اسمز معکوس چیست؟

اسمز معکوس یک فناوری است که برای حذف اکثریت بزرگی از آلاینده ها از آب با فشار دادن آب تحت فشار از طریق یک غشای نیمه تراوا استفاده می شود.

اسمز معکوس، که معمولاً به عنوان RO شناخته می شود، فرآیندی است که در آن آب را با فشار دادن آن تحت فشار از طریق یک غشای اسمز معکوس نیمه تراوا، غیر معدنی یا دیونیزه می کنید.

برای درک هدف و فرآیند اسمز معکوس ابتدا باید فرآیند طبیعی اسمز را درک کنید.

اسمز یک پدیده طبیعی و یکی از مهمترین فرآیندها در طبیعت است. این فرآیندی است که در آن یک محلول نمک ضعیفتر تمایل به مهاجرت به محلول نمکی قوی دارد. نمونه هایی از اسمز زمانی است که ریشه گیاه آب را از خاک جذب می کند و کلیه های ما آب را از خون ما جذب می کنند.

در زیر نموداری وجود دارد که نحوه عملکرد اسمز را نشان می دهد. محلولی که غلظت کمتری دارد، تمایل طبیعی به مهاجرت به محلولی با غلظت بالاتر خواهد داشت. به عنوان مثال، اگر یک ظرف پر از آب با غلظت نمک کم و ظرف دیگری پر از آب با غلظت نمک بالا داشته باشید و آنها توسط یک غشای نیمه تراوا از هم جدا شده باشند، آنگاه آبی با غلظت نمک کمتر شروع به مهاجرت به سمت ظرف آبی با غلظت نمک بالاتر می کند.

غشای نیمه تراوا غشایی است که به برخی از اتم ها یا مولکول ها اجازه عبور می دهد اما برخی دیگر را نمی دهد. یک مثال ساده درب صفحه نمایش است. این اجازه می دهد تا مولکول های هوا از آن عبور کنند، اما نه آفات یا چیزی بزرگتر از سوراخ های درب صفحه. نمونه دیگر پارچه لباس Gore-tex است که حاوی یک لایه پلاستیکی بسیار نازک است که میلیاردها منافذ کوچک در آن بریده شده است. منافذ آن به اندازه ای بزرگ هستند که بخار آب را از خود عبور دهند، اما به اندازه ای کوچک هستند که از عبور آب مایع جلوگیری کنند.

اسمز معکوس فرآیند اسمز معکوس است. در حالی که اسمز به طور طبیعی بدون نیاز به انرژی رخ می دهد، برای معکوس کردن فرآیند اسمز باید انرژی را به محلول نمکی بیشتری اعمال کنید. غشای اسمز معکوس یک غشای نیمه تراوا است که اجازه عبور مولکول‌های آب را می‌دهد اما اکثر نمک‌های محلول، مواد آلی، باکتری‌ها و تب‌زاها را نمی‌دهد. با این حال، شما باید با اعمال فشاری که بیشتر از فشار اسمزی طبیعی است، آب را از طریق غشای اسمز معکوس فشار دهید تا در این فرآیند، آب را نمک زدایی کنید (دمینرالیزاسیون یا یونیزه کنید)، و اجازه دهید آب خالص از درون غشاء اسمز معکوس عبور کند و در عین حال اکثر آلاینده ها را مهار کند.

در زیر نموداری از فرآیند اسمز معکوس نشان داده شده است. هنگامی که به محلول غلیظ فشار وارد می شود، مولکول های آب با فشار از غشای نیمه تراوا عبور می کنند و آلاینده ها از آن عبور نمی کنند.

اسمز معکوس با استفاده از یک پمپ فشار بالا برای افزایش فشار در سمت نمک RO و فشار دادن آب به غشای نیمه تراوا RO کار می کند و تقریباً تمام (حدود ۹۵٪ تا ۹۹٪) نمک های محلول را در جریان دفع باقی می گذارد. مقدار فشار مورد نیاز به غلظت نمک آب خوراک بستگی دارد. هر چه آب خوراک غلیظ تر باشد، فشار بیشتری برای غلبه بر فشار اسمزی مورد نیاز است.

آب نمک زدایی شده که غیر معدنی یا دیونیزه می شود، آب تراوش (یا محصول) نامیده می شود. جریان آبی که حامل آلاینده های غلیظی است که از غشای RO عبور نکرده اند، جریان رد (یا کنسانتره) نامیده می شود.

در حالی که آب خوراک تحت فشار وارد غشای RO می شود (فشار کافی برای غلبه بر فشار اسمزی) مولکول های آب از غشای نیمه نفوذ پذیر عبور می کنند و نمک ها و سایر آلاینده ها مجاز به عبور نیستند و از طریق جریان رد (همچنین به عنوان کنسانتره یا جریان آب نمک نیز شناخته می شوند) تخلیه می شوند ، که می تواند از طریق آب و هوا تخلیه شود و می تواند در عرضه آب در برخی از شرایط تغذیه شود و می تواند در برخی از شرایط تغذیه کند و در برخی از شرایط تغذیه می شود و می تواند در عرضه آب در برخی از شرایط تغذیه شود. آبی که از غشای RO عبور می کند، آب نفوذی یا محصول نامیده می شود و معمولاً حدود ۹۵٪ تا ۹۹٪ از نمک های محلول از آن حذف می شود.

درک این نکته مهم است که یک سیستم RO از فیلتر متقابل به جای فیلتراسیون استاندارد استفاده می کند که در آن آلاینده ها در محیط فیلتر جمع آوری می شوند. با فیلتراسیون متقاطع، محلول با دو خروجی از فیلتر عبور می کند یا از فیلتر عبور می کند: آب تصفیه شده به یک طرف و آب آلوده به سمت دیگری می رود. برای جلوگیری از تجمع آلاینده ها، فیلتراسیون جریان متقاطع اجازه می دهد تا آب تجمع آلاینده ها را از بین ببرد و همچنین اجازه می دهد تا تلاطم کافی برای تمیز نگه داشتن سطح غشاء ایجاد شود.