پمپ و دوزینگ پمپ

اسمزمعكوس (Reverso Osmosis) چيست؟

اسمز معكوس (Reverse Osmosis)، يا به طور اختصار RO، يك تكنولوژي است كه تقريبا در هر صنعتي كه احتياج به تفكيك مواد حل شده از حلال باشد (معمولا حلال آب است) عموميت پيدا كرده است. متداولترين مورد استفاده RO در تهيه آب خاص است. در صنعت، جهت تهيه آب DM و تصفيه فاضلاب بهداشتي استفاده زيادي از RO مي شود. فرآيند RO در تهيه آب آشاميدني از طريق نمك زدايي آب دريا و حتي بهبود مزه ي آب از طريق حذف آلودگي هاي مضر، مورد استفاده قرار مي گيرد.
مواد محلول، شامل انواع نمك ها، مواد آلي مانند شكر يا روغن هاي محلول در آب مي شوند. ماده حل شده (كه دراري غلظت كمتر) به دليل نيروي جاذبه مولكولي كه توسط حلال (كه داراي غلظت بيشتري است) اعمال مي شود، به صورت محلول باقي مي ماند. در منابع آب شهر، بالاترين غلظت مواد حل شده مربوط به انواع نمك ها است.
اسمز معكوس، يكي از روش هاي اساسي تصفيه آب است كه در ساخت نيمه هادي ها، تجهيزات پزشكي و صنايع دارويي مورد استفاده قرار مي گيرد. همچنين آب خالص تهيه شده با استفاده از اين روش در عمل دياليز و نيروگاه ها مورد استفاده قرار مي گيرد. اين تكنولوژي نيز در تصفيه فاضلاب و حتي تغليظ محلول هاي نمكي در صنايع غذايي كاربرد دارد.
استفاده از RO در مصارف خانگي (حتي در آشپزخانه و سرويس هاي بهداشتي) عموميت پيدا كرده است و به همين دليل به يك عبارت خانگي تبديل شده است. در اين كاربرد و بسياري از كاربردهاي ديگر، در سيستم RO از فيلترهايي كه داراي منافذ بي نهايت ريز هستند استفاده مي شود. بايد باور كرد كه قطر اين منافذ از µm 0.001 كوچكتر است (قطر موي سر انسان بيش از 30 است). اين فيلترها RO را قادر به تفكيك جامدات معلق، ذرات بسيار ريز و ذرات Endotoxin (ذرات بسيار ريز كه با صنايع داروسازي مرتبط هستند) مي سازد.
موفقيت تكنولوژي سيستم اسمز معكوس، مرهون دلايل اقتصادي و سادگي بهره برداري از آن است. هزينه خريد اين سيستم در مقايسه با ساير تكنولوژي هاي تصفيه آب، نسبتا گران است. اسمز معكوس، نه مانند سيستم تقطير احتياج به تغيير فاز شديد انرژي دارد و نه ماند بسترهاي تعويض يوني احتياج به حجم زياد اسيد و سود (جهت احياي بسترهاي تعويض يوني) دارد.
در فرآيند RO، از يك پمپ و يك غشاي نيمه تراوا استفاده مي شود. پمپ، نيروي رانش را مهيا مي كند. غشاي نيمه تراوا بين آب و ماده حل شده، تمايل دارد كه آب را از خود عبور دهد، بنابراين، اكثر ماده حل شده در پشت غشا باقي مي ماند و اين كار موجب تغليظ جريان در پشت غشا مي شود.
همچنين غشاي RO قادر به حذف ذرات معلقي است كه به هيچ نحو قابل عبور از غشا نيستند. مگر اينكه آسيب مكانيكي به غشا وارد شود. (غشا پاره شود)
اسمز معكوس نيز يك فرآيند جداسازي است. در اين فرآيند، جريان آب خوراك به دو جريان آب محصول و جريان آب تغليظ شده تقسيم مي شود. اين روش با عمل فيلتر كردن آب كه در آن، كل آب خوراك از فيلتر عبور كرده و ذرات معلق در پشت فيلتر باقي مي مانند، مقايسه مي شود.
اسمز معكوس فرآيندي است كه در آن از فشار براي معكوس نمودن جريان اسمزي آب از درون يك غشاي نيمه‌تراوا استفاده مي‌شود. اگر يك غشاي نيمه‌تراوا بين دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گيرد آب بطور طبيعي و تحت خاصيت اسمزي از غلظت بالاتر به غلظت پائين‌تر جريان مي‌يابد. اين پديده تا زماني كه پتانسيل‌هاي شيميايي دو طرف برابر گردند ادامه خواهد يافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بين دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزي است. اگر فشاري برابر با اختلاف فشار اسمزي به محلول (Solution) غليظ‌تر اعمال گردد جريان آب قطع خواهد شد. در صورتي كه فشار اعمال شده بيشتر از فشار اسمزي (Osmotic pressure) باشد جهت جريان طبيعي آب معكوس خواهد گرديد.
غشاهاي جديد در يك فشار خاص، نمك بيشتري را دفع و آب بيشتري را از خود عبور مي دهند و نهايتا بازدهي انرژي، افزايش مي يابد. همچنين آنها بادوامند و قادر به دريافت آب خوراك و محلول هاي شيميايي قوي هستند.
نتيجه اين پيشرفت ها، موجب رشد مستمر تكنولوژي RO در كاربردهاي جديد شده است. براي پيشرفت صنايع RO و پذيرش آن، نياز به افرادي است كه از ابعاد مختلف با جزئيات اسمز معكوس، آشنايي داشته باشند.

اين فرآيند در واقع عكس فرآيند اسمز طبيعي است كه عبارتست از حركت طبيعي حلال (Solvent) از يك منطقه داراي غلظت پايين از طريق غشاء و ورود به منطقه داراي غلظت بالا بدون استفاده از فشار زياد. غشاء در اينجا نيمه تراواست بدين معنا كه اجازه عبور حلال را ميدهد اما نه از ماده حل شده.
اين روش قادر به حذف مواد آلي غير محلول، مواد آلي محلول، ويروس، باكتري و ذرات مي باشد و به عنوان پيشرفته ترين و كم هزينه ترين روش شناخته شده است. آب خام ورودي به غشا RO بايستي عاري از ذرات معلق، ميكروارگانيسم و كلر آزاد باشد كه به همين دليل در تمامي دستگاههاي RO. سيستم پيش تصفيه تعبيه مي گردد. معمولاً تجهيزات مورد استفاده جهت پيش تصفيه آب سيستمهاي RO معمولاً شامل موارد زير مي باشند: فيلتر شني و كربن اكتيو، سختي گيري، ضد عفوني با اشعهUV، تزريق كلر و مواد شيميايي نظير سديم متا بي سولفيت، آنتي اسكالانت، اسيد و در مرحله آخر ميكروفيلتر يا قيلترهاي كارتريج در ورودي آب به ممبرانهاي RO.

اجزا اصلي دستگاه اسمز معكوس:

- پيش تصفيه (Pre treatment) كه بسته به كيفيت آب ورودي قابل طراحي است.

- ممبران (Membrane) كه نوع آن بر حسب كيفيت ورودي و در خواستي آب انتخاب مي شود.

- پوسته هاي تحت فشار (Pressure Vessel) كه داراي تحمل فشار مطابق با نياز و سايز ممبران ها مي باشد.

- ميكرو فيلتر (Micro filter) كه جهت حذف ذرات معلق احتمالي باقي مانده تعبيه شده است.

- ماده ضد رسوب (Anti scalant) كه موجب محافظت بيشتر از ممبران مي شود.

- پمپ فشار قوي (High Pressure Pump) كه به منظور غلبه بر فشار اسمزي تعبيه ميگردد.

ابزار دقيق (Instrumentation) شامل جريان سنج، فشار سنج، دما سنج، pHسنج، هدايت سنج و ..

كاربرد رايج اسمز معكوس:

- نمك زدايي از آب شور دريا و تبديل آن به آب قابل شرب

- استفاده در همودياليز واحد هاي پزشكي

- تامين آب مورد مصرف براي ديگ هاي بخار

- تامين آب مورد مصرف جهت شستشوي قطعات حساس الكترونيكي و توليد انرژي الكتريكي

- تامين آب مورد مصرف در صنايع پلي مري، داروسازي، صنايع غذايي، آب مقطر سازي