خاصیت اسمزی
برای درک هدف و فرایند اسمز معکوس ابتدا باید به طور طبیعی فرایند ایجاد اسمز را درک کنید. اسمز یک پدیده‌ی طبیعی و یکی از مهمترین فرایندهای طبیعت است. فرایندی که در آن آب از محلول رقیق تمایل به مهاجرت به سمت محلول غلیظ دارد. نمونه‌های اسمز شامل جذب آب توسط ریشه‌های گیاهان از خاک و جذب آب از خون توسط شش‌ها هستند.
شکل زیر دیاگرام روش کار کردن اسمز را نمایش می‌دهد. محلول با غلظت کم به طور طبیعی تمایل به مهاجرت به سمت محلول با غلظت بیشتر دارد. به عنوان مثال، یک ظرف پر از آب با یک غلظت کم نمک و یک ظرف دیگر پر از آب با غلظت نمک بالا را در نظر بگیرید. این دو ظرف توسط یک غشای نیمه‌تراوا از هم جدا شده‌اند. مشاهده میشود آب در محلوا با غلظت کم نمک شروع به مهاجرت به سمت مخزن با غلظت بالای نمک می‌کند
اسمز معکوس دقیقا” عکس جریان اسمزی می باشد کهبا استفاده از یک پمپ فشار بالا برای بالا بردن فشار سمت محلول نمکی فعالیت می‌کند. این فشار نیرویی را به آب برای عبور از غشای نیمه‌تراوا وارد می‌نماید. آب از این طریق تمام (حدودا 95 تا 99 درصد) نمک‌های حل‌شده را ترک می‌کند. مقدار فشار مورد نیاز بستگی به غلظت آب خوراک دارد. هرچه غلظت آب خوراک بیشتر باشد، فشار بیشتری برای غلبه کردن به فشار اسمزی نیاز است.
«غشای نیمه‌تراوا» (semi-permeable membrane)
غشایی است که فقط به بعضی اتم‌ها یا مولکول‌ها اجازه‌ی عبور می‌دهد. یک مثال ساده برای غشای نیمه‌تراوا درهای توری هستند. این درها فقط اجازه‌ی عبور مولکول‌های هوا را می‌دهند و آفات یا هر چیزی بزرگ‌تر از روزنه‌های موجود روی درب را عبور نمی‌دهند. مثال دیگری از این مورد پارچه‌ی گورتکس دارای یک فیلم پلاستیکی بسیار نازک با میلیاردها حفره‌ی کوچک است. منافذ به اندازه‌ی کافی بزرگ است تا بخار آب از طریق آن عبور کنند. از طرفی قطر منافذ به اندازه‌ای کوچک است که از عبور آب مایع جلوگیری می‌کند
در دستگاههای تصفیه آب به روش اسمز معکوس نقش غشاء را ممبران ها به عهده دارند . ممبران اصلی ترین جزء در دستگاههای تصفیه آب صنعتی می باشند و در واقع بقیه قسمت ها مثل سیستم پیش تصفیه و تجهیزات کنترلی و غیره نقش محافظتی از ممبران را خواهند داشت .
- فیلتر های شن و کربن : بمنظور کاهش کدورت و حذف کلرین و آلاینده های آلی و غیر آلی در آب از فیلتر های مذکور با توجه به ظرفیت و فشار کاری استفاده میشود .
- تزریق کننده‌های آنتی اسکالانت ، سدیم متا بی سولفیت ، اسید و غبره : این مخازن جهت تهیه اسید با غلظت مناسب و تزریق آن به آب تغذیه برای تنظیم pH آب و تامین و تزریق فسفات به آب به دلیل جلوگیری از رسوب املاح کلسیم و منیزیم بر روی ممبران و حذف کلرین اضافی .
- فیلتر ارتریج: این تجهیزات به منظور افزایش عمر غشاء، با وارد نمودن آب عاری از مواد معلق و حذف باقی مانده کلرین ناشی از گندزدایی آب است.
- پمپ فشار قوی: این پمپ به منظور خنثی کردن فشار اسمزی، جبران نمودن افت فشار ناشی از وجود غشاء و تجهیزات موجود در مسیر مورد نیاز می‌باشد.
- وسل (مدول‌ها): فشار بالای سیستم اسمز معکوس ممکن است سبب آسیب رساندن به غشاها می شوند به همین دلیل وجود قاب در سیستم اسمز معکوس الزامی می‌باشد.
قاب‌ها محفظه‌های مستحکم فلزی و یا پلیمری هستند که غشاء را در خود جای می‌دهند. قاب‌ها سطح وسیعی از سطح غشاء را در حجم پایینی جای می‌دهند. مدول‌ها وظیفه هدایت سیال را عهده دار هستند بنابراین در صورتی که طراحی مدول‌ها نامناسب باشد، کارایی عملکرد غشاها کاهشمی‌یابد.
طراحی مناسب مدول‌ها باید دارای ویژگی‌های زیر باشد.
- مقاومت مکانیکی لازم
- دربرگرفتن سطح بالایی از غشاء
- کنترل مناسب حرکت سیال
- سهولت در تمیز نمودن فیزیکی و شیمیایی غشاء
- سهولت در نگهداری و تعمییر
ممبران یا غشاء
غشاها از مواد پلیمری مختلفی ساخته شده‌اند که از لحاظ شکل هندسی و مواد به کار رفته متفاوت می‌باشند.
مهمترین غشاها شامل موارد زیر می‌باشند:
غشاهای لوله‌ای
این غشاها اکثرا از ترکیب پلی سلولز استات تشکیل شده‌اند و به شکل لوله‌هایی به قطر 30-20 میلی مت و با طول 250_200 سانتی متر است. حدود 20 عدد از این غشاها در درون یک قاب فولادی قرار می گیرند.
غشاهای حلزونی
این غشاء نیز از ترکیب پلی سلولز استات با ضخامت 100 میکرون ساخته میشود.
دو یا سه لایه از این غشاء را که بین آنها تور پلاستیکی قرار گرفته است، به دور یک لوله پلیمری مشبک و یا فولادی مشبک می‌پیچند و مجموعه را درون یک قاب قرار می‌دهند.
غشاهای الیافی
این غشاها از جنس جنس پلی آمید و به شکل الیاف پلاستیکی مجوف می‌باشند که یک دسته (شامل هزار رشته) از این الیاف درون یک قاب قرار می‌گیرند.
سپس آب تغذیه از روی غشاء عبور داده میشود و آب تصفیه شده به درون حفره طولی الیاف تراوش می‌کند و مجموعه آب‌های تراوش شده به بیرون قاب هدایت می‌شوند.
ابزار دقیق و وسایل اندازه‌گیری
این ابزار و وسایل شامل لوازم کنترل اتوماتیک فشار، دما، pH ، هدایت سنج الکتریکی، مانومترها و جریان‌سنج‌ها می‌باشند.
مراحل تصفیه اسمز معکوسRO
- تصفیه مقدماتی: این بخش شامل مجموعه عملیاتی می‌باشد که با هدف استفاده بهینه از غشاها انجام گرفته و آب را آماده عبور از روی غشاء می سازند. که شامل مراحل زیر است:
- جداسازی ذرات معلق جامد موجود در آب ورودی
به دلیل اینکه مواد معلق و کلوئیدی موجود در آب سبب گرفتگی غشاء می‌شوند، آب را از روی صافی‌های کارتریج 5 الی 10 میکرونی عبور می‌دهند.
- حذف میکروارگانیزم‌ها
میکروارگانیزم‌ها همانند باکتری‌ها می‌توانند سبب گرفتگی غشاء شوند. همچنین در برخی موارد آنزیم‌های ترشح شده از میکروارگانیسم‌‌‌ها می‌توانند اثر تخریبی روی غشاء بر جای گذارند.
بنابراین ابتدا باید آب تغذیه را توسط اشعه ماورا بنفش و یا کلرین ضدعفونی نمود.
البته در صورت استفاده از کلرین، باید کلرین اضافی توسط صافی بستر ذغال فعال و سولفیت‌ها حذف شود تا به غشاها صدمه‌ای وارد نشود.
تنظیم pH
جهت جلوگیری از رسوب کردن برخی املاح روی غشاها و کاهش عمر مفید غشاها، باید pH آب تنظیم شود.
pH مناسب برای غشاهای پلی آمید بین 4 الی 11 و برای غشاهای سلولز استات بین 5/4 الی 5/6 می‌باشد.
- تنظیم دما
جهت حفاظت از غشاء، دمای آب تغذیه باید حدود 20 الی25 درجه سانتی‌گراد باشد.
بیشترین دمای مجاز برای غشای پلی آمید 35 درجه سانتی گراد و غشاهای سلولز استات 30 درجه سانتی گراد می باشد.
- کنترل عوامل رسوب کننده
مواد اکسید شونده همانند اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن، منگنز و سیلیس می‌توانند طی فرایند املاح زدایی روی غشاء رسوب کرده و مشکلاتی را ایجاد کنند.
جهت رفع این مشکل ترکیب هگزامتافسفات را می توان برای کنترل این عوامل رسوب کننده مورد استفاده قرار داد.
- افزایش فشار: پس از انجام تصفیه مقدماتی، آب توسط یک پمپ فشرده میشود تا پتانسیل عبور از روی غشاء را دارا باشد.
حداکثر این فشار برای غشاهای پلی آمید اتمسفر و برای سلولز استات اتمسفر با توجه به تجهیزات مورد استفاده می‌باشد.
کاربرد دستگاه RO
- تصفیه آب‌های شور و لب شور و تبدیل نمودن آن به آب شیرین
- تامین آب برای کارخانه‌های داروسازی، دستگاههای دیالیز بیمارستان‌ها، لوازم آرایشی و بهداشتی، کشاورزی، دامپروری
- تامین آب موردنیاز نیروگاه‌های بخار و سیکل‌های ترکیبی
مزایای دستگاه اسمز معکوس
- عدم نیاز به انرژی حرارتی
- تجهیزات ارزان نسبت به سایر روش‌ها
- سرعت عمل در نصب و بهره برداری
- قابلیت طراحی و بهره برداری در محدوده‌های متغیر و متنوع از چند لیتر تا چند میلیون لیتر در روز
- عدم نیاز به توقف کامل دستگاه برای تعمییرات و شستشوی دوره‌ای
- مصرف بسیار کم مواد شیمیایی جهت شستشو
- صرفه جویی در مصرف انرژی به دلیل عدم تغییر فاز
- قابلیت ساخت در اشکال و اندازه‌های مختلف
- حذف سدیم موجود در آب و کاهش ابتلا به بیماری‌های کبدی و کلیوی
- تولید آب بدون سرب وکاهش بیماری‌هایی مانند فشار خون و کم خونی
نقد و بررسی‌ها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.