سبد خرید
0

سبد خرید شما خالی است.

حساب کاربری

حداقل 8 کاراکتر

اسمز معکوس چیست ؟

کاربرد اسمز معکوس

امروزه از روش های گوناگونی برای تصفیه آب استفاده می شود اما یکی از روش هایی که قدمتی چندین ساله دارد و با انواع مختلفی از مواد تست شده است روش اسمز معکوس می باشد که به وسیله ی آن می توان آب شور دریا را به آبی شیرین و گوارا تبدیل نمود. از این رو از این روش در تصفیه خانه های کوچک خانگی نیز استفاده می شود و مورد توجه همگان قرار گرفته است.

اسمز معکوس چیست ؟

اسمز معکوس (RO) یک فرآیند در دستگاه تصفیه آب است که از یک غشای غیرقابل نفوذ تا حد زیادی برای حذف یون ها، ملکول های ناخواسته و ذرات بزرگتر از آب آشامیدنی استفاده می شود.

در اسمز معکوس، از فشار اعمال شده برای غلبه بر فشار اسمزی استفاده می شود، که در واقع یک خاصیت تبانی است که توسط اختلافات شیمیایی احتمالی حلال هدایت می شود و می توان گفت که یک پارامتر ترمودینامیکی است.

روش اسمز معکوس می ‌تواند انواع مختلفی از گونه‌ های شیمیایی حل ‌شده و یا گونه‌های زیستی (عمدتا باکتری ‌ها) را از آب حذف کند و در هر دو فرآیند یعنی صنعتی و تولید آب آشامیدنی مورد استفاده قرار گیرد.

نتیجه این است که حل شونده در قسمت تحت فشار غشا حفظ می‌ شود و حلال خالص مجاز به گذر از طرف دیگر است. برای اینکه این کار “انتخابی” باشد، این غشا اجازه عبور آزادانه به مولکول ‌ها یا یون‌ های بزرگ را از طریق منافذ نمی دهد (حفره‌ ها)، اما باید به اجزای کوچکتر (مانند مولکول‌ های حلال، یعنی آب، H2O) اجازه عبور آزادانه را بدهد.

کاربرد اسمز معکوس

در فرآیند اسمز معکوس، حلال به طور طبیعی از ناحیه غلظت حل شونده پایین (پتانسیل آب بالا)، از طریق غشا به منطقه‌ای از غلظت حل شونده بالا (پتانسیل آبی پایین) حرکت می‌ کند.

هنگامی که اختلاف در غلظت حلال در دو طرف غشا کاهش می ‌یابد و فشار اسمزی به علت حرکت حلال در محلول متمرکز بیشتر ایجاد می‌شود، نیروی محرک برای حرکت حلال سبب کاهش در انرژی آزاد سیستم می گردد. با اعمال فشار خارجی برای معکوس کردن جریان طبیعی حلال خالص، فرآیند اسمز معکوس انجام می شود.

این فرآیند مشابه دیگر کاربردهای تکنولوژی غشایی است.

اسمز معکوس با فیلتراسیون تفاوت دارد که مکانیزم جریان سیال از طریق اسمز در محلول اسمز معکوس متفاوت است. مکانیزم حذف غالب در فیلتراسیون غشا، فشار یا حذف اندازه است، که در آن منافذ ۰.۰۱ میکرومتر یا بزرگ‌تر هستند، بنابراین فرآیند از لحاظ تئوری می ‌تواند به راندمان کامل صرف‌ نظر از پارامترهایی همچون فشار و غلظت دست یابد.

اسمزی معکوس شامل نفوذ حلال در طول غشا است که یا غیر قابل نفوذ است و یا از فیلتراسیون توسط نانو با منافذ ۰.۰۰۱ میکرومتر استفاده می‌کند.

مکانیزم حذف غالب از تفاوت در حلالیت و یا نفوذ سرچشمه می گیرد و این فرآیند وابسته به فشار، غلظت حل شونده و دیگر شرایط است. اسمز معکوس اغلب به خاطر استفاده از تصفیه آب از آب دریا، حذف نمک و دیگر مواد زائد از مولکول‌های آب شناخته شده است.

تاریخچه اسمز معکوس

فرآیند اسمز معکوس از طریق غشا نیمه نفوذپذیر اولین بار در ۱۷۴۸ از سوی ژان – آنتوان نولت مشاهده شد. ۲۰۰ سال بعد، این روش تنها در آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گرفت. در سال ۱۹۵۰، دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس برای اولین بار در مورد نمک‌زدایی آب دریا با استفاده از غشاهای نیمه نفوذ پذیر تحقیق کرد.

تاریخچه اسمز معکوس

محققان دانشگاه های کالیفرنیا در لس ‌آنجلس و دانشگاه فلوریدا با موفقیت آب آشامیدنی را از آب دریا در اواسط دهه ۱۹۵۰ تولید کردند، اما شار آن آنقدر پایین بود که از نظر تجاری کارایی لازم را دارا نبود، در شورای تحقیقات ملی کانادا، اتاوا، از تکنیک ‌هایی برای ساخت غشا نامتقارن که در بالای یک لایه بسیار متخلخل و بسیار نازک وجود داشت از غشا حمایت می‌شد، قابل دوام بود.

جان کادوته، از شرکت FilmTec کشف کرد که اسمز معکوس غشا با افزایش درجه حرارت و عبور نمک به مقدار کم می ‌تواند با پلیمریزاسیون سطحی m-phenylene diamine و trimesoyl کلرید ایجاد شود.

ثبت اختراع کادوته در این فرآیند موضوع مورد بررسی بود و از آن زمان منقضی شده‌است. تقریبا تمام غشا اسمز معکوس با این روش ساخته می‌ شود. تا پایان سال ۲۰۰۱، حدود ۱۵۲۰۰ کارخانه نمک ‌زدایی در سراسر جهان در حال بهره برداری یا در مراحل برنامه ریزی بودند.

در سال ۱۹۷۷ کیپ کورال، در فلوریدا اولین شهری در ایالات‌متحده شد که از فرآیند اسمز معکوس در مقیاس بزرگ با ظرفیت عملیاتی اولیه ۱۱٫۳۵ میلیون لیتر (۳ میلیون گالن آمریکا)در روز استفاده کرد.

در سال ۱۹۸۵، به دلیل رشد سریع جمعیت کیپ کورال، شهر بزرگ‌ترین کارخانه اسمز معکوس در جهان را داشت که قادر به تولید ۵۶.۸ میلیون لیتر (۱۵ میلیون گالن آمریکا)در روز بود (MGD).

روش اسمز معکوس فرآیند فشار آوردن حلال از منطقه ‌ای از غلظت حل شونده بالا از طریق غشا نیمه نفوذ پذیر به منطقه‌ای از غلظت حل شونده کم با اعمال فشار بیش از حد در فشار اسمزی است.

بزرگترین و مهم‌ ترین کاربرد این روش، جداسازی آب خالص از آب های دریا و آب شور است؛ آب دریا یا آب شور به یک سطح از غشا فشار آورده و باعث انتقال آب بدون نمک در طول غشا و ظهور آب آشامیدنی سالم در سمتی با فشار پایین می‌شود.

 

مراحل دستگاه اسمز معکوس

غشا مورد استفاده برای اسمز معکوس، یک لایه متراکم را در ماتریس پلیمر دارند – یا پوست غشا نامتقارن یا لایه پلیمری چند سطحی شده در غشا نازک – لایه – که در آن جدایی رخ می ‌دهد، وجود دارد. در بیشتر موارد، غشا به گونه ‌ای طراحی شده ‌است که تنها به آب اجازه عبور از این لایه متراکم را می‌دهد در حالی که از عبور املاح محلول (مانند یون‌های نمک) جلوگیری می ‌کند.

این فرآیند مستلزم آن است که فشار بالایی در سمت غلظت بالای غشا اعمال شود، معمولا ۲ – ۱۷ بار (۳۰ – ۲۵۰ psi) برای آب شور تازه و آب شور (۶۰۰ – ۱۲۰۰ psi) برای آب دریا که حدود ۲۷ بار (۳۹۰ psi) فشار اسمزی طبیعی دارد که باید بر آن غلبه شود.

این فرآیند به خاطر استفاده از نمک ‌زدایی (حذف نمک و دیگر مواد معدنی از آب دریا برای تولید آب شیرین) معروف است، اما از اوایل دهه ۱۹۷۰ برای تصفیه آب تازه برای کاربردهای پزشکی، صنعتی و خانگی نیز استفاده می گردد.

تصفیه آب آشامیدنی به روش اسمز معکوس

امروزه، سیستم ‌های تصفیه آب خانگی، از روش اسمز معکوس، معمولا برای بهبود کیفیت آب آشامیدنی و پخت‌وپز استفاده می ‌شوند.

این سیستم ‌ها معمولا شامل چند مرحله هستند:

  • یک فیلتر رسوب برای گرفتن ذرات، از جمله زنگ زدگی و کربنات کلسیم
  • به صورت اختیاری، یک فیلتر رسوب ثانویه با منافذ کوچک ‌تر

روش های اسمز معکوس

  • یک فیلتر کربن فعال برای به دام انداختن مواد شیمیایی آلی و کلر، که منجر به از بین رفتن غشای نازک فیلم کامپوزیت می‌شود.
  • یک فیلتر اسمز معکوس، که شامل یک فیلم با غشای نازک کامپوزیت است.
  • به طور اختیاری، فیلتر دوم کربن برای گرفتن آن مواد شیمیایی که از غشا اسمز معکوس جدا نشده است
  • به صورت اختیاری یک لامپ اشعه ماورا بنفش برای ضدعفونی کردن هر نوع میکروب ‌هایی که ممکن است از فیلتر اسمز معکوس بگریزند و این مورد به صورت اختیاری استفاده می شود.
مقایسه محصول
مقایسه محصول
مقایسه محصول
مقایسه محصول
Call Now Buttonتماس با کارشناس