اسمز معکوس (RO)

Reverse Osmosis (RO) یک تکنولوژی فرآیندی مدرن برای تصفیه آب برای طیف گسترده ای از کاربرد ها از جمله فرآوری مواد غذایی ، بیوتکنولوژی ، داروسازی ، تولید برق ، شیرین سازی آب دریا و آب آشامیدنی شهری است.
در حال حاضر RO یکی از اقتصادی ترین و مؤثرترین فرآیندها برای شیرین کردن آب محسوب می شود و اغلب روش مناسبی برای تصفیه محلول هایی با غلظت نمک از 100 تا بیش از 50،000 میلی گرم در لیتر است. محلول هایی با شوری در حد آب های سطحی تا آب دریا و حتی شورابه ها. فرآیند فیلتراسیون بدون استفاده از مواد شیمیایی و در عوض با بهره گیری از مکانیسم منحصراً فیزیكی انجام می شود.


تعداد زیادی از فرآیندهای موجود در طبیعت از طریق پدیده اسمز اتفاق می افتد مانند به دست آوردن مواد مغذی از طریق ریشه توسط گیاهان. اسمز معکوس (RO) مکانیسمی است که از پدیده اسمزی که در طبیعت رخ می دهد ناشی می شود، که به موجب آن مایع با عبور از یک غشای نیمه تراوا تغلیظ می شود. نیمه تراوا به غشایی اطلاق می شود که به طور انتخابی به مواد خاصی اجازه عبور می دهد در حالیکه باقی مواد را نگه می دارد. در حقیقت، بسیاری از مواد از غشاء عبور می کنند، اما با سرعت های متفاوت. در RO ، حلال (آب) با سرعت بسیار بیشتری نسبت به جامدات حل شده (نمک) از غشاء عبور می کند.
جریان آب صورت مماس از غشاء عبور می کند و به دو بخش “تغلیظ شده” و “نفوذ کرده” تقسیم می شود. عبارت “permeate” یا “نفوذ کرده” به آبی اطلاق می شود که شوری آن از بین رفته است (همچنین به آن “آب اسمزی” نیز گفته می شود) و می توان آن را به تجهیزات استفاده کننده منتقل کرد، در حالی که عبارت “concentrate” یا “تغلیظ شده” به آبی اطلاق می شود که شوری آن پس از فرآیند افزایش یافته و بنابراین باید کنار گذاشته شود (دفع شود).
سیستم های اسمز معکوس به طور کلی از یک یا چند غشای نیمه تراوا تعبیه شده در وسل های خاص طراحی شده برای پشتیبانی از گرادیان فشار عملیاتی در سیستم، تشکیل شده است. این مقدار فشار به طور معمول با یک پمپ چند پروانه و یا یک سری از پمپ ها (برای مقادیر فشار بالا) بدست می آید که قادر به تولید فشار 16الی20 بار برای سیستم های آب شیرین، 20 تا 40 بار برای آبهای لب شور و 40 تا 60 بار برای سیستم های آب دریا است.
غشاهای مورد استفاده در تصفیه خانه های RO از چندین ورق فیلم که به هم فشرده شده اند تشکیل شده است (فیلم نازک TFC) و به صورت مارپیچ در اطراف یک لوله پلاستیکی چیده شده اند (شکل 4). در یک تصفیه خانه اسمز معکوس درصد مشخصی از آب ورودی قابل تصفیه است، به طور معمول بین 60 تا 80 درصد برای تصفیه خانه هایی که دارای پیش تصفیه هستند و بین 40 تا 50 درصد در غیاب پیش تصفیه. آب باقیمانده به شکل تغلیظ شده تخلیه می شود.

مزایای فرآیند اسمز معکوس:
– قابل استفاده برای تصفیه آب با هر سطح از میزان شوری، از آب چاه تا آب دریا.
– نیازی به دفع محصولات شیمیایی تخلیه شده پس از فرآیند نیست.
– هزینه بهره برداری نسبتاً کمتری نسبت به سیستم های بستر رزینی در میزان شوری بسیار بالا دارد.
– مدیریت ساده، با توجه به اینکه این فرآیند برخلاف سیستم های بستر رزینی احتیاج به بازسازی دوره ای ندارد.
سیستم RO نمیتواند همیشه با آب تصفیه نشده تغذیه شود، زیرا عناصر خاصی در آب (کلر آزاد ، کدورت ، سختی ، آهن) روند اسمزی را مختل می کنند و گاهی اوقات باعث آسیب غیرقابل برگشت به غشای نیمه تراوا می شوند. در چنین مواردی بسته به ویژگی های آب تصفیه نشده، به یک روش نرم کننده یا فرآیند شیمیایی اولیه نیاز است. علاوه بر این، دمای آب خوراک هرگز نباید از 35 درجه سانتیگراد تجاوز کند.
کاربرد اسمز معکوس:
فرآوری مواد غذایی
بیوتکنولوژی
تولید برق
تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آب
صنایع رنگ
دام و طیور
صنایع دارویی و آرایشی
شیرین سازی آب دریا
تصفیه آب سطحی
تصفیه آب آبخوان
آب تولید شده از صنعت الکترونیک ، فرآیندهای تصفیه گالوانیک و فرآیند ساخت شیشه
کارخانه بطری سازی
آب برای تغذیه دیگها و تزریق بخار
بیمارستان ها و آزمایشگاه ها
محیط زیست (بازیافت) و …