روش اسمز معکوس تصفیه آب

تصفیه آب به روش اسمز معکوس چیست؟ در این مقاله با ما همراه باشید تا پیرامون اینکه تصفیه آب اسمز معکوس چیست و این سیستم چگونه اجرا می‌شود توضیح دهیم:

نزدیک به چهار دهه، غشاهای کاربردی (Applied Membranes) در خط مقدم فناوری تصفیه آب اسمز‌معکوس قرار داشته است و از تمام پیشرفت‌ها در فناوری در حال تکامل استفاده می‌کند. این سامانه فناوری‌ها را در خطوط تولید خود به کار می‌برد تا بالاترین سطح کارایی و قابلیت اطمینان موجود را امروزه ارائه دهد.

Applied Membranes Inc. یا AMI المان‌های غشایی را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها و چالش‌های آب طراحی و تولید می‌کند. درک ما از فناوری غشاء در سیستم‌های اسمز معکوس ما منعکس شده است که منجر به راه‌حل‌های تصفیه آب می‌شود که بالاترین سطوح عملکرد موجود در بازارهای امروزی را ارائه می‌دهد.

در واقع، فرایندهای RO برای اولین‌بار توسط سیستم‌های شهری در سال 1977 مورداستفاده قرار گرفتند. از آن زمان، اسمز معکوس به دلیل ایمن، مقرون‌به‌صرفه و نگهداری آسان به طور فزاینده‌ای محبوب شده است. در این مقاله به تصفیه آب اسمز معکوس و ویژگی‌ها و مزایای آن خواهیم پرداخت.

اسمز معکوس چیست؟

روش اسمز معکوس تصفیه آب یک پروسه پالایش و پاک‌سازی آب به شیوه جداسازی غشایی بوده که در آن آب تغذیه در طول سطح غشاء تحت‌فشار جاری می‌شود. آب تصفیه شده در غشا نفوذ کرده و جمع‌آوری می‌شود، درحالی‌که آب غلیظ، حاوی مواد محلول و ذرات حل نشده‌ای است که از غشاء جریان نمی‌یابد و به زهکش تخلیه می‌شود.

فاکتورهای کلیدی تصفیه آب اسمز معکوس، جنس غشاء و آب تحت‌فشار است. سایر الزامات شامل پیش تصفیه برای حذف ناخالصی‌های معلق و کربن برای حذف کلر (به غشاء آسیب می‌زند) جزء دسته فرعی است. اکثر غشاهای سیستم تصفیه آب %99-90 ناخالصی‌های محلول را بسته به نوع و میزان ناخالصی‌ها و ترکیب آب حذف می‌کنند.

در تصفیه آب روش اسمز معکوس، فرایند خالص‌سازی همراه با پیش فیلتراسیون، قادر است 90 تا 99.99 درصد ناخالصی‌های محلول موجود در آب را حذف کند. سامانه‌های اسمز معکوس (RO Systems) نمک‌ها، میکروارگانیسم‌ها و طیف وسیعی از مواد آلی با وزن مولکولی بالا را از بین می‌برد. ظرفیت سیستم تصفیه، به دمای آب، کل مواد جامد محلول در آب تغذیه، فشار عملیاتی و بازیابی کلی سیستم بستگی دارد.

فواید استفاده از سیستم اسمز معکوس در تصفیه آب

در مقایسه با سایر فرایندهای تصفیه آب معمولی، اسمز معکوس ثابت کرده است که کارآمدترین وسیله برای حذف نمک‌ها، آلاینده‌های شیمیایی و فلزات سنگین مانند سرب از آب آشامیدنی است. برای آب‌هایی با کل مواد جامد محلول 200 یا بیشتر، اسمز معکوس هزینه کمتری نسبت به تبادل یونی دارد. حتی در مجموع جامدات محلول کمتر از 200، برای حذف سیلیس و مواد آلی بر تبادل یونی ترجیح داده می‌شود.

در مقایسه با تقطیر، تصفیه آب اسمز معکوس تنها کسری از کل انرژی را مصرف کرده و مشکل دمای بالا یا پوسته شدن و خوردگی ندارد. امروزه ثابت شده است که سیستم‌های اسمز معکوس اقتصادی‌ترین و کارآمدترین وسیله برای بهبود کیفیت آب هستند.

ساد‌گی در استفاده و نگهداری سیستم اسمز معکوس تصفیه آب

سیستم‌های اسمز معکوس، ممبران‌های کاربردی مونتاژ شده، تست شده‌ در کارخانه‌اند که در شرایط آماده‌به‌کار هستند. آن‌ها با کارایی بالا، کارکرد عالی و نگهداری ساده و آسان طراحی شده‌است. علاوه بر نظارت منظم و تمیزکردن دوره‌ای غشا، بسته به کیفیت آب، اندازه سیستم و پیش تصفیه، غشاها باید هر یک تا سه سال یک‌بار تعویض شوند. همچنین، پمپ‌ها نیز باید هرچند سالی تعمیر و نگهداری شوند که از نظر نگهداری و تعمیر بسیار کم‌هزینه و آسان است.

کاربرد اصلی روش اسمز معکوس در صنایع مختلف

این روش در صنایع و موقعیت‌های زیر کاربرد فراوانی دارد:

1. کشاورزی
2. صنایع غذایی و آشامیدنی
3. بیمارستان‌ها
4. هتل‌ها
5. کارخانه‌ها
6. مراکز نظامی
7. شرکت‌های دارویی
8. معادن

نحوه عملکرد تصفیه آب به روش اسمز معکوس

فرایند تصفیه آب اسمز معکوس بسیار ساده و روان است. این کار با فشار آب انجام می‌شود به‌گونه‌ای که آب‌لوله‌کشی را از طریق یک غشای نیمه تراوا برای حذف آلاینده‌ها از آب عبور می‌دهند. این فرایندی است که در آن مواد جامد معدنی محلول از محیط حلول آبی حذف می‌شوند. این فرایند با فیلتراسیون استاندارد که در آن ناخالصی‌ها در محیط فیلتر جمع‌آوری می‌شوند، متفاوت است.

فرایند اسمز معکوس آب را از طریق یک سری فیلترها عبور داده‌که این غشاها نسبت به آب تراوا بوده و نسبت به یون‌ها و مواد معدنی ناتراوا است. در نهایت آب تمیز به مخزن نگهدارنده وارد شده و آلاینده‌ها در زهکشی تخلیه‌می‌شوند. از جمله مهم‌ترین موادی که توسط این فرایند حذف می‌شوند شامل: فلورایدها، سرب، آفت‌کش‌ها، کلر و کلرآمین‎‌ها، نیترات‌ها، مواد میکروبی، سولفات‌ها و بسیاری از مواد مضر مانند یون‌های سنگین است.

نحوه قرارگیری سیستم معکوس تصفیه آب

به‌طورکلی، یک سیستم RO در زیر سینک آشپزخانه نصب و ذخیره می‌شود. سیستم‌های اسمز معکوس زیر سینکی، دارای مخزن نگهدارنده و چندین فاز فیلتراسیون هستند. در اینجا مهم‌ترین اتفاقاتی که در طول فرایند اسمز معکوس اکثر سیستم‌ها اتفاق می‌افتد به شرح زیر است:

• فاز‌اول: این یک مرحله پیش فیلتراسیون است که برای محافظت از غشاهای دستگاه با کاهش مواد معلق ریز که می‌تواند سیستم را مسدود کند، طراحی شده‌است.
• فاز دوم: فاز دوم شامل فیلتراسیون برای حذف کلر است، زیرا کلر می‌تواند به غشای لایه‌نازک مواد آسیب برساند.
• فاز سه: این یک غشای نیمه تراوا است که برای حذف طیف گسترده‌ای از آلاینده‌های خطرناک و مضر برای سلامتی طراحی شده‌است. آب از اینجا به یک مخزن ذخیره تحت‌فشار شده تا آب تصفیه شده‌را در خود ذخیره کند.
• فاز چهارم: مرحله نهایی در فرایند RO معمولاً یک فاز کربن پس از فیلتراسیون است که هرگونه طعم یا بوهای بد و ناشناخته باقیمانده را حذف می‌کند. توجه داشته باشید که در صورت تمایل، یک “مرحله پولیش” نیز دارند که آب بعدازاین مرحله به‌صورت کامل تصفیه شده‌و یک آب زلال و شفاف تولید می‌شود.

اجزای اصلی تشکیل‌دهنده سیستم اسمز معکوس تصفیه آب

شیر خط آب سرد:

شیری که روی خط تأمین آب سرد قرار می‌گیرد. این شیر دارای یک لوله است که به سمت ورودی فیلتر اولیه RO متصل می‌شود. این منبع آب برای سیستم RO است.

پیش فیلتر (ها):

آب از خط تأمین آب سرد ابتدا وارد پیش فیلتر اسمز معکوس می‌شود. ممکن است بیش از یک پیش فیلتر در سیستم اسمز معکوس استفاده شود که رایج‌ترین آنها فیلترهای رسوبی و کربنی است. این پیش فیلترها برای محافظت از غشاهای RO با حذف لجن ماسه، خاک و رسوبات دیگری که می‌توانند سیستم را مسدود کنند، استفاده می‌شوند.

غشاء اسمز معکوس:

غشاء اسمز معکوس قلب سیستم است. غشای RO نیمه تراوا برای حذف طیف گسترده‌ای از آلاینده‌های بهداشتی و سلامتی طراحی شده‌است. پس از عبور از غشا، آب به یک مخزن ذخیره تحت‌فشار می‌رود که در آن آب تصفیه شده‌ذخیره می‌شود.

فیلتر(های) پست:

پس از خروج آب از مخزن ذخیره‌سازی RO، اما قبل از رفتن به شیر آب، آب تصفیه شده‌از یک “پست فیلتر” نهایی عبور می‌کند. فیلتر پست معمولاً فیلتر کربنی است. هرگونه مزه یا بو باقیمانده از آب محصول توسط فیلتر «جلیشی» پس از تصفیه پاک می‌شود.

شیر قطع خودکار (SOV):

برای صرفه‌جویی در مصرف آب، سیستم RO دارای یک شیر خاموش‌کننده خودکار است. هنگامی که مخزن ذخیره‌پر است، دریچه قطع خودکار بسته‌می‌شود تا از ورود آب بیشتر به غشا جلوگیری شود و جریان به سمت تخلیه مسدود شود.

شیر چک:

یک شیر چک در انتهای خروجی محفظه غشاء RO قرار دارد. شیر برگشتی از جریان برگشتی آب تصفیه شده‌از مخزن ذخیره RO جلوگیری می‌کند. یک جریان معکوس می‌تواند غشاء RO را پاره کند.

Flow Restrictor:

آبی که از طریق غشای RO جریان می‌یابد توسط یک محدودکننده جریان تنظیم می‌شود. انواع مختلفی از کنترل‌های جریان وجود دارد، اما هدف مشترک آنها حفظ سرعت جریان موردنیاز برای به‌دست‌آوردن آب آشامیدنی با بالاترین کیفیت (بر اساس ظرفیت گالن غشا) است.

مخزن ذخیره‌سازی:

مخزن ذخیره‌سازی استاندارد RO بین 2 تا 4 گالن آب را در خود جای می‌دهد.

شیر آب:

واحد RO دارای یک شیر آب است که در سینک آشپزخانه نصب می‌شود.

خط تخلیه:

این خط از انتهای خروجی محفظه غشاء اسمز معکوس به سمت درین هدایت می‌شود.

جمع‌بندی

تصفیه آب اسمز معکوس تنها یکی از گزینه‌ها در مورد مدیریت و تصفیه فاضلاب است. بااین‌حال، به دلیل مزایای فراوان، به یک انتخاب محبوب در فرایندهای تولید تبدیل شده‌است. سادگی در نصب و راه‌اندازی آن یک امتیاز بزرگ و بارز برای این نوع سیستم‌ها است.

هر شرکتی در ارتباط با فاضلاب خود با چالش‌های متفاوتی مواجه خواهد شد، زیرا عوامل مختلفی بر کیفیت تأثیر می‌گذارند. از ویژگی‌های بارز روش معکوس تصفیه آب، کارایی بالا، ارزان‌قیمت بودن روش، دردسترس‌بودن و کاربرد بالا و گستردگی در صنایع مختلف است.