دستگاه اسمز معکوس

روش اسمز معکوس چیست ؟

اسمز معکوس (RO) یک فرایند جداسازی است که از فشار به عنوان نیروی لازم برای عبور یک محلول از یک غشاء استفاده می کند. در طی عملیات دستگاه اسمز معکوس املاح موجود در یک طرف غشا می مانند و حلال به صورت خالص به طرف دیگر غشا عبور می کند. به بیانی دقیقتر  جداسازی به روش اسمز معکوس فرایندی است که حلال با استفاده از فشاری بیشتر از فشار اسمزی از منطقه ای با غلظت املاح  بالا از طریق یک غشاء به منطقه ای با  غلظت املاح پایین رانده می شود.

در فرآیند اسمز طبیعی زمانی که هیچ فشار خارجی اعمال نمی شود، حلال از طریق یک غشاء، به صورت طبیعی از ناحیه ای با غلظت املاح کم  به منطقه ای که غلظت املاح بالاتری دارد  حرکت می کند که فرایند اسمز معکوس عکس این فرایند است. غشاء در این فرآیند نیمه تراوا است، به این معنی که فقط به حلال اجازه عبور می دهد و املاح را در خود نگه میدارد. غشاهای مورد استفاده در سیستم اسمز معکوس در جایی که بیشترین عملیات جدایش املاح صورت میگیرد دارای لایه مانع متراکم در ماتریس پلیمری خود هستند. در اکثر موارد غشا ها طوری طراحی می شوند که فقط به آب اجازه عبور از این لایه های متراکم را می دهند و محلول های یونی هم نمی توانند از آنها عبور کنند. فشار اسمزی طبیعی در حدود 24 بار (psi 350) می باشد. برای  غلبه بر این فشار در این فرایند باید فشار بالایی در سمتی از غشا که غلظت بالایی از املاح را دارد اعمال شود. مقدار این فشار معادل با  2-17 بار (psi 30-250) برای آب شیرین و لب شور و 40-70 بار  (psi 600 -1000) برای آب دریا می باشد.هر چند که این فرایند بیشتر به استفاده از آن در شیرین سازی آب (حذف نمک از آب دریا و تبدیل به آب شیرین) مشهور است، از اوایل 1970 از این فرایند برای خالص سازی آب شیرین در کاربردهای پزشکی، صنعتی و خانگی استفاده شده است. در روش اسمز معکوس فشار به محفظه با غلظت بالا وارد می شود. در این روش، دو نیروی موثر بر حرکت آب وجود دارد: فشار ناشی از اختلاف غلظت املاح بین دو محفظه (فشار اسمزی) و فشار خارجی اعمال شده.

کاربردهای دستگاه اسمز معکوس:

1- خالص سازی آب شرب:
در سراسر جهان، سیستم های تصفیه آب آشامیدنی خانگی، از جمله مرحله اسمز معکوس، معمولا برای بهبود  کیفیت آب آشامیدنی استفاده می شود.چنین سیستم ها یی معمولا شامل مراحل عملکردی زیر می باشند: فیلتر رسوب گیری که ذراتی از جمله زنگ زدگی و کربنات کلسیم را از آب جدا می کند. در این مرحله از یک فیلتر رسوب گیری ثانویه با منافذ کوچکتر هم استفاده می شود. استفاده از یک فیلتر کربن فعال برای به دام انداختن مواد شیمیایی آلی و کلری از آب که در صورت عبور باعث تخریب و کاهش عمر غشاهای TFC (thin film composite) اسمز معکوس می شوند. فیلتر اسمز معکوس که یک غشاء کامپوزیتی نازک (TFC) است. به صورت اختیاری از یک فیلتر کربن ثانویه برای حذف آن دسته از مواد شیمیایی که توسط غشاء اسمز معکوس حذف نشده اند استفاده می شود. در صورت تمایل از یک لامپ ماوراء بنفش برای گند زدایی میکروبهایی که ممکن است از فیلتر های غشاء اسمز معکوس فرار کرده اند استفاده می شود.

2-دیالیز:

اسمز معکوس شبیه به روش مورد استفاده در دیالیز است که توسط افراد مبتلا به نارسایی کلیوی استفاده می شود. کلیه خون را فیلتر میکند و مواد زائد (مانند اوره) و آب را حذف کرده و پس از آن به صورت ادرار دفع می شود. دستگاه دیالیز عملکرد کلیه ها را تقلید میکند.

3- صنایع غذایی:

علاوه بر دستگاه آب شیرین کن، دستگاه اسمز معکوس یک عملیات مقرون به صرفه برای غلیظ سازی مایعات مورد استفاده در صنایع غذایی (مانند آب میوه) نسبت به فرآیندهای حرارتی معمولی است. در این مورد تحقیقاتی در زمینه غلیظ سازی آب پرتقال و آب گوجه فرنگی انجام شده است. از مزایای این روش می توان به هزینه پایین عملیاتی و توانایی روش در جلوگیری از تخریب مواد حساس به دما مانند پروتئین ها و آنزیم های موجود در مواد غذایی در طی فرآیندهای حرارتی اشاره کرد. 4- ماشین شویی (کار واش) آب حاصل شده از دستگاه اسمز معکوس به دلیل داشتن محتوای پایین املاح معدنی، اغلب در کارواش ها  در مرحله نهایی شستشو خودرو و آبکشی آن برای جلوگیری از لکه اندازی آب بر روی وسیله نقلیه استفاده می شود. جایگزینی آب اسمز معکوس به جای آب معدنی در کارواش ها باعث کاهش خرابی تجهیزات خشک کن مورد استفاده در این مکان ها نطیر دمنده ها شده است. شرکت آب آفرینان نوین البرز ( آبکو) با داشتن بیش از یک دهه تجربه در زمینه طراحی، ساخت، نصب و بهره برداری و مشاوره دستگاه تصفیه آب صنعتی و نیمه صنعتی به روش اسمز معکوس می باشد.