دستگاه اسمز معکوس تصفیه آب با ممبران

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس می تواند به طور قابل ملاحظه ای بسیاری از مواد معلق و حل شده در آب را حذف کند.

 توضیحات کلی دستگاه اسمز معکوس

هنگامی که آب با فشار از میان غشاهایی که دارای منافذ میکروسکوپی هستند جریان می یابد، مولکول های آب می توانند از میان این منافذ رد شوند در حالی که مولکول ترکیبات بزرگتر قادر به رد شدن نیستند و در نتیجه آلاینده های موجود در آب حذف می شوند. بنابراین با استفاده از ممبران می توان آلاینده ها را از آب جدا نمود.

ممبران ها از مواد مختلفی ساخته می شوند که در برابر مواد شیمیایی گوناگون کارایی های متفاوتی از خود نشان می دهند. مطالعه و بررسی نتیجه آزمایش آب و مشخص نمودن مواد شیمیایی که باید حذف شوند، بسیار ضروری می باشد.

محدودیت ها و عملیات نگهداری دستگاه اسمز معکوس

اگرچه اسمز معکوس می تواند بسیاری از مواد شیمیایی آلی را حذف کند، اما نمی تواند تمامی آنها را از آب جدا نماید. مثلاٌ با روش اسمز معکوس نمی توان کلروفرم را حذف نمود.

این دستگاه ها مقدار زیادی پساب تولید می کنند. بیشتر دستگاه ها تا ۵۰ درصد از کل آب را به پساب تبدیل می کنند، در برخی موارد این مقدار از ۵۰ درصد نیز بیشتر می شود. رسوب گرفتگی می تواند مشکلاتی را برای ممبران ایجاد کند. بنابراین اگر آب مورد نظر مشکل سختی داشته باشد، باید قبل از دستگاه اسمز معکوس ، یک عدد سختی گیر نصب شود. در غیر این صورت مواد معدنی می توانند به سرعت فیلتر غشایی را مسدود کنند.

در اغلب موارد قبل از دستگاه اسمز معکوس، فیلتر کربن فعال و یا فیلتر مکانیکی نصب می کنند تا کدورت آب از بین برود و مزه و بوی آب نیز بهبود پیدا کند. این امر می تواند به بهبود کیفیت آب کمک کند و همچنین طول عمر مفید غشاهای اسمز معکوس را افزایش دهد. ضروری است که مطابق با دستورالعمل های توصیه شده توسط سازنده، ممبران های اسمز معکوس مرتباً عوض شوند. گاهی هم لازم است که دستگاه اسمز معکوس تمیز شود و تحت عملیات شستشوی سریع قرار گیرد.

فرآیند اسمز معکوس در دستگاه های تصفیه آب

 

 

فرآیند اسمز معکوس در دستگاه های تصفیه آب
فرآیند اسمز معکوس در دستگاه های تصفیه آب

 

 

دستگاه تصفیه آب ممبران اسمز معکوس
دستگاه تصفیه آب ممبران اسمز معکوس

 

 

 

روش اسمز معکوس Reverse Osmosis تصفیه آب
روش اسمز معکوس Reverse Osmosis تصفیه آب

 

منبع: فروشگاه اینترنتی دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی عمران سازان مهاب

تصفیه آب با سیستم های RO چه مزایا و چه معایبی دارد؟

اسمز و حذف مواد معدنی از آب آشامیدنی

بطور کلی اسمز معکوس می تواند موادی همچون نمک، منگنز، آهن، فلوراید، سرب و کلسیم را حذف کند (Binnie et. al., 2002). بیشتر ترکیبات معدنی موجود در آب از نظر فیزیکی بزرگتر از مولکولهای آب هستند و بدین جهت در غشای نیمه تراوا بدام می افتند و زمانی که آب شرب با استفاده از سیستم RO فیلتر می شود، از آن جدا می گردند (AllAboutWater.org, 2004). البته کسانی که از این سیستم استفاده می کنند همواره از جدا شدن مواد معدنی از آب شرب‌ خود نگران هستند.

اسمز معکوس مواد معدنی را حذف می کند

اسمز معکوس (RO) بیش از ۹۰ تا ۹۹٫۹۹٪ از کل آلاینده های موجود در منبع آب آشامیدنی، از جمله مواد معدنی را حذف می کند (شکل ۱ را ببینید). چون مولکولهای مواد معدنی بزرگتر از مولکولهای آب هستند، سیستم RO آنها را جدا می کند. موضوع مربوط به مواد معدنی و سیستم RO ، باعث بروز اختلافاتی میان اندیشمندان حوزه های آب و سلامت شده است. سازمان بهداشت جهانی (WHO) به روشنی تاکید دارد که اکثر مواد معدنی لازم برای حفظ سلامت انسان باید از طریق مواد غذایی و مصرف مکمل ها، و نه از طریق نوشیدن آب، تامین شوند. علاوه بر این، مواد معدنی موجود در آب می توانند برای سلامت انسان مضر باشند. ثابت شده است که کلسیم و منیزیم از عناصر ضروری برای بدن انسان هستند (WQA, 2011). با این حال برخی با استناد به دلایلی ضعیف، ادعا می کنند که ما باید کمبود این عناصر را از طریق مصرف آب جبران کنیم (WQA,2011). آب لوله کشی دارای مواد معدنی مختلفی است که بدن انسان به سختی قادر به جذب آنهاست (Misner, 2004). گمان می رود که وجود این مواد باعث بروز بسیاری از بیماری ها همچون سختی شریان ها (hardening of the arteries)، ورم مفاصل (arthritis)، سنگ کلیه (kidney stones)، سنگ کیسه صفرا (gall stones)، گلوکوم یا آب سیاه (glaucoma)، آب مروارید (cataracts)، کاهش شنوایی (hearing loss)، آمفیزم یا نفخ (emphysema)، دیابت (diabetes) و چاقی (obesity) می شود. مواد معدنی موجود در آبهای لوله کشی، مخصوصا در آبهایی با سخت بالا، به سختی جذب می شوند، و یا توسط بافتهای سلولی دفع می گردند و در صورت تخلیه نشدن، وجود آنها موجب مسدود شدن شریان ها و آسیب های داخلی می گردد (Dennison,193;Muehling,1994;Banik,1989).

مزایا و معایب تصفیه آب با سیستم های RO
مزایا و معایب تصفیه آب با سیستم های RO
(شکل ۱) ممبرین اسمز معکوس (منبع: DOI-BUR, 2009)

مواد معدنی آلی در برابر مواد معدنی غیر آلی

مواد معدنی موجود در آب بر دو نوعند، آلی و غیر آلی. فیزیولوژی بدن انسان از نظر بیولوژیکی مایل به ترکیب با مواد معدنی آلی است. بسیاری از مواد معدنی آلی برای عملکردهای بدن ما از طریق مواد غذایی گیاهی تامین می شوند (Misner, 2004). یک گیاه در حال رشد، مواد معدنی غیر آلی را از خاک جذب می کند و آن را به یک ماده معدنی آلی و مفید تبدیل می نماید (Misner, 2004). وقتی یک ماده معدنی آلی ( حاصل از مواد غذایی گیاهی) وارد معده می شود، باید خود را به یک مولکول پروتئینی خاص وصل کند (chelation) تا بتواند جذب گردیده و برای بافتهایی که به آن نیاز دارند قابل دسترسی شود (Misner, 2004). هنگامی که یک ماده معدنی گیاهی وارد بدن انسان می شود، به عنوان یک کوآنزیم (coenzyme – ترکیبی غیرپروتئینی که برای انجام عملکرد یک آنزیم ضروری است) برای تشکیل مایعات بدن، تشکیل سلول های خونی و استخوانی، و نیز حفظ سلامت انتقال دهنده های عصبی مورد استفاده قرار می گیرد (Balch & Balch 1990).

اسمز معکوس بر روی pH آب تاثیر اندکی می گذارد

وقتی که آب را مصرف می کنید و درون معده شما با مواد غذایی در تماس قرار می گیرد، سطح pH آن بطور خودکار تغییر می کند (Wise, 2011). حتی اگر معده خالی باشد باز هم این اتفاق رخ خواهد داد زیرا اسید معده شما خود به تنهایی چندین برابر اسیدی تر از آب تصفیه شده توسط سیستم RO (با pH بین ۶ تا ۸) است و مقدار آن در حدود ۲ می باشد (Wise, 2011). بدن انسان به طور ثابت سطح pH را تنظیم می کند تا مقدار متعادل را پیدا کند (شکل ۲ را ببینید). بنابراین در شرایط عادی، مقدار متعادل pH که در حدود ۷٫۴ است همیشه ثابت باقی می ماند (Wise, 2011). بدن سالم بسیار قوی است و می تواند به سرعت و به راحتی به pH مطلوب برسد (Wise, 2011). مقدار pH نوشابه های غیر الکلی و نوشیدنی های ورزشی معمولاً در حدود ۲٫۵ ، آب پرتقال در حدود ۳ ، و قهوه در حدود ۴ است، و این در حالی است که ما این نوشیدنی ها را همواره بدون هیچ گونه مشکلی مصرف می کنیم (Wise, 2011).

تصفیه آب با سیستم های RO مزایا و معایب
تصفیه آب با سیستم های RO مزایا و معایب
(شکل ۲) مقایسه مقادیر pH (منبع: Wise, 2011)

نتیجه گیری در مورد مزایا و معایب دستگاه های RO

آب فیلتر شده یا تصفیه شده توسط سیستم های RO ، خالص، تمیز و سالم می باشد. سیستم تصفیه RO در حال حاضر تنها فن آوری است که می تواند بیشتر آلاینده های ظاهر شده (مانند داروهای تجویزی و پرکلرات) و دیگر آلاینده ها (مانند آرسنیک، سیانید و فلوراید) ، که جداسازی آنها با دیگر روش های تصفیه کار مشکلی می باشد، حذف نماید. مصرف بیشتر مواد معدنی غیرآلی و مضر بدین معنی است که بدن در مدت زمان طولانی تری باید تحت فشار قرار بگیرد تا بتواند موادی که در ابتدا بر عدم مصرف آنها تاکید شده است را جذب کند (Wise, 2011). استفاده کنندگان از سیستم های RO نباید در مورد حذف شدن مواد معدنی نگران باشند. WHO (2009) و WQA (2011) به وضوح متذکر شده اند که بدن انسان بیشتر مواد معدنی مورد نیاز را از طریق غذا و یا مکمل های غذایی، و نه آب آشامیدنی، بدست می آورد.

پیشینه اسمز معکوس و نیمه تراواها

تحقیق در مورد اسمز معکوس در سال ۱۹۵۰ در دانشگاه فلوریدا، جائیکه رید و بوتون که توانستند خاصیت نمک زدایی ممبرین استات سلولز را شرح دهند، آغاز شد.

تاریخچه و پیشینه اسمز معکوس و نیمه تراواها

لوب و سوریرجان، گسترش فرآیند اسمز معکوس در دستگاه تصفیه آب را با ایجاد نخستین ممبرین استات سلولز نا متقارن ادامه دادند.

تحقیق در مورد این پیشرفت خوب و امیدوار کننده منجر به ایجاد پیکربندی بهتر و جدیدتر اجزای اسمز معکوس شد، به طوریکه امروزه این صنعت اکثرا اجزای مارپیچ فنری و در برخی موارد اجزای فیبر توخالی را تولید می کنند. دراوایل سال ۱۹۸۰ تحقیق و بررسی در لابراتوارهای دولتی آمریکا، منجر به تولید نخستین ممبرین پلی آمیر مرکب شد. این ممبرین ها عمدتاً نسبت به ممبرین های سلولزیک، از جریان تراوش و نمک زدایی بالاتری برخوردارند.

پیشینه اسمز معکوس و نیمه تراواها
پیشینه اسمز معکوس و نیمه تراواها

امروزه با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیک ها، این صنعت با ترتیب کاهش بزرگی در مسیر نمک، به افزایش ۲۰ دفعه ای در جریان هر فشار بر روی ممبرین های سلولزیک اصلی رسیده است.

منبع: فروشگاه اینترنتی دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی عمران سازان مهاب

[divider]

Research on Reverse Osmosis in 1950 at the University of Florida, where Reed and Button that could explain cellulose acetate membrane desalination property began.

Where were the semi-permeable reverse osmosis?

Loeb and Svryrjan, the process of reverse osmosis membranes, cellulose acetate asymmetric continued with the creation of the first.

Research on this good progress and hopefully lead to better and newer components are configured for reverse osmosis was, as today, the industry often spiral spring components and in some cases produce hollow fiber components. In early 1980, government laboratories to study in America, leading to the production of the first composite membrane was made of Aamir. This membrane mainly to cellulosic membranes, desalination of leakage current and higher.

Today, with the introduction of ESPA3 by Hydranautics, the industry faces a major decrease in the salt, an increase of 20 times during any pressure on the main cellulosic membrane is reached.