سیستم تصفیه آب اسمز معکوس (RO)

با توجه به آلودگی آب های شهری به انواع مواد مضر مانند نیترات ها، میکروارگانیسم ها، فلزات سنگین و ... ضرورت تصفیه آب بر کسی پوشیده نیست. یکی از روش های تصفیه آب روش فیلتراسیون است.

فیلترها انواع مختلفی دارند و یکی از روش های طبقه بندی آنها ابعاد منافذ (سوراخ های) آنها است. هر چقدر ابعاد منافذ فیلترهای کوچکتر شود ناخالصی های بیشتر توسط آنها حذف خواهد شد. یکی از کوچکترین ابعاد منافذ فیلترها مربوط به تکنولوژی اسمز معکوس (Reverse Osmosis) است که قابلیت بالایی در حذف ناخالصی های موجود در آب و تصفیه آب دارد.

سیستم اسمز معکوس (RO) از سال 1970 به عنوان یک سیستم تصفیه آب خانگی مورد استفاده قرار گرفت.

بعلاوه نوع آب تصفیه شده‌‌ای که اغلب در آب های بطری شده کارخانه ای مورد استفاده قرار می گیرد، اسمز معکوس است. باید بدانیم که سیستم RO در واقع بیش از 40 سال پیش از پیشرفت یک روش تصفیه آب بدست آمد.

سیستم RO ابتدا برای شیرین سازی آب شور دریا به آب آشامیدنی به کار برده می شد.

روش کار سیستم تصفیه آب اسمز معکوس (RO) روش تصفیه آب RO شامل فشار آب از بین غشاهای نیمه تراوا است که تعداد زیادی از آلودگی های آب را بر حسب سایز آلاینده ها از آب جدا کرده و در پشت غشا باقی می مانند.

در واقع سیستم اسمز معکوس و دستگاه تصفیه آب ro از غشاهایی تشکیل شده که سوراخ هایی با ابعاد بسیار ریز در حد نانو دارند که تنها آب و مولکول هایی هم اندازه یا کوچکتر از آب هستند از آن عبور می کنند.

ذرات بزرگتر از ابعاد آب در پشت غشا باقی مانده و توسط فیلتر (غشا) جدا می گردند. در واقع اگر آلاینده ها کوچکتر از مولکول های آب باشند، آنها در آب آشامیدنی تصفیه شده باقی می مانند.

مزایای کلیدی و سلامتی بخش دستگاه تصفیه آب RO یک سیستم RO خوب می تواند آلاینده هایی نظیر آرسنیک، نیترات ها، سدیم، مس و سرب، بعضی مواد شیمیایی آلی را حذف کند.

موادی مانند نیترات، سرب و آرسنیک در بروز انواع سرطان نقش دارند.

اجزای دستگاه تصفیه آب خانگی RO

 •غشا (فیلتر) با سوراخ های در حد نانو

•پمپ ایجاد فشار آب

•سیستم خروج فاضلاب اسمز معکوس چیست؟

در مخزن، آب به سمت قسمت نمک دار ممبرین حرکت می کند تا تعادل برقرار شود.

به کارگیری فشار خارجی برای همسان سازی قسمت محلول نمک با فشار اسمزی همچنین باعث برقراری تعادل خواهد شد.

فشار مضاعف باعث افزایش اختلاف سطح شیمیایی آب موجود در محلول نمک می شود و سبب عبور حلال به سمت قسمت آب خالص می گردد.

زیرا در آن حالت دارای اختلاف سطح شیمیایی پائین تری می باشد. این پدیده اسمز معکوس نامیده می شود.

نیروی محرک شیوه اسمز معکوس، فشار کاربردی است. مقدار انرژی مورد نیاز برای تفکیک اسمزی مستقیماًً به میزان شوری حلال مربوط می شود. بنابراین، انرژی بیشتری برای تولید مقدار یکسان آب از حلال با غلظت بالای نمک لازم است. اسمز معکوس چگونه کار می کند: برای درک اسمز معکوس بهتر است با اسمز نرمال شروع کنیم.

بر طبق دیکشنری وبستر هریام، اسمز به معنای حرکت و جنبش حلال از ممبرین نیمه تراوا (مثل سلول زنده) به داخل محلول بسیار غلیظ شده ای است که تمایل به همسان سازی غلظت حل شده روی دو طرف ممبرین دارند. این یک تعریف صحیح محسوب می شود.

در سمت چپ، بشر پر از آب قرار دارد و مخزنی که در آب نیمه غوطه ور است. همانطور که انتظار دارید سطح آب در مخزن به اندازه سطح آب در بشر است. در آنجا، انتهای مخزن به ممبرین نیمه تراوا چسبیده است و مخزن با محلول نمکی نیمه پر است و در آن غوطه ور است.

در ابتدا سطح محلول نمک و آب برابر است اما با گذشت زمان، وقایع غیر منتظره ای روی می دهد. آب داخل مخزن افزایش می یابد. این افزایش را به فشار اسمزی نسبت می دهند.

ممبرین نیمه تراوا ممبرینی است که برخی از اتم ها یا مولکول ها را عبور می دهد، اما مانع عبور بقیه می گردد. ممبرین است اما تقریبا برای هر چیزی که ما معمولاً از آن عبور می دهیم، ناتراوا می باشد. مثال ممبرین نا تراوا، آستر روده های شما یا دیوار سلول است gore-tex از یک ممبرین نیمه تراوا معمول دیگر است.

ساختار gore-tex شامل لایه نسبتاً نازک پلاستیکی است که در داخل آن میلیون ها روزنه کوچک ایجاد کرده اند.

روزنه ها برای عبور بخار آب از آن به اندازه کافی بزرگ هستند اما برای جلوگیری از عبور آب مایع به اندازه کافی کوچکند.

ممبرین به غیر از مولکول های نمک به مولکول های آب اجازه عبور میدهد. یک روش برای درک فشار اسمزی این است که مولکول های آب را بر روی دو طرف ممبرین تصور کنید. این تصور در تضاد با Brownian motion است. بر روی قسمت نمکی، بعضی از روزنه ها با اتم های نمک مسدود شده اند اما در قسمت آب خالص چنین چیزی وجود ندارد.

بنابراین آب بیشتری از قسمت آب خالص عبور می کند، چون روزنه های بیشتری برای عبور آب خالص در قسمت آب خالص وجود دارد.

آب موجود در قسمت نمکی افزایش می یابد تا یکی از این دو حالت روی دهد:

1. غلظت نمک در دو طرف ممبرین مساوی شود، البته در این مورد این حالت روی نمی دهد، چون آب خالص در یک قسمت و آب شور در طرف دیگر وجود دارد.

2. همانطور که ارتفاع ستون آب شور افزایش می یابد فشار آب نیز افزایش پیدا می کند تا اینکه فشار اسمزی برابر شود.

در این نقطه اسمز متوقف خواهد شد. به هر حال، اسمز دلیل این مسئله است که نوشیدن آب شور (مثل آب اقیانوس) شما را خواهد کشت.

زمانی که آب شور وارد معده تان می شود، فشار اسمزی، آب را به بیرون بدنتان هدایت می کند، تا نمک در داخل معده شما رقیق شود، بنابراین شما آب بدنتان را از دست می دهید (آب بدنتان خشک می شود) و می میرید.

در اسمز معکوس، هدف این است که از ممبرین به گونه ای استفاده شود که شبیه فیلتری برای تولید آب قابل نوشیدنی آب شور (یا آب آلوده دیگر) عمل نماید. آب شور روی یک طرف ممبرین گذاشته می شود و فشار برای متوقف کردن اعمال می شود.

سپس وارونه می شود، یعنی جریان اسمزی روی می دهد، در مجموع این کار فشار زیادی می گیرد و نسبتاً کند پیش می رود اما به هر حال این کار انجام می شود.