تصفیه آب اسمز معکوس چیست و چه کاربردهایی دارد؟

تفاوت بین اسمز مستقیم و اینکه در چه کاربردهایی می توان از آن برای تصفیه آب استفاده کرد.

در مرحله بعد، ما متداول ترین فرآیندهای غشایی را ذکر می کنیم:

میکروفیلتر (MF)

اولترافیلتراسیون (UF)

نانو فیلتراسیون (NF)

اسمز معکوس (RO)

الکترودیالیز (ED)

اولین فرآیند غشایی پرکاربرد برای تصفیه آب با پتانسیل الکتریکی فرایند الکترودیالیز  می باشد.

Electrodiasis  فرآیندی  است از غشاهای مبادله ای استفاده می کند که جداسازی مواد یونی در آب را با اعمال اختلاف پتانسیل انجام می دهد که نیروی محرکه آن فشار نیست ، بلکه بیشتر پتانسیل الکتریکی در نتیجه  غشاهای مورد استفاده الکترودیالیز دارای گروه هایی با بارهای مختلف به ویژه آنیونی و کاتیونی هستند . به این ترتیب در بسیاری از کشورها به عنوان جایگزینی برای جداسازی، تغلیظ و خالص سازی مواد استفاده می شود.

دومین فرآیند غشایی، گرادیان فشار است.

تکنیک جداسازی غشایی میکروفیلتراسیون چیست؟

اصل میکروفیلتراسیون فرآیند جداسازی فیزیکی است که در اندازه منافذ یک غشاء میزان مواد جامد محلول ، کدورت و میکروارگانیسم‌ها تعیین می‌کند. مواد بزرگتر از منافذ غشا کاملاً حفظ می شوند.

غشاهای میکروفیلتراسیون چگونه هستند؟

به طور خاص،  غشاهای میکروفیلتراسیون  دارای اندازه منافذی هستند که امکان جداسازی اندازه های مختلف ذرات (جامدات ریز، ذرات ریز، کلوئید، جلبک ها و میکروارگانیسم ها در صورت  وجود باکتری ها ) را فراهم می کند.

غشاهای میکروفیلتراسیون برای چه مواردی استفاده می شوند؟

میکروفیلتراسیون یا اسمز معکوس برای استریل کردن سرد مواد غذایی مایع و داروها، برای کاهش میکروارگانیسم‌های موجود در آب  و به عنوان یک پیش تصفیه آب برای افیلوسترموزیس استفاده می‌شود.

فرآیند غشای گرادیان فشار :

اولترافیلتراسیون  (UF) یک  فرآیند   جداسازی منافذ  غشایی،در فناوری  تصفیه آب است که شامل جداسازی ذرات یا جامدات محلول از طریق  غشای نیمه تراوا است.

غشا و  اولترافیلتراسیون  عموماً  غشاهای متخلخل هستند. بر اساس وزن مولکولی که معادل وزن مولکولی کوچک‌ترین مولکولی است که منافذ او می‌توانند در 90% نگه دارند و  از 1000 تا 500000 تا 500000 تا 500000 متغیر است . از طرف دیگر، اندازه منافذی که امکان جداسازی اندازه ذرات با ماهیت متفاوت از غشاهای اولترافیلتراسیون را فراهم می کند، معمولاً بین 0.04 و 0.1 میکرومتر است.

غشاهای اولترافیلتراسیون برای چه مواردی استفاده می شوند؟

از سوی دیگر، اولترافیلتراسیون برای حذف مواد آلی، در حذف تری هالومتان ها از آب، در تصفیه فاضلاب و در صنعت نساجی استفاده می شود.

تفاوت بین اصل غشایی برای میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون تصفیه آب:

تفاوت اصلی بین غشاهای میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون اندازه منافذ است. از یک طرف، میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون داریم که امکان  جداسازی مکانیکی جامدات معلق یا محلول را با استفاده از غربال فراهم می کند. تفاوت اصلی  بین این دو فرآیند اندازه منافذ غشا است. ، که تعیین می کند کدام املاح را می توان در فرآیند فیلتراسیون حذف کرد. مواد بزرگتر از منافذ غشا به طور کامل حفظ می شوند و حتی برخی از مواد کوچکتر از منافذ ممکن است بسته به گزینش پذیری غشاء تا حدی یا کاملاً حفظ شوند. علاوه بر تأثیر اندازه منافذ،  توزیع آنها در ساختار غشا نیز در هر دو فرآیند مهم است .  میکروفیلتراسیون قادر به جداسازی ذرات کوچک و ماکرومولکول های اولترافیلتراسیون است. علاوه بر این بهره وری هر دو فرآیند بالا است، اگرچه نفوذپذیری در غشاهای میکروفیلتراسیون بیشتر است و فشارهای کاری این فرآیند نیز کمترین است، اولترافیلتراسیون نیز با تفاوت فشار نسبتاً پایین مورد نیاز مشخص می شود، زیرا تقریباً هیچ وجود ندارد.

فرآیندهای غشایی نانو فیلتراسیون چیست؟

غشای  نانو فیلتر  شده ساختار ریز متخلخل دارند و می توانند ذرات با اندازه 0.1 نانومتر تا 0.001 میکرومتر را در خود نگه دارند، که به اکثر مولکول ها اجازه می دهد تا از آب جدا شوند، اگرچه در غشایی جزیی مولکول هایی وجود دارند که وزن مولکولی کمتری دارند.  نانوفیلتراسیون یک فرآیند میانی بین اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون  می باشد که به سطح غشاء اجازه جدایی با فشار کاربردی را می دهد.

غشاهای  نانوفیلتراسیون از  نظر ساختار ریز متخلخل هستند و می توانند ذرات با اندازه 0.1nm-0.001μm را در خود نگه دارند و به اکثر مولکول ها اجازه می دهد تا از آب جدا شوند، اگرچه آنهایی که وزن مولکولی کمتری دارند. بنابراین این فرآیند  امکان جداسازی مواد آلی (پروتئین ها، قندها)، میکروارگانیسم ها و برخی نمک های چند ظرفیتی را فراهم می کند.

علاوه بر این، در این فرآیند،  جداسازی مواد به روش ترکیبی هم توسط اندازه منافذ و هم توسط مکانیسم‌های انحلال- انتشار انجام می‌شود.  که فرآیند اسمز معکوس را مشخص می کند.

غشای نانوفیلتراسیون برای چه مواردی استفاده می شود؟

نانوفیلتراسیون برای  حذف فلزات سنگین از فاضلاب، برای رفع آلودگی فاضلاب، برای حذف نیترات ها، برای حذف رنگ و همچنین به عنوان یک پیش تصفیه قبل از اسمز معکوس استفاده می شود.

فرآیندهای فناوری غشایی برای تصفیه آب اسمز معکوس:

این فرآیند غشایی  تقریباً تمام ذرات کوچکتر و مولکول های نمک از جمله نمک های تک ظرفیتی را حفظ می کند ، در حالی که مولکول های آب می توانند آزادانه از غشاء عبور کنند.

ویژگی اصلی این فرآیند این است که با غشاهای اسمز معکوس، دفع مواد محلول از طریق فیلتراسیون اتفاق نمی‌افتد، بلکه از طریق فیلتراسیون انجام می‌شود.  مکانیسم انتقال مشخصه  انحلال- انتشار در سراسر غشاء در حال انجام است. این بدان معنی است که فرآیند جداسازی به دلیل  حلالیت و انتشار متفاوت در غشاء  اجزای مختلف محلول آبی است و بنابراین یک  فرآیند فیزیکی و شیمیایی است ، زیرا فعل و انفعالاتی که بین مولکول‌های آب، غشاء و مواد وجود دارد. حلال ها مسئول جداسازی هستند.

ویژگی های غشاء برای تصفیه آب اسمز معکوس:

غشاهای RO آبدوست هستند بنابراین مولکول های آب به راحتی جذب می شوند و از طریق انتشار از طریق ساختار پلیمری غشا منتقل می شوند. بنابراین،  اجزای تشکیل دهنده تراوا، یعنی آنهایی که موفق به عبور از غشا می شوند ، باید  قرابت خاصی با ماده غشایی داشته باشند،  زیرا عامل تعیین کننده ای است تا  در ساختار آن توزیع شود و سپس در آن پخش شود.  بنابراین، در اسمز معکوس،  ماده غشایی بسیار مهمتر  از فرآیندهای میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون است. حتی  غشاهای اسمز معکوس متراکم و غیر متخلخل هستند، مقداری  نفوذپذیری کمتری دارند ،  باید در  مقادیر فشار بالاتری کار کنند که امکان غلبه بر فشار اسمزی را برای دستیابی به یک جریان منطقی سیال از فاز متمرکز تا نافذ داشته باشد. اسمز معکوس در حال حاضر پرکاربردترین روش برای نمک زدایی آب است.

از آنجایی که امکان حذف نمک ها و همچنین ترکیبات آلی با وزن مولکولی کم را فراهم می کند و  امکان تولید آب آشامیدنی با کیفیت بالا را فراهم می کند.

تصفیه آب اسمز معکوس چیست؟

اسموز یک کلمه با ریشه یونانی به معنای "عمل پیشران" است. اسمز به عنوان یک انتشار غیرفعال تعریف می شود که با عبور آب، حلال، از یک غشای نیمه تراوا، از رقیق ترین محلول تا غلیظ ترین آن مشخص می شود. به معنای فشار اسمزی است و منظور ما از فشار اسمزی چیزی است که برای متوقف کردن جریان آب از طریق غشای نیمه تراوا ضروری است.

ü      اسمز و انتشار چیست؟

ü      اسمز و دیفیوژن چیست؟

اسمز و انتشار چیست؟

شامل حرکت ذرات از ناحیه ای با غلظت بالا به ناحیه ای با غلظت کم است. اسمز  نوع خاصی  از  انتقال است.  اسمز انتقال  ذرات آب از طریق غشاء است.

تصفیه آب به روش اسمز:

La  osmosis  یک سیستم تصفیه آب است که  تمام آلاینده های  موجود در آب را حذف می کند و طعمی خنثی و کیفیتی استثنایی برای مصرف باقی می گذارد. علاوه بر این، آب تصفیه شده با این نوع سیستم دارای حداقل میزان میکروارگانیسم است.

تفاوت بین تصفیه آب اسمز معکوس و اسمز مستقیم:

تصفیه آب اسمز (O) و اسمز معکوس (RO) دو پدیده ای هستند که به طور طبیعی در موجودات زنده رخ می دهند.

به عنوان مثال، با استفاده از اسمز، سلول‌های ارگانیسم ما که توسط یک غشای نیمه تراوا احاطه شده‌اند، اجازه عبور مواد مغذی به داخل و خارج سلول را می‌دهند، بنابراین هم شامل مواد مغذی لازم برای متابولیسم سلولی می‌شوند و هم مواد زاید که از بدن خارج می گردد.

انواع اسمز:

این پدیده فیزیکی وشیمیایی را می توان به دو نوع یا شکل اسمز مستقیم و معکوس طبقه بندی کرد که از نظر منشاء و عملکرد بسیار متفاوت هستند.

اسمز معکوس برای تصفیه آب چیست؟

اسمز معکوس برای تصفیه آب یک فرآیند معکوس از جمله پدیده های طبیعی است که به طور مصنوعی توسط انسان و طلا تولید می شود تا آب را از کناری با کمترین غلظت عبور دهد. تصفیه آب اسمز معکوس یک فناوری تصفیه آب است که از یک غشای نیمه تراوا برای حذف یون ها، مولکول ها و ذرات ریزتر استفاده می کند. غشای اسمز معکوس مانند غشای سلول ها است و برای حذف یون ها، مولکول ها و ذرات بزرگتر در آب یا انواع دیگر حلال ها عمل می کند. بنابراین، اسمز معکوس برای تصفیه آب یک فرآیند تصفیه آب پیچیده است که مدتی است در کارخانه های صنعتی استفاده می شود. این فناوری تصفیه از یک غشای نیمه تراوا برای حذف یون ها، مولکول ها و ذرات بزرگتر از آب آشامیدنی استفاده می کند. مخلص کلام اینکه برای رسیدن به اسمز معکوس، فشاری برای غلبه بر فشار اسمزی اعمال می شود.

اسمز رو به جلو چیست؟

اسمز مستقیم یک فرآیند طبیعی است که در آن نیازی به اعمال فشار زیاد نیست، بنابراین هزینه انرژی مورد انتظار کمتر از آب دیونیزه شده با ارتوموز است و به دلیل کاربرد آن در تصفیه فاضلاب، نمک زدایی آب و تصفیه آب قابل توجه است.

بر خلاف تصفیه آب اسمز معکوس، اسمز مستقیم بازیابی محصول بالاتری دارد و به فشار هیدرولیک کمتری نیاز دارد.

به عنوان مثال، سیستم‌های اسمز جلویی از گرادیان و فشار اسمزی استفاده می‌کنند تا آب را در یک غشای نیمه تراوا از یک املاح به سومین املاح بسیار غلیظ پخش کند. از طریق این فرآیند، محلول استخراج‌کننده رقیق می‌شود و در نتیجه فشار اسمزی آن کاهش می‌یابد تا با ماده غذایی برابر شود.

پایه اسمز معکوس

به طور کلی، این پایه اولیه آب تصفیه شده با اسمز معکوس است، که یک  فناوری بالغ است  که در حال حاضر با کمترین هزینه انرژی به ازای هر متر مکعب آب نمک زدایی می شود و برای عملکرد آن فقط به  برق نیاز  دارد.

چه پدیده ای در سیستم اسمز رخ می دهد؟

پدیدیه  اسمز  زمانی رخ می دهد دو محلول با غلظت مختلف توسط یک غشاء نیمه تراوا هم جدا می شوند و حلال از مایع با غلظت کمتر به به محلول با غلظت بالاتر از طریق پخش می شود تا غلظت غلظت ها . این پدیده  طور خود به خود و بدون انرژی  رخ می دهد و بنابراین پدیده  انتشار غیرفعال است. به عبارت ، اگر برای مثال دو محلول آب نمک داشته باشیم که یک غشای نیمه تراوا از هم جدا اند اند (یعنی غشایی که فقط اجازه عبور آب را را می می دهد). آب با غلظت کمتر به محلول غلظت بالاتر  بدون نیاز به تامین به لطف پدیده اسمز حرکت می کند. محیط های آبی ممکن است دارای غلظت های متفاوتی از یک یا چند محلول باشند.

اسمز معکوس چگونه با توجه به مواد محیط آب کار می کند؟

هیپوتونیک : به محلولی می شود که در آن املاح در مقایسه با داخل سلول غلظت کمتری دارند.

ایزوتونیک:  محلول متعادلی است که در آن غلظت املاح در محیط خارجی و داخلی برابر است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با اسمز معکوس یا هان اب شیرین کن صنعتی به وب سایت سازآب مراجعه نمایید.