اسمز معکوس (RO) چیست؟ و چه عملکردی دردستگاه های تصفیه آب دارد؟

اسمز معکوس یک تکنولوژی غشایی است که با هدف حذف ذرات جامد محلول و ناخالصی ها از آب مورد استفاده قرار می گیرد. در این سیستم درصد بالایی از ناخالصی ها اجازه عبور از غشا را نخواهند داشت و در نتیجه آب تقریبا خالص از غشا عبور می کند. برای اینکه این فرآیند رخ دهد لازم است فشار آب بیش از فشار اسمزی محلول باشد. این بدان معنی است که با افزایش غلظت ناخالصی های محلول در آب، فشار عملیاتی این سیستمها بالاتر خواهد رفت.

آنچه که در ادامه خواهید خواند :

اسمز معکوس (Reverse Osmosis) یک فرایند فیلتراسیون غشایی است که بطور گسترده برای نمک زدایی و تصفیه آب مورد استفاده قرار میگیرد .در این سیستم از یک غشا نیمه تراوا برای حذف ذرات جامد و ناخالصی ها استفاده میشود . تحت تاثیر فشار، نسبت بالایی از آب (حلال) نسبت به نمکهای محلول یا مولکولهای آلی (املاح) از غشا عبور می کنند و در نتیجه آب تقریبا خالص تولید میشود.

در سیستم اسمز معکوس بیش از ۹۹% یونها، ذرات، مواد معلق، مواد آلی، باکتری ها و ویروسها و به طور کلی کلیه ذرات با جرم ملکولی بالای ۲۰۰ از آب ورودی حذف می شوند. همچنین هر چه بار یونی ذرات محلول در آب خام ورودی به سیستم بالاتر باشد احتمال حذف این ذرات بیشتر خواهد بود. آب تولید شده توسط سیستمهای RO که عموما بیشتر از ۹۵% ناخالصی های آن حذف شده اند permeate و آب دور ریز concentrate نامیده می شود.

یک مثال عملی که موید این موضوع است pH پایین تر آب تولید سیستم RO نسبت به آب خام ورودی است. گازهای محلول در آب ازجمله CO2 به راحتی از آب حذف نمی شوند و به صورت اسید کربنیک در آمده و در آب خروجی محلول خواهند بود. این امر موجب کاهش pH آب تولید شده خواهد شد. البته میزان کاهش متناسب با میزان گازهای محلول در آب خواهد بود.

سیستم اسمز معکوس صنعتی دارای دو بخش اصلی تصفیه و پیش تصفیه است .برای طراحی و ساخت دستگاه آب شیرین کن صنعتی  تجهیزات زیر مورد استفاده قرار می گیرند :

بمنظور کنترل فشار و دبی و سایر پارامتر های موجود در سیستم از تجهیزات کنترلی در دستگاه  RO استفاده می شود که عبارتند از :

امروزه یکی از بزرگترین چالش هایی که بشر با آن روبروست تامین آب شیرین است .کمبود آب شیرین نه تنها در زندگی روزمره بلکه در صنایع مختلف به چشم می خورد .بنابراین تامین آب شیرین توسط سیستم های آب شیرین کن صنعتی بسیار پرکاربرد است و این امکان را فراهم میکند تا بیش از ۹۹ درصد املاح آب حذف شده و آب خروجی آبی با کیفیت مطلوب باشد.

سیستمهای اسمز معکوس دارای کارآیی نسبتا بالایی در تصفیه آبهای لب شور، آبهای سطحی و آب چاه هستند. البته باید توجه داشت که بسته به منبع تامین آب، لازم است پیش تصفیه مناسب انجام پذیرد تا احتمال بروز آسیب به ممبران ها به حداقل برسد.

از جمله صنایعی که در آنها از سیستمهای اسمز معکوس استفاده می شود میتوان به صنایع دارویی، صنایع غذایی و نوشابه سازی، صنایع آرایشی و بهداشتی، صنایع فلزی و صنایع تولید بخار اشاره نمود.از دیگر کاربرد های سیستم اسمز معکوس عبارتند از :

بهره برداری بلند مدت از سیستمهایی که از ممبران برای تصفیه آب استفاده می کنند وابستگی بسیار زیادی به نگهداری و تعمیرات سیستم دارد.این فرایند شامل راه اندازی اولیه، خاموش و روشن کردن دستگاه در زمان بهره برداری از دستگاه می باشد. این موارد باید به نحوی انجام شوند که ازتشکیل فولینگ (fouling) ، رسوب گرفتگی (scaling) و زوال ممبران ها در اثر تماس با مواد اکسنده، همچنین تلسکوپی شدن ممبران ها جلوگیری شود. پر کردن فرمهای بهره برداری روزانه و نرمالایز کردن داده های مربوطه می تواند تاثیر به سزایی در بهره برداری صحیح داشته باشد.

راندمان سیستم اسمز معکوس با توجه به شرایط عملیاتی تعیین می شود. لازم به ذکر است رعایت دقیق دستورالعمل بهره برداری توسط اپراتورهای آموزش دیده از جمله مسائلی است که باید به صورت جدی مورد توجه قرار گیرد.

عدم رعایت قواعد صحیح بهره برداری باعث افزایش قابل توجه هزینه های بهره برداری و کاهش طول عمر سیستم خواهد شد.

هرگونه تغییر در دبی آب تولید، TDS و افت فشار دو سر ممبران ها می تواند دلیل بر وجود مشکل در سیستم اسمز معکوس باشد. تغییر در هر کدام از این پارامتر ها بر روی دیگر پارامتر ها نیز تاثیر دارد. بعنوان مثال در صورتی که  TDS  و دبی آب تولید هم زمان افزایش پیدا کند و افت فشار ثابت باشد نشان گر اکسید شدن ممبران ها است . ممکن است ناشی از وجود کلر آزاد ، اوزون یا دیگر مواد اکسنده در آب خام ورودی باشد در این صورت تنها راه اصلاح عملکرد سیستم اسمز معکوس، تعویض ممبران ها میباشد.

هم چنین زمانی که در سیستم گرفتگی بیولوژیکی اتفاق بیفتد افت فشار به شدت افزایش پیدا می کند. اما TDSتغییر نمی کند و دبی آب تولید به شدت کاهش پیدا می یابد. در این حالت لازم است عملیات  CIP انجام شود .هم چنین بخش پیش تصفیه بطور کامل انجام گیرد .

سیستمهای اسمز معکوس ساخت شرکت صنعت تاسیسات میلاش با استفاده از نرم افزارهای تخصصی ارائه شده توسط شرکت های ارائه کننده ممبران ها و با استفاده از مرغوبترین اقلام ارائه می شوند.مهمترین پارامترهای مورد نیاز برای طراحی مناسب یک سیستم اسمز معکوس ، مشخص بودن منبع آب خام ،وجود آنالیز آب خام ورودی، میزان و کیفیت آب مورد نیاز خواهد بود.

یکی از نرم افزارهای شناخته شده برای طراحی سیستمهای اسمز معکوس نرم افزار WAVE است . این نرم افزار توسط شرکت Dupont برای ممبران های FILMTEC توسعه داده شده است.

باید توجه داشت که برای محافظت از ممبران های سیستم اسمز معکوس از مواد مختلفی نظیر آنتی اسکالانت، سدیم متا بی سولفیت، شوینده ممبران و … استفاده می شود.

قیمت دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس صنعتی با توجه به سایز ، ظرفیت دستگاه و محیط مورد استفاده متفاوت است .برای سفارش سیستمهای اسمز معکوس (RO) می توانید با کارشناسان شرکت صنعت تاسیسات میلاش تماس بگیرید.