهش آلاينده‌هاي مضر محلول در آب
- كاهش طعم و بوي نامطبوع آب
- نصب و نگهداري آسان
- سازگار با محيط‌زيست
از جمله كاربرد‌هاي سيستم اسمز معكوس مي‌توان به تصفيه آب و تهيه آب شيرين در مقياس خانگي و صنعتي، تامين آب ديگ‌هاي بخار و نيروگاه ها، كاربرد در صنايع دارويي و بهداشتي، تامين آب در صنايع غذايي و تامين آب دستگاه دياليز در بيمارستان‌ها و… اشاره كرد.