19-05-2021, 01:03 AM
امروزه با افزایش آلودگی آب های زیر زمینی با افزایش جمعیت و توسعه صنعت های مختلف، [font=body-font]تصفیه آب آشامیدنی با کیفیت بالا، یکی از مهم ترین دغدغه های بشر می باشد. آیا روش های سنتی و قدیمی برای تصفیه آب آشامیدنی کافی است؟ یا اینکه برای تصفیه آب با بالاترین کیفیت می بایست از روش های پیشرفته امروزی بهره گرفت؟ یکی از مهم ترین و بهترین روش تصفیه آب پیشرفته به روش اسمز معکوس یا Revers Osmosis است که در مقاله روش اسمز معکوس چیست ؟ به این موضوع می پردازیم.[/font]
مطلب کامل : گوارنوش
[font=header-font]روش اسمز معکوس بهترین روش تصفیه آب:[/font]
![[تصویر: reverse-osmosis-1-300x212.gif]](https://govarnosh.ir/wp-content/uploads/2020/02/reverse-osmosis-1-300x212.gif)
[*]برای خالص سازی آب، تغلیظ و بازیافت جامدات محلول در آب
[*] تعویض یونی که شامل نرم کردن آب با استفاده ز سدیم برای خالص سازی آب مورد نیاز بویلر با فشار کم تا متوسط ( عمومی ترین کاربرد اسمز معکوس )
[*]تصفیه آب دریا و آب لب شور و تولید آب شیرین برای آشامیدن ( این روش در مناطق ساحلی و خاورمیانه که بحران آب شرب شیرین وجود دارد بسیار کاربرد دارد)
[*]تولید آب با درصد خلوص بالا برای صنایع میکروالکترونیک
[*]تولید آب برای صنایع تولید نوشابه و نوشیدنی ها
[*]بالابردن غلظت شیرین کننده غلات
[*]تصفیه پساب برای بازیافت کردن مواد مصرفی در صنایع فلزکاری و پارچه بافی
[*]بازیافت آب از فاظلاب صنعتی و شهری
تاریخچه پدیده اسمزی:انجام فرایند اسمزی با غشای نیمه تراوا به دست ژان آنتوان نولت در سال ۱۷۴۸ مشاهده شده و تا ۲۰۰ سال بعد این فرآیند تنها پدیده مشاهده شده در آزمایشگاه بود. سال ۱۹۵۰ در دانشگاه کالیفرنیا واقع در لس آنجلس نمک زدایی از آب را ابتدا با غشای نیمه تراوا مورد بررسی قرار دادند. اواسط دهه سال ۱۹۵۰، محققان دانشگاه کالیفرنیا و دانشگاه فلوریدا با همین روش از آب دریا آب شیرین تولید می کردند اما سرعت این عمل به قدری کم بود که قابل تجاری سازی نبود.در اوایل سال ۱۹۸۰ تحت تاثیر تحقیق و بررسی های انجام شده در لابراتورهای آمریکا، نخستین ممبران پلی آمیر مرکب کشف و تولید شد. ممبران های پلی آمیر نسبت به ممبران سلولزیک از جریان تراوا و نمک زدایی بالاتری برخوردار هستند. امروزه با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیک ها، این صنعت با کاهش بزرگی در مسیر نمک، به افزایش ۲۰ دفعه ای در جریان هر فشار روی ممبران سلولزیک اصلی رسیده است.انتخاب غشاء در روش اسمز معکوسدر سیستم های اسمزی ممبران یا غشا از حساس ترین و مهم ترین قسمت دستگاه می باشند.زیرا فشاری که وارد می شود با ضخامت غشا و ضخامت سوراخ های آن رابطه مستقیم دارد.عوامل موثر بر کیفیت غشاء[list]
[*]ضخامت غشاء
[*]قطر سوراخ ها
[*]افت فشار
[*]شرکت سازنده
[*]قیمت
[/list][*]
هنگامی که آب به این روش تصفیه می شود کیفیت بالایی دارد به همین دلیل در اغلب صنایع بجای استفاده از سیستم های تبادل یونی از روش اسمز معکوس استفاده می کنند. چرا که مبادله کننده های یونی به علت مصرف زیاد رزین تبادل یونی و مواد شیمیایی، دارای هزینه نگه داری و راهبری بالایی می باشد.مراحل تصفیه آب خانگی در دستگاه های اسمز معکوس یا دستگاه های RO:شما عزیزان برای نوشیدن آب سالم و گوارا باید از دستگاه تصفیه آب خانگی ( با روش RO / اسمز معکوس ) استفاده کنید.آب ناخالص در این دستگاه از چندین مرحله عبور می کند تا تصفیه شود و قابل نوشیدن باشد.مرحله اول دستگاه تصفیه آب خانگی: فیلتر الیافیدر این مرحله آب از یک فیلتر سفید رنگ از جنس پلی پروپیلن عبور می کند.منافذ این فیلتر تصفیه آب ۵ میکرون است که وظیفه حذف شن و ماسه، زنگ لوله از اب، ذارت درشت و معلق در آب را دارد.این فیلتر پس از مدتی تغییر رنگ می دهد و به رنگ قهوه ای و سیاه در می آید.عمر این فیلتر ها بستگی به نوع و میزان آب مصرفی ۶ تا ۷ ماه می باشد.مرحله ۲ دستگاه تصفیه آب خانگی: فیلتر کربن اکتیودر این مرحله آب از فیلتر کربن اکتیو عبور می کند که رنگ آن سفید است. ( رنگ این فیلتر ملاک تعویض نمی باشد )این فیلتر از زغال سنگ یا زغال چوب ساخته شده است که طی فرآیندی پیچیده به کربن اکتیو با منافذ ریز تبدیل می شود.فیلتر کربن اکتیو نقش یک صافی را برای از بین بردن مواد سمی و شیمیایی ایفا می کند.تعویض به موقع این فیلتر به طولانی تر شدن عمر فیلتر اصلی دستگاه ( ممبران ) بسیار کمک خواهد کرد.[/list]
مطلب کامل : گوارنوش
[font=header-font]روش اسمز معکوس بهترین روش تصفیه آب:[/font]
در این مقاله می خواهیم موثرترین و بهترین روش تصفیه آب را معرفی کنیم؛ از [font=body-font]روش های مختلفی برای تصفیه آب نظیر: تقطیر، میکروفیلتراسیون، تصفیه غشایی، اسمز معکوس و غیره استفاده می شود. با اینکه هنوز افرادی هستند که به روش های سنتی برای تصفیه کردن آب مانند: جوشاندن یا تقطیر باور دارند. در روش های پیشرفته، روش تصفیه آب اسمز معکوس RO بهترین و شناخته شده ترین روش در جهان می باشد.[/font]
[font=header-font]روش اسمز معکوس چیست[/font]
[font=body-font]اسمز معکوس یک فرآیند اسمزی به صورت معکوس است. اسمز یه روند طبیعی برای عبور محلول با غلظت بالا از غشا نیمه تراوا است. یک مخزن آب خالص را با ممبران نیمه تراوا که به دو قسمت تقسیم شده است تصور کنید. در این حالت آب خالص به دلیل برابر بودن اختلاف سطح شیمیایی دو قسمت از ممبران نیمه تراوا عبور نمی کند. هنگامی که نمک حلال یه یک قسمت اضافه شود، اختلاف سطح شیمیایی این محلول کاهش می یابد. در این مرحله آب خالص به سمت فسمت محلول نمک با عبور از ممبران حرکت می کند تا اختلاف سطح شیمیایی برابر شود. فرایند اسمز طبیعی نیاز به انرژی ندارد در صورتی که در فرایند اسمز معکوس برای حرکت آب خالص به سمت محلول با شوری زیاد نیاز به انرژی داریم[/font][font=body-font]تصفیه آب به روش اسمز معکوس (Revers Osmosis) در حال حاضر مناسب ترین و کامل ترین روش برای شیرین کردن آب می باشد. روش اسمز معکوس در اکثر کارخانه های تولید نوشابه، بسته بندی آب و در صنایعی که می خواهند آب را زلال و شفاف کنند، بسیار کاربرد دارد. امروزه این روش برای تصفیه کردن آب منازل نیز استفاده می شود و یک سیستم تصفیه آب خانگی پرطرفدار و محبوب در بین دیگر دستگاه ها به شمار می آید.[/font]
[font=header-font]نیمه تراوا به چه معناست؟[/font]
نیمه تراوا به ممبران هایی اشاره دارد که اجازه عبور به دسته ای از ذرات را داده و باقی مانده ذرات دیگر باقی می ماند. در واقع بیشتر ذرات از این ممبران ها رد می شوند اما سرعت و زمان عبور آن ها متفاوت است. در روش تصفیه آب به روش اسمز معکوس محلول به نسبت ذرات نامحلول همان نمک ها با سرعت بیشتری از ممبران عبور می کند. با توجه به اینکه آب خالص تولید می شود در نهایت تفکیک حلال حل شده اتفاق می افتد.
[font=header-font]چگونگی عملکرد ممبران به روش اسمز معکوس RO:[/font]
[font=body-font]روش اسمز معکوس چیست : این روش مانند روش اسمزی (روش RO) گیاهان طراحی شده است. فرآیندی که مولکول های آب از یک غشاء با قطر ۰/۰۰۱ با فشار آب عبور می کند. در روش تصفیه آب به شیوه اسمز معکوس Reverse Osmosis ، آب با فشار از میان غشا نیمه تراوا عبور کرده که در این صورت نیترات، سایر مواد معدنی، مواد شیمیایی و میکروارگانیسم ها (اغلب باکتری ها) از آب حذف می شود. نصف تا دو سوم آب (آب پسمانده) در پشت غشا نیمه تراوا می ماند که به فاضلاب ریخته می شود. پس از این مرحله می توانید پسآب ها را به سیستم بازگردانید تا تصفیه شوند و در مصرف آب صرفه جویی گردد. هنگامی که این پسآب در یک سیکل چرخشی وارد آب می شود عملکرد و راندمان سیستم افزایش می یابد.[/font]
[font=header-font]اساس کار تکنولوژی RO در دستگاه تصفیه آب خانگی:[/font]
هنگامی که یک غشاء نیمه تراوا بین دو محلول با غلظت متفاوت قرار بگیرد، مقداری از محلول رقیق از یک طرف غشاء به طرف دیگر غشاء منتقل می گردد.
با توجه به شکل، آب خالص از غشاء عبور کرده و وارد آب شور یا ناخالص می شود.
در این هنگام سطح آب شور بالاتر می رود که این اختلاف سطح در دو طرف غشاء، فشاری را ایجاد می کند که به آن فشار اسمزی گفته می شود.
در واقع حرکت آب از سمت خالص به سمت ناخالص را پدیده اسمز معکوس می باشد.
[font=header-font]کاربرد اسمز معکوس:[/font]
[list][*]برای خالص سازی آب، تغلیظ و بازیافت جامدات محلول در آب
[*] تعویض یونی که شامل نرم کردن آب با استفاده ز سدیم برای خالص سازی آب مورد نیاز بویلر با فشار کم تا متوسط ( عمومی ترین کاربرد اسمز معکوس )
[*]تصفیه آب دریا و آب لب شور و تولید آب شیرین برای آشامیدن ( این روش در مناطق ساحلی و خاورمیانه که بحران آب شرب شیرین وجود دارد بسیار کاربرد دارد)
[*]تولید آب با درصد خلوص بالا برای صنایع میکروالکترونیک
[*]تولید آب برای صنایع تولید نوشابه و نوشیدنی ها
[*]بالابردن غلظت شیرین کننده غلات
[*]تصفیه پساب برای بازیافت کردن مواد مصرفی در صنایع فلزکاری و پارچه بافی
[*]بازیافت آب از فاظلاب صنعتی و شهری
تاریخچه پدیده اسمزی:انجام فرایند اسمزی با غشای نیمه تراوا به دست ژان آنتوان نولت در سال ۱۷۴۸ مشاهده شده و تا ۲۰۰ سال بعد این فرآیند تنها پدیده مشاهده شده در آزمایشگاه بود. سال ۱۹۵۰ در دانشگاه کالیفرنیا واقع در لس آنجلس نمک زدایی از آب را ابتدا با غشای نیمه تراوا مورد بررسی قرار دادند. اواسط دهه سال ۱۹۵۰، محققان دانشگاه کالیفرنیا و دانشگاه فلوریدا با همین روش از آب دریا آب شیرین تولید می کردند اما سرعت این عمل به قدری کم بود که قابل تجاری سازی نبود.در اوایل سال ۱۹۸۰ تحت تاثیر تحقیق و بررسی های انجام شده در لابراتورهای آمریکا، نخستین ممبران پلی آمیر مرکب کشف و تولید شد. ممبران های پلی آمیر نسبت به ممبران سلولزیک از جریان تراوا و نمک زدایی بالاتری برخوردار هستند. امروزه با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیک ها، این صنعت با کاهش بزرگی در مسیر نمک، به افزایش ۲۰ دفعه ای در جریان هر فشار روی ممبران سلولزیک اصلی رسیده است.انتخاب غشاء در روش اسمز معکوسدر سیستم های اسمزی ممبران یا غشا از حساس ترین و مهم ترین قسمت دستگاه می باشند.زیرا فشاری که وارد می شود با ضخامت غشا و ضخامت سوراخ های آن رابطه مستقیم دارد.عوامل موثر بر کیفیت غشاء[list]
[*]ضخامت غشاء
[*]قطر سوراخ ها
[*]افت فشار
[*]شرکت سازنده
[*]قیمت
[/list][*]
هنگامی که آب به این روش تصفیه می شود کیفیت بالایی دارد به همین دلیل در اغلب صنایع بجای استفاده از سیستم های تبادل یونی از روش اسمز معکوس استفاده می کنند. چرا که مبادله کننده های یونی به علت مصرف زیاد رزین تبادل یونی و مواد شیمیایی، دارای هزینه نگه داری و راهبری بالایی می باشد.مراحل تصفیه آب خانگی در دستگاه های اسمز معکوس یا دستگاه های RO:شما عزیزان برای نوشیدن آب سالم و گوارا باید از دستگاه تصفیه آب خانگی ( با روش RO / اسمز معکوس ) استفاده کنید.آب ناخالص در این دستگاه از چندین مرحله عبور می کند تا تصفیه شود و قابل نوشیدن باشد.مرحله اول دستگاه تصفیه آب خانگی: فیلتر الیافیدر این مرحله آب از یک فیلتر سفید رنگ از جنس پلی پروپیلن عبور می کند.منافذ این فیلتر تصفیه آب ۵ میکرون است که وظیفه حذف شن و ماسه، زنگ لوله از اب، ذارت درشت و معلق در آب را دارد.این فیلتر پس از مدتی تغییر رنگ می دهد و به رنگ قهوه ای و سیاه در می آید.عمر این فیلتر ها بستگی به نوع و میزان آب مصرفی ۶ تا ۷ ماه می باشد.مرحله ۲ دستگاه تصفیه آب خانگی: فیلتر کربن اکتیودر این مرحله آب از فیلتر کربن اکتیو عبور می کند که رنگ آن سفید است. ( رنگ این فیلتر ملاک تعویض نمی باشد )این فیلتر از زغال سنگ یا زغال چوب ساخته شده است که طی فرآیندی پیچیده به کربن اکتیو با منافذ ریز تبدیل می شود.فیلتر کربن اکتیو نقش یک صافی را برای از بین بردن مواد سمی و شیمیایی ایفا می کند.تعویض به موقع این فیلتر به طولانی تر شدن عمر فیلتر اصلی دستگاه ( ممبران ) بسیار کمک خواهد کرد.[/list]