در این متن قرار است در باب پروسه اسمز معکوس که آن را به شکل مخفف شده به صورت RO می نامند صحبت کنیم. برای آنکه بتوانید به چگونگی عملکرد سیستم RO پی ببرید می بایست با روش اصلی اسمز آشنا شوید.
شرکت دانش بنیان پویاژن آزما، تولیدکننده سیستم های تصفیه صنعتی، سعی بر آن داریم در این مقاله با مکانیسم سیستم RO به طور کامل آشنا شویم.
اگر صنعتی را مدیریت میکنید که محصولات مفیدی به جامعه ارائه میکند، مراقب فاضلاب تولید شده و مصرف آب خود هم باشید.
برای محاسبه قیمت سیستم تصفیه صنعتی پویاژن کلیک کنید
پیش گفتار
قبل از هر چیز به پدیده ی اسمز می پردازیم. بر اساس پدیده اسمز آب از یک محلول رقیق به سمت یک محلول غلیظ هدایت می شود. بر اساس همین قانون گیاهان می توانند آب را از خاک به سمت ساقه های خود بکشانند. در حقیقت این پدیده به تمایل ورود یک حلال خالص به درون محلول (به واسطه یک غشا نیمه تراوا) اشاره دارد. به طور مثال این طور تصور کنید که بین یک محلول آب نمک و آب خالص یک غشا قرار گرفته است؛ حال آب خالص تمایل دارد برای ایجاد تعادل به سمت آب نمک منتقل شود. کل این پروسه اسمز نام دارد.
برای محاسبه قیمت سیستم تصفیه صنعتی پویاژن کلیک کنید
اسمز و معکوس اسمز
اسمز معکوس چیست ؟
در سیستم RO قرار است کل این پروسه به شکل برعکس انجام شود. فرآیند اسمز به شکل طبیعی و بدون هیچ گونه فشاری انجام می پذیرد. اما اگر قرار باشد ما این روش را معکوس کنیم تا طبق خواسته ما سیستم پیش برود پس نیاز به یک فشار برای اعمال نیرو داریم. غشای استفاده شده در این فرآیند؛ غشایی نیمه تراوا بوده که اجازه مهاجرت مولکول های آب را میدهد اما نمک ها و یا سایر ترکیبات نمی توانند از آن عبور کنند. با این تفاسیر می بایست به واسطه این غشا + فشار؛ آب به سمت دیگر هدایت گردد. البته فشار وارد شده بایستی بیش از فشار طبیعی اسمزی باشد.
در این مکانیسم نمک های حل شده در آب و همچنین سایر آلاینده ها از مایع جدا خواهند شد. این موضوع باعث خالص شدن مایع خواهد شد.
در حال حاضر از این مکانیسم به شکل گسترده در پاکسازی آب، فاضلاب ها، صنایع نساجی، داروسازی و … استفاده می شود. هدف به کارگیری این روش به دست آوردن یک مایع با درجه خلوص بالاست.
حال که با روش اسمز به شکل طبیعی و معکوس آن آشنا شدید؛ مفهوم سیستم اسمز معکوس برای شما ملموس تر خواهد شد.
سیستم RO
سیستم RO چیست؟
این سیستم می تواند به عنوان یک متد کارساز به منظور جداسازی ناخالصی ها از آب مورد استفاده واقع شود. نام دیگر آن فرا فیلتراسیون است.
علاوه بر معکوس بودن جهت هدایت آب؛ وجه تمایز دیگری نیز بین اسمز طبیعی و معکوس وجود دارد. در اسمز معکوس سایز ذرات یک فاکتور کلیدی به شمار می رود. یعنی هر چه مولکول های ناخالص از لحاظ اندازه بزرگتر باشند فشار اسمزی هم به همان اندازه بیشتر خواهد بود. به علاوه افزایش حرارت سبب ارتقاء فشار اسمزی می شود؛ البته در همین شرایط شاهد افت ویسکوزیته محلول خواهیم بود.
به طور کلی با این روش می توان ۹۵ الی ۹۹ درصد ناخالصی ها را از آب جدا نمود. تفکیک سازی و پاکسازی آب از نظر باکتری ها و ویروس ها به شکل صد درصدی امکان پذیر است. البته به دلیل عدم آب بندی صد درصدی مدول اسمز معکوس؛ احتمال حضور بسیار کمی از این ناخالصی ها در آب پاک سازی شده وجود دارد.
با کمک این سیستم قادر خواهیم بود آب دریا را تا پنجاه هزار ppm از نظر ناخالصی و نمک پاکسازی کنیم. حال سوالی که در اینجا مطرح می شود این است که آیا می توان از این مکانیسم به شکل صنعتی و گسترده استفاده نمود؟ در ادامه به شرح این موضوع می پردازیم.
آب شیرین کن صنعتی Reverse Osmosis
آب شیرین کن صنعتی عموماً با واژه سیستم RO شناخته می شود و می تواند در صنعت به شکل گسترده ایفای نقش کند. مکانیسم عمل این تجهیزات دقیقا همان پروسه اسمز معکوس است. آب شیرین کن در حقیقت تجهیزی می باشد که با کمک آن پساب های تولیدی می توانند به شکل خالص تصفیه شوند. حال ممکن است در صنایع و یا فضاهای کاربری مختلف به شکل متفاوتی استفاده شود. گاهی به منظور تبدیل آب شور به شیرین و گاهی هم به منظور جداسازی میکروارگانیسم های مضر و یا سایر ترکیبات مورد استفاده قرار میگیرد.
Reverse Osmosis
تجهیزات مورد استفاده در این سیستم
پروسه پیش تصفیه در این سیستم شامل فیلتر کارتریجی + فیلتر شنی + فیلتر کربنی می شود. ترکیبات مورد استفاده در این مرحله به شکلی تولید شده اند که مایع تنها در یک سمت جریان یابد. علت انجام این کار این است که اغلب ذرات جامد و رسوبات قبل از رسیدن به غشای اسمز معکوس تفکیک و حذف گردند.
فیلتر شنی
این فیلتر وظیفه تفکیک نمودن ترکیبات جامد را بر عهده دارد. با حذف ترکیبات جامد از رشد و تجمع رسوبات بر روی غشا ممبران پیشگیری خواهد شد. در غیر این صورت با بسته شدن منافذ غشا؛ احتمال کاهش راندمان و افزایش فشار بر روی پمپ زیاد است.
تنظیم pH
به منظور پیشگیری از آسیب؛ در صورت اسیدی بودن محلول ترکیب قلیا؛ و در صورت قلیایی بودن ترکیب اسیدی به آن می افزایند.
فیلتر کارتریجی
نقش این فیلتر محافظت از فیلتر اصلی سیستم RO در برابر کلر و یا سایر ترکیبات آسیب زننده است.
فیلتر کربنی
به جهت جذب و حذف ترکیبات شیمیایی باقیمانده در محلول از این فیلتر کمک گرفته می شود.
غشا ممبران (نیمه تراوا)
تفاوت اصلی این غشا با غشای گزینشی این است که نوع ترکیبات اهمیتی ندارند بلکه اندازه آنها مهم است.
پمپ فشار قوی
به منظور معکوس شدن جریان اسمز از پمپ فشار قوی استفاده می شود.
ماده ضد رسوب
یکی از ترکیبات مراحل “پیش تصفیه” تزریق ماده پیشگیری کننده از رسوب است. این ترکیب قبل از رسیدن مایع به غشای ممبران استفاده می شود. علت بهره گیری از این ترکیبات به تاخیر انداختن واکنش بین ترکیباتی مثل کلسیم و منیزیم با بی کربنات است. در حقیقت با این ترفند در طی فرآیند اسمز معکوس رسوبی ایجاد نخواهد شد.
ترکیبات اسیدی و سود سوز آور
به منظور تنظیم pH محلول از این ترکیبات استفاده می شود.
شاسی استقرار
به جهت تعبیه سیستم بر روی زمین یا هر فضای دیگری کاربرد دارد.
مدار و تابلو برق
هر مکانیسمی برای برقراری جریان و مدیریت پروسه نیازمند یک تابلو برق می باشد.
سیستم Clean in place
با هدف زدودن آلودگی ها و پیشگیری از انسداد غشای ممبران استفاده می شود.