اسمز معكوس (Reverse Osmosis)
اسمز معکوس ( Reverse Osmosis ) یا به طور اختصار RO ، یک تکنولوژی است که تقریباًٌ در هر صنعتی که احتیاج به تفکیک مواد حل شده از حلال باشد ( معمولاٌ حلال آب است ) عمومیت پیدا کرده است . متداولترین مورد مصرف RO در تهیه آب خالص است . در صنعت ، جهت تهیه آب DM و تصفیه فاضلاب بهداشتی استفاده زیادی از RO می شود.
فرآیند RO در تهیه آب آشامیدنی از طریق نمک زدایی آب دریا و حتی بهبود مزه ی آب از طریق حذف آلودگی های مضر ، مورد استفاده قرار می گیرد .
فشار اسمزی :
اسمز، پدیده ای است که بطور طبیعی در فرایند های بیولوژیکی متفاوت رخ می دهد. دیواره های سلول، سایر سلولهای مغذی را از خود عبور می دهد و سایر مواد را از خود دفع می کند. در این حالت، دیواره های سلول به عنوان یک غشای نیمه تراوا در نظر گرفته می شود.
عبور آب از غشای نیمه تراوا که به عنوان حلال در اسمز معکوس به کار گرفته می شود، نسبت به عبور نمکها، جامدات معلق و مواد آلی سنگین در اولویت قرار دارد. در اسمز معکوس، عبور مواد بر خلاف پدیده اسمز است، به طوری که جریان از سمت غلیظ تر به سمت رقیق تر عبور می کند.
اگر محلول آب نمک در داخل یک ظرف ریخته شود و توسط غشای نیمه تراوا از آب خالص جدا شود، تغییر در حجم هر یک از دو قسمت ظرف مشاهده می شود. آب خالص از میان غشا به سمت محلول آب نمک حرکت می کند در نتیجه، در سمت آب نمک، ارتفاع آب بالاتر می رود، در حالی که در بخش آب خالص ارتفاع آب، کاهش پیدا می کند. این عبور جریان آب از غشا به طرف محلول آب نمک، اسمز نامیده می شود.
اسمز معکوس
اگر با اعمال فشار فیزیکی یا افزایش ارتفاع محلول آب نمک، تعادل بین آب خالص و آب نمک به هم بخورد، آب خالص از طریق غشا از قسمت آب نمک به قسمت آب خالص نفوذ می کند و نفوذ تا زمانی ادامه می یابد که تعادل، مجدداٌ برقرار شود، به طوری که فشار اسمزی محلول آب نمک با فشار محلول آب نمک بروی غشای نیمه تراوا برابر شود که این نیز بستگی به فشار آب خالص بر روی غشا دارد.
اعمال فشار به قسمت آب نمک را می توان توسط یک پمپ اعمال نمود. در این حالت، پمپ نیروی مورد نیاز جهت راندن مولکولهای آب از میان غشا را تامین می کند. عبور جریان آب از بخش آب نمک به بخش آب خالص، اسمز معکوس نامیده می شود. میزان عبور آب از غشا توسط رابطه زیر مشخص می شود.
فرمول
(Psid اسمزی , Psid غشا ) KT = شار آب
كه در آن شار آب محصول، مقدار جریانی است که در واحد زمان از واحد سطح غشا عبور می کند و KT ضریب ثابتی است که بستگی به غشا دارد و تابعی از دما است.
Psid (Pounds per Square Inch Differential) غشا: اختلاف فشار بین دو طرف غشا است و Psid اسمزی اختلاف بین فشار اسمزی هر یک از محلولهای دو طرف غشا می باشد.
سیستم اسمز معکوس:
اسمز معکوس فرآیندی است فیزیکی که با استفاده از یک غشاء نیمه تراوا قادر است ۹۹% جامدات محلول و آلاینده های فیزیکی و شیمیایی موجود در حلال(معمولاٌ در آب) را جدا سازی نماید.
کاربردهای تکنولوژی R.O در صنایع:
- تهیه آب صنعتی جهت مصرف در بویلرها، کولینگ تاور و کلیه سیستمهای حرارتی و برودتی.
- تهیه آب usp جهت مصارف داروئی و بیولوژیکی.
- تهیه آب مورد مصرف در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه ها.
- شیرین سازی آب های شور و سنگین جهت آشامیدن.
- تامین آب مناسب جهت تهیه محصولات متنوع در صنایع غذایی، نوشیدنی، آرایشی و بهداشتی.
- تصفیه نهایی پساب های صنعتی.
مزایای استفاده از تکنولوژی R.O :
- اقتصادی بودن سیستمهای اسمز معکوس نسبت به روش های دیگر.
- مصرف انرژی کم نسبت به روش های تقطیری.
- امکان کار مداوم بدون نیاز به توقف های ادواری.
- راهبری آسان و کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری.
- عدم عبور باکتری، ویروس ها و مواد تب زا (پاتوژن) از ممبران.
- سیستم اسمز معکوس ساخت این شرکت از استانداردهای بین المللی برخوردار بوده و سیستم های پیش تصفیه آن بر اساس نیاز و آنالیز آب خام طراحی و ساخته می شود.
پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس :
توجه خاص به مراحل پیش تصفیه در فرآیند اسمز معکوس نقش اساسی در کارایی و راندمان سیستم های فوق دارد.بخش عمده لزوم به کارگیری سیستم پیش تصفیه به دلیل جلوگیری از گرفتگی و آسیب به غشاء است. سیستم های پیش تصفیه مورد استفاده در اسمز معکوس معمولاٌ عبارتند از:
- صافی شنی فشاری(حذف مواد معلق و گل ولای)،
- فیلتر ذغالی(حذف رنگ، بو ،کلر آزاد باقی مانده)،
- سختی کیر تبادل یونی(عدم رسوب گذاری خصوصاٌ رسوبات کربناته و سولفاته روی غشاء)،
- سایر موارد(در صورت نیاز بر اساس آنالیز آب خام می توان موارد دیگر پیش تصفیه را قبل از سیستم اسمز معکوس طراحی نمود).
