اسمز معکوس | فرایند RO چیست و چه کاربردی دارد؟

اسمزمعکوس

اسمز معکوس ( RO یا REVERSE OSMOSIS) یک فرایند شگفت انگیز فیزیکی است که از آن می‌ توان برای شیرین کردن آب استفاده کرد.در این مقاله درباره ی مفاهیم پایه و دلیل انتخاب این سیستم تصفیه صحبت میکنیم. تا  پایان این مقاله، شما خواننده گرامی می توانید درک بهتری از این روش تصفیه آب داشته باشید.

زمانی که سختی آب بالاتر از حد معمول است یا آب خروجی نیاز به استاندارد های بالاتری دارد راه حل روش RO است. آب در روزگار کنونی یکی از دغدغه های بشریت است و به دلیل کمبود منابع آب با کیفیت در کره زمین بشریت هر روز به دنبال راه های کارامد تر و به صرفه تر برای تامین آب مورد نیاز خود می‌باشد. حال این نیاز یک مصرف خوراکی است یا مصرف صنعتی در بسیاری از مواقع با توجه به حجم مصرفی و کیفیت آب، اسمز معکوس و فیلتر ممبران بهترین انتخاب است.

اسمز چیست؟

فرایند Osmosis یا اسمز نامی است که برای نفوذ خود به خودی یک مایع مانند آب از یک غشا گذاشته شده. به طور خاص تر این فرایند شامل حرکت آب تمیز و با درصد خلوص بالاتر به سمت منبع آبی که از لحاظ املاح وضعیت ضعیف تری دارد و به اضطلاح غلظت بالاتری دارد میشود. در این فرایند آب بدون نیاز به انرژی جریان می‌یابد؛ این همان پدیده‌ای است که باعث می‌شود آب در ساقه‌ی گل ها یا تنه‌ی درختان جریان پیدا کند.

محور مرکزی تکنولوژی مورد استفاده در در تجهیزات آب شیرین کن، فرایند اسمز معکوس و فیلتر ممبران می باشد. قبل از توضیحات فنی تر و بیشتر باید تعریفی از اسمز داشته باشیم. اسمز یا Osmos یک فرایند طبیعی است و در ذات با قوانین و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد ارتباط مستقیم دارد.

اسمز

 

اسمز معکوس چیست؟

همانطور که از اسمش پیداست، دقیقا برعکس فرایند اسمز کار می‌کند، یعنی در آن آب شورتر توسط فشار خارجی ایجاد شده به سمت آبی که دارای غلظت کمتری است حرکت می‌کند.
در روش Reverse Osmosis با اعمال فشار و قراردهی یک سد نیمه تراوا  اجازه ورود به برخی از ذرات مثل باکتری ها و دیگر املاح موجود در آب داده نشده، فقط مولکول آب توان نفوذ به این غشا را دارد. همانطور که متوجه شدید، فرایند Reverse Osmosis برخلاف اسمز طبیعی نیازمند مصرف انرژی (از طریق پمپ فشار قوی) است.

 

ویدیو بالا کاملا بیانگر نحوه‌ی کارکرد فرایند است.

اسمز معکوس

 

در دستگاه اسمز معکوس دقیقا چه اتفاقی می افتد؟

در دستگاه آب شیرین کن با به کار گیری یک پمپ، فشار مورد نیاز در سمت محلول غلیظ ایجاد شده و آب از سمت محلول غلیظ با عبور از غشایی که آماده تصفیه املاح اضافی آب است به سمت محلول با غلظت کمتر حرکت می کند.

دستگاه آب شیرین کن با استفاده از فرایند Reverse Osmosis، حدود 95 تا 99.5 درصد نمک ها و املاح موجود در آب را حذف میکند. این که مقدار فشار تولیدی پمپ تعبیه شده چقدر باشد کاملا به کیفیت آب ورودی وابسته است، طبیعتا هرچقدر املاح آب بیشتر باشد و به اصطلاح غلظت آب بیش تر باشد، فشار بیش تری برای ایجاد این جریان و عبور آب از غشای نیمه تراوای فیلتر ممبران نیاز است. به هر حال برای مقابله با هر فرایند طبیعی نیاز به مصرف انرژی است.

آب حاصل از فرایند تصفیه، آب تراوش شده یا محصول نامیده می‌ شود و به آبی که در پشت فیلتر باقی می‌ماند، آب پساب یا غلیظ شده گفته می‌ شود.

فیلتر اسمز معکوس
بعد از عبور آب تحت فشار از غشای فیلتر ممبران دستگاه اسمز معکوس دو جریان آب خروجی خواهیم داشت. یک جریان آب تصفیه شده بدون آلاینده با درصد خلوص بین ۹۵ تا ۹۹.۵ درصد ( بسته به کیفیت فیلتر ممبران شما ) و یک جریان آب آلوده ای که حالا غلظت بیشتری نیز پیدا کرده و درصد املاح موجود در آن افزایش داشته است. بعضا جریان آب غلیظ به عنوان پساب دستگاه آب شیرین کن و فرایند فیلتر RO دور ریخته می شود. اما در برخی از سیستم های Reverse Osmosis آب خروجی با غلظت بالا دوباره به آب ورودی اضافه می‌شود. و حتی در بسیاری از صنایع، از یک سیستم تصفیه با کمک فرایند RO جهت تصفیه پساب تولیدی کارخانه استفاده میشود.

لازم بذکر است که در تصفیه آب به روش فیلتر RO از سیستم فیلتراسیون عرضی استفاده می‌ شود. در این نوع فیلتراسیون، برخلاف فیلتراسیون معمولی، آلودگی‌ ها روی سطح فیلتر جمع نمی‌ شوند. با این سیستم تصفیه، جریان ورودی به دو قسمت تقسیم می‌ شود؛ آب خالص که همان آبی است که از فیلتر ممبران عبور کرده و تصفیه شده است و آب پساب حاوی املاح است و از سطح فیلتر ممبران عبور نکرده است و از سیستم تصفیه خارج می‌ شود. مزیت این روش در این است که آلودگی‌ های آب روی سطح فیلتر باقی نمی‌ ماند و برای مدت طولانی م توان از این فیلتر در تصفیه آب استفاده کرد.

اسمز معکوس یا سختی گیر رزینی؟

حال سوال این است که بین این دو روش، انتخاب مناسب چیست؟

Reverse Osmosis وکاتیونی هر دو از سیستم های گرفتن سختی و تصفیه آب هستند.

آب شیرین کن ها وظیفه حذف چه آلاینده هایی از آب را به عهده دارند؟ آب شیرین کن  قادر به حذف 99% نمک ها، املاح، مواد آلی، ذرات کلوئیدی، باکتری ها،رسوب و کلیه جامدات محلول در آب یا Total dissolved solids می باشد.

ro applications

در سختی گیر رزینی اما یک بستر از رزین کاتیونی وجود دارد و وقتی که آب سخت از آن عبور میکند با فرایند تبادل یون، املاح سختی را با یون های سدیم ذخیره شده در دانه های رزین کاتیونی تعویض کرده و رسوب گذاری آب را به شدت کم میکند.

رزین باعث می شود املاح کلسیم آب جای خود را به سدیم بدهد و این شاید برای افرادی که دارای فشار خون بالا هستند یا حساسیت های سدیمی دارند مناسب نباشد، اما می توان فیلتر را با یک فیلتر پتاسیمی جایگزین کرد تا این مشکل حل شود. در مقایسه با روش های دیگر سختی گیری، رزین سختی گیر هزینه کمتری دارد و طول عمر نسبتا بالایی نیز دارد.

مزیت انتخاب اسمز معکوس

انتخاب بین روش اسمز معکوس و سختی گیر رزینی بیش از هرچیزی به آب ورودی و کاربرد آب خروجی دارد. اگر تنها هدف حذف سختی آب و حفظ سلامت تاسیسات است خب سختی گیر رزینی انتخاب اقتصادی تر و به صرفه تری است. اما در اینکه روش RO آب به مراتب با کیفیت تر و با سختی کمتری تحویل شما میدهد هم شکی نیست.

دلایل زیادی برای در نظر گرفتن این فرایند در خالص سازی آب وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره می‌ کنیم:

  • مزه آب را بهتر می‌ کند

در فرایند تصفیه املاح و آلودگی‌ هایی که طعم و بوی آب را بد می‌ کند، از آن جدا می‌ شود. به این ترتیب مزه، بو و ظاهر آب بهتر می‌ گردد.

  • نگهداری فیلتر ممبران ساده است

تقریبا اکثر اجزای بکار رفته در سیستم فیلتر معکوس ثابت هستند و نیاز به تعویض ندارند. این امر موجب شده تا پاکسازی و سرویس این سیستم راحت باشد.

  • در هزینه ها صرفه جویی می‌ شود

با خرید یک دستگاه تصفیه آب خانگی، دیگر نیازی به خرید بطری‌ های آب معدنی ندارید. همچنین، آب حاصل از پالایش فیلتر کیفیتی بهتر از آب درون بطری‌ های آب معدنی دارد.

  • ناخالصی‌ های آب حذف می‌ شوند

آلاینده‌ هایی نظیر آفت کش‌ ها، آرسنیک، نیترات‌ ها و… در این فرایند حذف می‌ شوند.

 

ایجاد رسوب در فیلتر اسمز معکوس

معمولا توصیه می شود که قبل از سیستم RO از یک سختی گیر رزینی استفاده شود تا از رسوب گیری غشای فیلتر ممبران جلوگیری شود. اگر از هر دو دستگاه استفاده کنید نه تنها نتیجه ی بهتری خواهید گرفت، بلکه طول عمر دستگاه خود را نیز افزایش میدهید، املاح درون آب سخت قابلیت رسوب شدن دارند برای همین بسیار مشکل ساز هستند، وقتی که آب سخت اول از فیلتر رزینی رد شود و بعد وارد دستگاه می شود دیگر روی غشای فیلتر رسوب نمیکند و به آن آسیب نمی رساند.

آیا در فرایند اسمز معکوس املاح مفید آب از بین می‌ رود؟

با خواندن مطالب بالا شاید تصور کنید که این فرایند باعث از بین رفتن املاح قلیایی آب که برای سلامتی بدن مفید هستند، می‌ شود. تصور شما تقریبا درست است. زیرا فرایند تصفیه قابلیت حذف تمام ناخالصی‌ های آب از جمله املاح قلیایی  و مفید بدن را دارد. اما در دستگاه‌ های تصفیه آب این مشکل برطرف شده است. در واقع، در این دستگاه‌ ها فیلترهای مخصوصی وجود دارد که کلیه املاح مفید را بعد از فیلتراسیون آب، مجددا به آن بر می‌ گرداند. بنابراین، اینکه فرایند اسمز کلیه املاح آب را از بین می‌ برد، صحیح است. اما در تصفیه خانگی به روش RO، یک فیلتر مواد معدنی وجود دارد که این مشکل را حل کرده و جای هیچ نگرانی نیست.

کاربرد اسمز معکوس صنعتی در صنایع غذایی

امروزه همه شما در جریان هستید که آب بسیار کمیاب و با ارزش می باشد و خیلی از مشاغل و صنایع دنیا نیز به آبی که عاری از هر نوع آلودگی و خالص باشد، نیاز مبرمی دارند. یکی از صنایعی که به شدت مقدار آب زیادی را مورد استفاده خود قرار می دهد، صنایع غذایی می باشد، بنابراین خود نیز تبدیل به استفاده مجدد از آب و صنعت تصفیه فاضلاب شده است. به همین جهت، اسمز معکوس صنعتی یکی از کاربردی ترین سیستم های تصفیه و پردازش آب می باشد و همچنین به مشاغل زیادی هم کمک شایانی نموده است. در صنایع غذایی نیز به کرات این سیستم صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است.با کمک این سیستم میتوان آب را از هر نوع آلودگی، عاری ساخت و به منظور کیفیت بهتر و بالاتر صنایع غذایی مورد استفاده قرار داد.

کاربرد اسمز معکوس در صنایع غذایی

تغلیظ مواد غذایی

فرآیند های مختلفی در صنعت مواد غذایی در جریان است از جمله فرآیند تغلیظ و افزایش غلظت مواد غذایی . برای مثال در نوشیدنی ها و آبمیوه ها گاهی لازم است تا میزان غلظت افزایش یابد در این صورت یکی از مقرون به صرفه ترین روش ها استفاده از روش اسمز معکوس است. کاربرد روش RO در این فرآیند به مراتب بیشتر از فرآیند های حرارتی است. از 40 سال قبل، افزایش غلظت آبمیوه ها و نوشیدنی ها همواره با استفاده از فرآیند های حرارتی بوده است اما با پیشرفت تکنولوژی و روی کار آمدن سیستم های ممبران  و مزیت های آن استفاده از فرایند های حرارتی برای تغلیظ مواد غذایی منسوخ شد چراکه عملکرد اسمز معکوس در دماهای پایین است و این مزیت به حفظ مواد حساس به دما در آبمیوه ها کمک می کند.

کاربرد های مهم آب با کیفیت در صنایع غذایی

نظافت و تمیز کردن محیط کارخانه و تجهیزات مورد استفاده
از آنجایی که فرایند تولید غذا در صنایع غذایی به ایمنی و سلامتی جامعه کمک می کند، وسایل، تجهیزات و ماشین آلات بخش تهیه و تولید غذا باید با آب خالص و تصفیه شده بهداشتی به طور منظم مورد بررسی و نظافت قرار گیرند تا از هرگونه آلودگی و میکروب، تمیز گشته و به بازدهی بهتر تولید، کمک بسیاری نماید.

پاک سازی مواد غذایی از هر نوع آلودگی
فرآوری مواد غذایی از منابع متفاوتی گردآوری می گردد و حیاتی ترین اصل، پاک سازی و زدودن آلودگی می باشد. بدین صورت فیلتر های صنعتی نقش کلیدی و به سزایی در ایمن سازی صنعت غذا دارد.

کاربرد یخ در صنایع غذایی
از دیگر عناصر اصلی صنایع غذایی، مولفه یخ می باشد. از این رو استفاده از این عنصر در تمامی ارگان ها و سازمان ها باید بر اساس رعایت استاندارد ایمنی منابع آب صورت پذیرد.

راهنمای خرید دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس خانگی

در زمان خرید  دستگاه تصفیه آب خانگی بهتر است نکات زیر را مورد توجه قرار دهید:

  1. امروزه دستگاه‌ های تصفیه آب خانگی با برندهای مختلفی در بازار عرضه می‌ شود. بنابراین برای خرید دستگاه تصفیه آب خانگی حتما از برندهای معتبر، با سابقه و استاندارد انتخاب کنید. اما اگر قصد خرید برند نه چندان معروفی را دارید، قبل از خرید، از یک فرد باتجربه و ماهر در این زمینه راهنمایی بخواهید.
  2. از آنجایی که دستگاه تصفیه آب خانگی دائما در حال استفاده است، قطعا ممکن است با مشکل روبرو شود. بنابراین دستگاه را از فروشگاه‌ های معتبر خریداری کنید. این فروشگاه‌ ها اجناس خود را ضمانت می‌ کنند.
  3. در زمان خرید خدمات پس از فروش آن را درنظر داشته باشید و اینکه آیا قطعات مصرفی دستگاه شما به راحتی در بازار یافت می‌ شود.
  4. دستگاه تصفیه آب را با توجه به میزان مصرف و حجم آب مورد نیازتان خریداری کنید. زمانیکه حجم کاری دستگاه زیاد باشد، فشار بیشتری به آن وارد می‌ شود که موجب استهلاک و تخریب آن می‌گردد.

در انتها باید به این نکته اشاره کنیم که در دنیای مدرن امروزی روش های بی شماری در خصوص تصفیه آب وجود دارد که هر کدام برای ماندگاری در صدر جدول، تبلیغات بسیاری برای نیل به این هدف انجام داده و تلاش بر کسب اعتبار در این اقیانوس رقابتی را دارد.

ایران کنفتک
واردکننده ی مرغوب ترین رزین تبادل یونی ( کنفتک کانادا )

 

انواع رزین تبادل یونی (کاتیونی – آنیونی – میکس بد )

 

تلفن تماس 02191035817 – 09030231317

 

evoqua

این مطلب برای شما مفید بود؟

میانگین امتیاز 5 / 5. تعداد امتیاز 15

رای خود را ثبت کنید!

متاسفیم که این مقاله برای شما خیلی مفید نبود

لطفا علت را با ما در میان بگذارید

ایران کنفتک
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.