اسمز معکوس (RO) یا آب شیرین کن صنعتی یک فرآیند تصفیه آب است که با استفاده از غشایی نیمه نفوذ پذیر یا همان نیمه تراوا، یون ها و مولکول های ناخواسته و ذرات بزرگتر را از آب آشامیدنی حذف می کند. در اسمز معکوس، فشار اسمزی باید کنترل شود و برای این کار باید به سیستم فشار اعمال شود تا بر فشار اسمزی غلبه کند و در نهایت فرآیند اسمز معکوس صورت گیرد.
اسمز معکوس می تواند انواع مختلفی از مواد شیمیایی محلول و معلق و همچنین گونه های بیولوژیکی (اصولاً باکتری ها) را از آب حذف کند و همچنین می تواند در فرآیند های صنعتی و در تولید آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. در نتیجه املاح از سمتی که غلظت آنها زیاد است، دقیقا برعکس اسمز، به سمتی که غلظت آن ها کمتر است، وارد می شوند و دیگر نمی توانند به مایع اصلی باز گردند.
دلایل استفاده از آب شیرین کن صنعتی
در جوامع امروزی با توجه به مشکلات بسیار در صنعت و زندگی روزانه انسان ها، کمبود آب شیرین یکی از بزرگترین معضلات و محدودیت ها می باشد. این گونه معضلات به جز آب شرب در کشاورزی، مواد بهداشتی، تولید دارو و صنعت به چشم میخورد. در کنار کم آبی آب دریا نیز منبع بزرگی برای تولید آب می باشد که به دلیل حجم بالایی از نمک و املاح غیر قابل استفاده بوده و به کمک آب شیرین کن دریایی می توان آب های شور را به چرخه طبیعت بازگرداند. آب شیرین کن RO، 99.6% از املاح موجود در آب دریا را حذف و به آب شیرین و خالص تبدیل می کند.
برای شیرین کردن آب به کمک اسمز معکوس، آب تصفیه نشده (آب شور) با فشار بسیار توسط پمپ به داخل محفظه ای که دارای غشای نیمه تراوا حرکت می کند، آب تقریبا خالص در یک طرف غشا و آب با املاح و ناخالصی ها در طرف دیگر جمع می شود. این فشار از فشار اسمزی طبیعی بیشتر است در نتیجه مولکول های کوچک تر از منافذ غشا عبور می کندو مولکول های بزرگتر باقی می ماند. مولکول های بزرگ تر در جریانی جانبی از کنار غشاء عبور داده شده و دفع می گردند. در پیش تصفیه آب شور با توجه به نوع املاح و آلودگی های موجود از دستگاه و تجهیزات مختلفی مانند ازن ژنراتور، اولترافیلتراسیون، فیلتر کربنی و فیلتر شنی و غیره استفاده می گردد. به کمک این تجهیزات آلودگی های آب کاسته شده و کمتر به غشای اسمز معکوس آسیب می رسد.
رایج ترین روش های تصفیه آب
- تصفیه آب به وسیله روش اسمز معکوس (RO)
- تصفیه به روش غشایی (MF, UF, NF)
- استفاده از آب الکترودیالیز برای تصفیه آب
- روش های شیمیایی و فیزیکی که برای تصفیه آب استفاده می شود
- استفاده از روش تبادل یونی (سختی گیر آب)
- استفاده از روش فیلتراسیون (فیلتر شنی و کربنی)
- استفاده از مواد و روش های گندزدایی (کلر، ازن، UV)
مراحل تصفیه در آب شیرین کن صنعتی
1- پیش تصفیه آب
در آبها آلودگی های مختلفی وجود دارد، برخی از این آلودگی ها بهتر است قبل از ورود به سیستم اسمز معکوس حدف شوند تا علاوه بر اثر گذاری بر کیفیت نهایی آب، باعث افزایش طول و کیفیت عملکرد فیلتر های اسمز معکوس شوند. این آلودگی ها میتواند شامل: ذرات جامد معلق، انواع گازها و فلزات سنگین باشد. این آلودگی ها در مرحله پیش تصفیه توسط فیلترهایی مانند فیلتر شنی، فیلتر کربنی و فیلتر های رسوب گیر حذف شوند.
2- انتخاب پمپهای فشار بالا
در مرحله پیش تصفیه، املاح معلق توسط فیلتر شنی و رنگ، بو، مزه و کلر آزاد موجود در آب توسط فیلتر کربنی حدف میشوند. اما این عملیات در مرحله پیش تصقیه یون ها و نمک های موجود در آب را حدف نمی کند. پس با روش اسمز معکوس باید برای حذف آنها اقدام کرد . در این مرحله باید فشاری بیشتر از فشار اسمزی ایجاد کرد. این فشار توسط پمپ های مخصوص (پمپهای طبقاتی و در برخی موارد پمپهای پیستونی) تامین می شوند.
برای انتخاب پمپ مناسب باید پارامتر های مانند میزان آلودگی آب ورودی، کیفیت آب خروجی و دبی آب را در نظر گرفت. انتخاب پمپ های مناسب بر قیمت دستگاه های آب شیرین کن صنعتی تاثیر گذار خواهد بود. امروزه در بازار انواع پمپ های اروپایی، چینی و ایرانی در دستگاه های آب شیرین کن استفاده می شود.
3- فیلترهای اسمز معکوس
تصفیه نهایی آب و حذف یونها با روش اسمز معکوس انجام می شود. اساس روش اسمز معکوس ایجاد فشار بالاتر از فشار اسمزی توسط پمپ ها و حرکت معکوس آب از درون فیلترهای نیمهتراوای اسمز معکوس از فشار اسمزی بالاتر به فشار اسمزی پایینتر می باشد. انتخاب فیلتر های با طراحی و چیدمان مناسب سبب افزایش بازده دستگاه آب شیرین کن، افزایش بازیابی آب، کاهش پساب می شود.
4- گندزدایی آب خروجی
علاوه بر حذف مواد معلق ، رنگ، بو، مزه، یون ها و نمک ها، منابع آب های مختلف میتوانند حاوی انواع ویروس ها و باکتری ها نیز باشد. حدف این ویروس ها و باکتری ها در سیستم های تصفیه آب صنعتی و آب شیرین کن ها توسط روش گند زدایی مانند فیلترهای اشعه فرابنفش (UV) انجام میشود.
مزایای استفاده از آب شیرین کن صنعتی
- سیستم اسمز معکوس نسبت به روش های دیگر تصفیه آب صنعتی، اقتصادی تر است.
- انرژی کمتری نسبت به سایر روش ها مصرف میکند.
- حذف باکتری ها ،ویروس ها فلزات سنگین ازفیلتر ممبران آب شیرین کن صنعتی
- این امکان وجود دارد پساب ایجاد شده را به محیط زیست برگشت داد و یا از آن برای استفاده مجدد دردستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده نمود.
- آب شیرین کن صنعتی اسمز معکوس دارای کلیه استانداردهای بین المللی می باشد.
آب شیرین کن صنعتی