آب شيرين کن

فشار اسمزی:

اسمز یک فرایند طبیعی است که در غشاهای نیمه تراوا اتفاق می افتد. اگر یک غشاء نیمه تراوا  بین دو محلول با غلظتهای متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال از یک طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می شود، جهت طبیعی حرکت حلال به گونه ای است که محلول غلیظ تر رقیق می شود. در صورتيكه در دو ظرف جداگانه كه يكي از آب خالص پر شده و ديگري داراي نمک بالا با حجم مساوي، كه دو ظرف توسط يك غشاء نيمه تراوا از هم تفکیک شده اند مشاهده مي گردد که پس از گذشت مدتي آب خالص به سمت محلول نمكي حركت كرده و محلول نمكي رقيق تر مي گردد. انتقال آب خالص به سمت محلول نمكي تا وقتي كه فشار اسمزي طرفين مساوي شود ادامه مي يابد. در صورتيكه فشار توسط عاملي در قسمت محلول نمكي زياد شود در اينصورت آب خالص از محلول نمكي جدا سازي شده و به سمت توليد آب خالص حركت مي نمايد.

اسمز معکوس (RO):

اسمز معکوس فرایندی عکس اسمز می باشد و در آن فشاری بزرگتر از فشار اسمزی به سمتی که غلظت مواد جامد در آن بیشتر است وارد می شود. این فشار آب را مجبور می کند در خلاف جهت اسمزی در داخل غشا حرکت کند. بر اساس این قاعده دستگاه های اسمز معکوس طراحی می شوند و جهت تصفیه آب استفاده می گردند. اسمز معکوس (Reverse Osmosis) ، یا به اختصار RO، یک تکنولوژی است که تقریبا در هر صنعتی که احتیاج به تفکیک مواد حل شده از حلال باشد ( معمولا حلال آب است ) عمومیت پیدا کرده است. متداولترین استفاده RO در تهیه آب خالص است. روش اسمزمعکوس به هایپرفیلتراسیون نيز معروف می باشد، یعنی با استفاده از این روش ذراتی به کوچکی یونها را نیز میتوان جدا کرد، همچنین جهت زدودن نمکها و سایر ناخالصی های آب و بهبود رنگ، طعم و مزه می توان از این روش بهره گرفت.در روش اسمز معكوس مي توان املاح موجود در آب خام را تا 99 درصد كاهش داد و باكتريها ويروسها و ديگر ميكرو اورگانيزمها را نیز حذف نمود. این فرایند برای تهیه آب آشامیدنی از آبهایی که حاوی املاح معدنی زیاد و ناخالصی های آلی باشند بسیار مناسب بوده و حتی قادر است از آب دریا با  PPM 50000 ،TDSو نیز از آبهای شور، آب آشامیدن تهیه کند. در سیستم   RO از فیلترهایی (غشاء) که معمولا از استات سلولز، پلی آمید و پلی فنیل اکسید ساخته می شود و دارای منافذ بی نهایت ریز هستند ( کمتر از 0.001 میکرون ) استفاده می گردد . این منافذ بی نهایت ریز در مقایسه، شصت هزار برابر کمتر از قطر موی سر انسان می باشد پس بنابراین مکانیسم اسمز معکوس با فیلتراسیون تفاوت دارد به طوری که در غشای RO حفره های فیزیکی وجود ندارد ( چنین حفره هایی حتی با چشم مسلح هم قابل دیدن نیستند ) آب و مواد آلی با جرم مولکولی کمتر ( توسط ایجاد پیوند آب با بخشهایی از ساختمان شیمیایی پلیمر ) قادر به عبور از پلیمر غشاء هستند، اما نمکهای حل شده و مواد آلی با جرم مولکولی سنگین به دلیل اندازه ذرات و مشخصات بار الکتریکی شان به راحتی قادر به نفوذ از غشاء نیستند. سیستم اسمز معکوس یک فرایند شیمیایی است که می تواند از یک محلول به کمک غشاء نیمه تراوا  حلال تقریبا خالص تهیه کند. غشاء اسمز معکوس بسیار آب دوست است، بدین معنا که آب جذب ساختمان شیمیایی اش می شود. آب می تواند با حلقه های انتهایی پلیمر پیوند برقرار کند که این کار، موجب سهولت نفوذ آب در ساختمان پلیمری غشاء و سپس خروج از آن می شود .

تاريخچه:

بیش از یک قرن است این تکنولوژی شناخته شده است ولی در 60 سال اخیر یعنی تا زمانیکه غشاء های خاص توسعه نیافته بودند این تکنولوژی گسترش چندانی پیدا نکرده بود.این روش برای اولین بار در سال 1950 میلادی در دانشگاه فلوریدا به آزمایش درآمد و طی آن هر ساعت چند قطره آب خالص تولید می شد.

آب مقطرخالص :(Double RO)

 به منظور کاهش آب و بدست آوردن آب بدون یون که مناسب برای مصارف آزمایشگاهی و صنایعی مانند صنایع داروئی باشد از این سیستم استفاده می شود. در این روش از دو دستگاه  اسمز معکوس به صورت سری استفاده می گردد. دستگاه اول 95 تا 98% از EC آب را کاهش می دهد و 2-5% باقیمانده نیز توسط دستگاه دوم حذف می گردد.  آب بدست آمده خالی از هر گونه املاح و آلودگی می باشد. در مناطقی که شوری آب بسیار بالا باشد ( TDS بیش از 5000 )  نیاز به آب بدون یون باشد معمولا از این سیستم ها استفاده می شود. در مواقعی که نیاز به آب مقطر با ظرفیت بالا باشد ( بیش از 300 متر مکعب در روز) این روش بسیار اقتصادی خواهد بود.

موارد استفاده این آب:

شرکت های داروسازی

صنایع غذائی

آرایشی و بهداشتی

فولادی

آب فوق خالص :(RO+Mixed bed)

در این روش بعد از یک مرحله تصفیه با RO از یک ستون Mixed bed استفاده می شود.  آب خروجی از این سیستم دارای EC برابر صفر خواهد بود. این سیستم در بسیاری از صنایع استفاده می گردد. با توجه اینکه بیشتر املاح توسط RO گرفته می شود در نتیجه آن هزینه نکهداری از ستون Mixed bed، بسیار پائین خواهد بود بنابراین این سیستم در بسیاری از صنایع استفاده می گردد. در صنایعی با ظرفیت کمتر از 300 متر مکعب در روز از این روش بیشتر استفاده می شود.

غشاء نيمه تراوا يا ممبران (membrane filter):

غشاء نيمه تراوا يا ممبران، نوعي غشاء يا فيلتر مي باشد كه ملكول هاي آب براحتي از آن عبور كرده ليكن عبور املاح و نمك هاي آب از آن امكان پذير نمي باشد. غشا می تواند به آب و تعدادی از یون ها اجازه عبور از خود را بدهد در حالی که مواد جامد محلول اجازه عبور نخواهند داشت.

اجزاء اصلی سیستم اسمز معکوس :

1.      پیش تصفیه:
با توجه به استانداردهای تعریف شده برای آب ورودی به دستگاه ROپیش تصفیه خاص آن طراحی و ساخته می شود.

2.      سیستم تامین فشار:
غشا جهت غلبه بر فشار اسمزی نیاز به فشاری بالاتر از فشار اسمزی دارد پس باید آب ورودی به غشا حداقل فشار مشخصی را داشته باشد.

3.      غشاهای :RO
 با توجه به کیفیت آب ورودی، کیفیت درخواستی آّب تولید، میزان آب تولیدی نوع و مدل غشاها انتخاب می شوند. روش چیدمان غشاها با توجه به محاسبات طراحی می تواند به صورت موازی یا سری و یا ترکیبی از این دو نوع باشد.

4.       سیستم کنترل دبی و فشار:
جهت بررسی عملکرد دستگاه نیاز به اندازه گیری میزان آب تولیدی، میزان آب دورریز و برگشتی است، بنابراین در مسیر آب تولیدی، دور ريز و برگشتی فلومتر قرار می گیرد، همچنین باید در مسیر آب ورودی به دستگاه، آب ورودی به غشاها و آب خروجی از غشاها، مانومتر قرار گیرد تا فشار در قسمت های مختلف سیستم به راحتی قابل اندازه گیری باشد تا راهبری بر اساس آنها انجام شود. در سیستم ROبرای آب ورودی دستگاه سوئیچ فشار پائین قرار می گیرد که در صورت نبود آب و یا عدم تامین فشار اولیه، دستگاه به طور اتوماتیک خاموش گردد. همچنین پس از پمپ نیز سوئیچ فشار بالا قرار می گیرد تا در صورت افزایش فشار بیش از حد تعریف شده دستگاه خاموش شود.

5.      تابلو برق:
تابلو برق جهت فرمان به بخش های مختلف دستگاه طراحی و ساخته می شود. این تابلو می تواند ترکیبی از PLCو برق صنعتی و یا فقط برق صنعتی باشد.

6.      سیستم تزریق آنتی اسکالانت (antiscalant):
جهت کنترل رسوبات همواره مواد ضد رسوب به سیستم تزریق می شود. نوع و مقدار مواد ضد رسوب با توجه به کیفیت و کمیت آب ورودی به دستگاه متغیر است.

مزایای  دستگاه اسمز معکوس (RO):

•  سیستم پیوسته و مداوم
• ·        قابلیت دریافت آب با TDS بالا
• میزان بازدهی بالا در کل سیستم ها
• مصرف پائین انرژی
• نیاز به حداقل شستشو
• حذف باکتری ها و ویروس ها
• حذف نیترات آب و کدورت و جامدات محلول
• هزینه های جاری پائین در مقایسه با سایر سیستم های تصفیه
• بهره برداری آسان و کنترل کاملا اتوماتیک
• ظرفیت های تولید متعدد
• عدم استفاده از مواد شیمیائی مضر برای انسان
• استفاده از حداقل مواد شیمیایی در سیستم
• امکان استفاده از منابع نامحدود دریا جهت آب آشامیدنی
• از بین بردن تمامی آلاینده ها از قبیل آلاینده های آلی، غیر آلی و میکروبی
• پایین بودن هزینه نصب و راه اندازی سیستم
• قابلیت جداسازی آلاینده هایی که به آب رنگ، مزه و بوی نامطلوبی می دهند از قبیل طعم های قلیایی و نمکی که به وسیله کلریدها و سولفات ها ایجاد می گردند
• تولید خالص آب که آب تولیدی کاملا با استانداردهای جهانی مطابقت دارد

کاربردهای دستگاه اسمز معکوس:

تامین آب آشامیدنی در مناطق دارای آّب شور

شیرین سازی آب دریا

تامین آب با EC پائین

نیروگاهها ،صنایع شیمیایی، صنایع ساختمانی، صنایع شیشه، بیمارستانها، صنایع غذایی، صنایع لبنی، صنایع بسته بندی گوشت و فراورده های غذائی، صنایع پزشکی، صنایع فولاد و فلزات، صنایع دارویی، تصفیه  خانه های بزرگ، خطوط رنگ، پتروشیمی و پالایشگاهی، بخش کشاورزی و دامی

هر دستگاه به مشخصات یونی آب خام و نیز میزان بازیافت آب و شرایط محیطی بستگی دارد.