اسمز معکوس ، اسمزمعکوس ، دستگاه اسمز معکوس

اسمز معکوس از جمله شیوه‌ هایی است که امروزه به‌ طور گسترده در شیرین سازی آب دریا، جداسازی مواد آلی و سمی از پساب‌ های صنعتی بکار برده می‌شود. اسمز معکوس ( آب شیرین کن ) فرایند فیزیكی است كه می‌توان از محلولی (حلال + ناخالصی) به كمك یك غشاء نیمه‌تراوا، حلال تقریباً خالص تهیه كرد. به‌عنوان مثال به كمك دستگاه اسمز معکوس می‌توان از آب شور، آب آشامیدنی مطلوب تهیه كرد. اسمز معكوس می‌تواند تا 98% مواد معدنی حل‌شده و مواد آلی و كلوئیدی آب را حذف كند. تکنولوژی آب شیرین کن در دهه‌های اخیر با به بازار آمدن انواع جدیدی از غشاها، به‌طور قابل توجهی گسترش یافته است. اسمز معكوس با ظرفیت 10 لیتر در روز الی 40 متر مكعب در دقیقه را می‌توان از بازارهای جهانی تهیه كرد.

اسمز معکوس
شکل (1): دستگاه آب شیرین کن ( اسمز معکوس )

دامنه تغییرات کل جامدات محلول در آب دریاها از 35100 میلی در لیتر در حالت استاندارد تا بیش از 46000 میلی‌گرم در لیتر در خلیج‌ فارس است. به منظور تولید آب قابل استفاده برای مصرف بشر باید بیش از 98.5 درصد از این نمک‌ها خارج شود . تمام فرآیندهای آب شیرین کن شامل دو نوع آب خروجی است، یکی جریان آب شیرین تولیدی که در اصل همان آب تصفیه شده می‌باشد و دیگری جریان پساب غلیظ شده شده با آب‌نمک می‌باشد.

در طی سال‌ های 1950 و اوایل دهه 1960 پدیده اسمز معکوس به‌ عنوان روش علمی برای آب‌ شیرین کن توسعه یافت. پیشرفت‌های اخیر که در زمینه فناوری غشایی صورت گرفته است و نیز میزان کارایی بالای آن به کاربرد وسیع آن منجر شده است به‌ طوری که این روش بیش از 50 درصد ظرفیت آب شیرین کن‌ دنیا را تحت پوشش قرار داده‌اند.

فرایند اسمز معکوس می‌تواند TDS آب خام را تا ۹۹% کاهش دهد. در عمل کاهش TDS تا ۹۵% طبیعی است. همچنین حذف باکتری‌ها، ویروس‌ها و دیگر میکروب‌ها با اسمز معکوس ۱۰۰% است. این فرایند برای تهیه آب آشامیدنی از آب‌هایی که حاوی املاح معدنی زیاد و ناخالصی‌های آلی می‌باشد.

اسمز معکوس
شکل (2): دستگاه آب شیرین کن ( اسمز معکوس )

تئوری آب شیرین کن

پدیده اسمز معکوس زمانی اتفاق می‌ افتد که آب از یک محلول رقیق‌تر حرکت کرده و از غشای نیمه‌ تراوا عبور کند و وارد محلول با غلظت بیشتر شود و آن را رقیق سازد. جریان آب خالص از محلول رقیق‌ تر به محلول غلیظ‌ تر همچنان ادامه یابد تا زمانی که غلظت‌ها به تعادل برسند.

چنان چه فشار بیشتری از فشار اسمزی وارد کنیم جریان معکوس شده و بدین ترتیب جریان آب خالص از طرف محلول با غلظت بیشتر تولید می‌شود.

پدیده اسمز
مرحله (1): اسمز - آب خالص وارد شده و محلول غلیظ‌تر می‌شود
پدیده اسمز
مرحله (2): تعادل اسمز - بدون جزیان
اسمز معکوس
مرحله (3): اسمز معکوس - آب خالص از محلول غلیظ تر وارد محلول رقیق‌تر می‌شود

کارکرد غشا در سیستم اسمز معکوس

غشا به عنوان قلب سیستم Reverse Osmosis و دیواره‌ای است که جداسازی جامدات محلول به وسیله‌ی آن صورت می‌گیرد. در واقع غشاهای مورداستفاده در روش اسمز معکوس از مولکول‌های آلی با زنجیرهای طولانی یا پلیمر ساخته شده است که به آب اجازه عبور می‌دهد.

انواع غشا اسمز معکوس

دو نوع از معمول‌ترین انواع غشاهای Reverse Osmosis آن‌هایی هستند که از استات سلولز و پلیمرهای پلی امید ساخته شده است.

ساختار غشا اسمز معکوس

غشاهای Reverse Osmosis اغلب به صورت ورقه‌های مسطح بود که در بین آنها شبکه جداکننده توری شکلی که وظیفه توزیع بهتر آب و همچنین حمایت غشا در برابر فشار زیاد را نیز دارد، قرار می‌گیرد.

نحوه‌ی کارکرد اسمز معکوس

نحوه‌ی کارکرد اسمز معکوس به این ترتیب می‌باشد که آب ورودی به کمک پمپ به محفظه ‌ها که غشاها در آن قرار دارند منتقل می‌شوند و به دلیل وجود فشار اسمزی قبل از غشاها آب خالص از غشای اسمزمعکوس عبور کرده و نمک‌ها و املاح در پشت غشا تجمع یافته و نهایتاً این شوراب از سیستم خارج می‌شود.

در واقع آب ورودی با فشار از قسمت بیرونی غشاها وارد شده و با از دست دادن املاح وارد لوله مرکزی انتقال آب تصفیه شده می‌شود. شور آب خروجی داری املاح محلول با غلظت بسیار زیاد می‌باشد.

اجزای سیستم اسمز معکوس

یک سیستم اسمز معکوس شامل اجزا اصلی زیر است:

  • واحد پیش تصفیه
  • پمپ فشار بالا
  • مجموعه‌ی غشاها
  • واحد شستشوی خودکار CIP

واحد پیش تصفیه

در این واحد از اسمز معکوس معمولاً از فیلتر شنی و فیلتر کربن به‌ منظور جداسازی ذرات بزرگ‌تر و همچنین برای از بین بردن آلودگی‌های میکروبی برای جلوگیری از رسوب‌گذاری بیولوژیک استفاده می‌شود.

پمپ

پمپ در اسمز معکوس به‌منظور خنثی کردن فشار اسمزی و جبران کردن افت فشار ناشی از وجود غشا و تجهیزات موجود در مسیر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مجموعه غشاها

در واقع کار اصلی تصفیه آب توسط این قسمت انجام می‌شود که شامل پوسته (vessel) و ممبراین هایی از جنس پلی آمید و پلی استر و ... می‌باشد.

واحد شستشوی خودکار CIP

این واحد در مواقعی که از سیستم اسمز معکوس استفاده نمی‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در سیستم‌های اسمز معکوس از دوزینگ پمپ ها نیز استفاده می‌شود که برای افزودن مواد آنتی اسکالانت و همچنین برای تزریق اسید یا باز استفاده می‌شود.

فشار کارکرد سیستم

طبق تعریف، اسمز معکوس باید بر فشار اسمزی محلول غلبه نماید. از آنجا که فشار اسمزی محلول با میزان شوری آن تناسب مستقیم دارد. بنابراین شوری منبع تغذیه به‌ عنوان فاکتور اولیه در تعیین فشار کارکرد سیستم اسمز معکوس به کار می‌رود.

فشار کارکرد سیستم علاوه بر میزان شوری آب تغذیه کننده به دمای آب کیفیت آب تولید شده و مشخصات غشا نیز بستگی دارد. اغلب واحدهای آب لب‌شور در محدوده‌ی 14تا 27 بار کار می‌کند درحالی‌که واحدهای آب دریا معمولاً در فشار 54 تا 80 بار کار می‌کنند.

مشکلات موجود در بهره‌ برداری

گرفتگی و رسوب کلوئیدی : عمده‌ترین مشکل آب تغذیه کننده ناشی از حضور جامدات معلق است. این جامدات بر اساس اندازه و قابلیت ته‌ نشین شدن آنها به دو دسته جامدات کلوئیدی و غیر کلوئیدی دسته‌بندی می‌شوند. این جامدات به‌ راحتی ته‌نشین نمی‌شود.

گرفتگی بیولوژیکی : یکی از مهم‌ترین و مشکل‌ترین مسائل بهره‌برداری که باید در سیستم‌های اسمز معکوس پیش بینی شوند، رشد میکروب‌ها به گرفتگی بیولوژیکی منسوب است.

رسوب‌ گذاری : از آنجا که غشای اسمز معکوس مانع عبور نمک‌ها می‌شود؛ غلظت نمک در طرفی از غشا که منبع تغذیه فرار دارد افزایش می‌یابد و درنتیجه رسوب بعضی از نمک‌ها از حد قابلیت انحلال آن‌ها می‌شود.

گرفتگی اسیدی : ترکیبات آهن منگنز و سولفور اکسید شده و در صورت حضور اکسیژن در PH های بالا به صورت غیر محلول و به شکل ماده‌ی ژلاتینی درمی‌ آیند در غشا رسوب می‌کنند.

جمع بندی

با توجه به کمبود آب امروزه بسیاری از کشورها به دنبال یافتن روش‌های نوین تصفیه آب هستند که روش اسمز معکوس یکی از روش‌های پیشنهادی می‌باشد چرا که به کمک روش آب شیرین کن ما قادر به تبدیل 35 درصد آب شور (دریا) به آب شیرین می‌باشیم و همچنین قادر به تبدیل 85 درصد آب لب‌شور به آب شیرین هستیم.

روش اسمز معکوس با توجه به مزیت‌هایی که نسبت به سایر روش‌ها دارد امروزه به شکل گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جدول ذیل میزان حذف عناصر موجود در آب را توسط ممبرین‌های TFC نشان می‌دهد. ممبرین های TFC Thin Film Composite بهترین نوع ممبرین هستند كه در دستگاه‌ تصفیه آب آكواجوی استفاده می‌شوند.

اسمز معکوس
شکل (3): حذف عناصر موجود در آب توسط ممبرین های TFC موجود در دستگاه اسمز معکوس

6 نکته مهم کلیدی در نگهداری دستگاه اسمز معکوس

  1. آب ورودی به ممبران ها عاری از کلر باشد، وجود مقادیر اندک کلر نیز باعث تخریب غشأی پلی آمیدی اسمز معکوس می شود و می بایست به این نکته دقت نمود . درصورت وجود کلر در آب می توان از مواد شیمیایی احیا کننده جهت خنثی نمودن اثر مخرب آن استفاده نمود.
  2. فیلتر های کارتریج به کار رفته در ورودی آب دستگاه آب شیرین کن می بایست بصورت فصلی تعویض گردد و گرنه باعث بروز مشکلاتی در غشا و راندمان شیرین سازی آب خواهد گذاشت.
  3. عملیات شستشو در محل یا CPI و ( Cleaning in place ) در صورت استفاده مداوم از دستگاه بصورت دوره های 6 ماهه صورت پذیرد و یا در مواقعی که می خواهیم اسمز معکوس را به مدت چند هفته یا چند ماه خاموش نماییم حتمأ قبل از خاموش نمودن می بایست ابتدا عملیات شستشو را انجام داد.
  4. انتخاب پاک کننده های شیمیایی مناسب با توجه به ماهیت یکی دیگر از نکات مهم و تأثیر گذار است. در انتخاب پاک کننده های مناسب می توانید به بخش مقالات تخصصی شیمیایی مراجعه نمایید.
  5. محل تزریق بازدارنده ( محصول اینهیبیتور ) می بایست قبل از محل تزریق اسید (معمولآ اسید سولفوریک ) باشد.
  6. استفاده از لامپ های uv در بالا دست آب شیرین کن توصیه می شود.

مزایای استفاده از اسمز معکوس ساخت شرکت زادآب

  • امکان کار مداوم اسمز معکوس بدون نیاز به توقف‌ های ادواری
  • راهبری آسان و کاهش هزینه های تعمیرات و نگه‌داری دستگاه آب شیرین کن
  • تهیه آب جهت مصارف آشامیدنی، دارویی، کشاورزی و ...
  • مجهز به پمپ CIP جهت شستشوی خودکار ممبران ‌ها
  • محاسبات دقیق مربوط به دستگاه اسمز معکوس با استفاده از نرم افزارهای مرتبط (Rosa 7.3 و ...)
  • سرعت و دقت بالا در ساخت، نصب و تحویل دستگاه در محل
  • دارای شش ماه گارانتی طلایی و ده سال خدمات پس از فروش
  • ارائه دفترچه راهنما جهت نگه داری آسان از سیستم

نوشتن دیدگاه

نظر شما بعد از بازبینی کارشناسان ثبت خواهد شد.


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

محصولات ویژه

  • چربی گیر +

    چربی گیر قبل از آنکه سیستم و یا دستگاهی جهت جداسازی روغن از آب یا پساب انتخاب شود لازم است تا نوع پساب روغنی که باید مورد تصفیه قرار گیرد مشخص شود. در این قسمت کلمه‌ی روغن در شکل کلی اطلاعات بیشتر
  • اسمز معکوس +

    اسمز معکوس از جمله شیوه‌ هایی است که امروزه به‌ طور گسترده در شیرین سازی آب دریا، جداسازی مواد آلی و سمی از پساب‌ های صنعتی بکار برده می‌شود. اسمز معکوس ( آب شیرین کن ) فرایند فیزیكی است كه می‌توان از اطلاعات بیشتر
  • دیریتور +

    دیریتور آب حلال بسیار خوبی برای گازهای اکسیژن O2 و دی‌اکسید کربن CO2، ازت و سایر گازهای آزاد می‌باشد. هر چه درجه حرارت آب پایین‌تر و یا آب ساکن تر باشد پتانسیل تمرکز گازها در آن بیشتر خواهد بود و اطلاعات بیشتر
  • سختی گیر +

    سختی گیر منبعی است که درون آن سیلیس و رزین های تبادل یونی قرار دارد. مانند ( سختی آب ) شکل زیر لوله کشی سختی گیر شامل مسیر ورودی، مسیر خروجی، مسیر آب نمک، مسیر تخلیه شستشو و مسیر احیا و بک اطلاعات بیشتر
  • منبع کویل دار +

    منبع کویل دار متداول ترین و بهینه‌ ترین روش برای تولید آبگرم بهداشتی مصرفی و ذخیره آن می‌باشد. در مخزن کویل دار آب داغ یا بخار تهیه شده توسط دیگ، داخل یك کویل حرارتی كه معمولا از چند شاخه لوله اطلاعات بیشتر
  • هیدروسیکلون +

    هیدروسیکلون که با نام سیکلون نیز شناخته می‌شود، دستگاهی برای جداسازی مواد جامد از مایع می‌باشد. دستگاه ماسه‌گیری ابزار ساده و موثری برای گرفتن مواد دانه‌ای و جامدات ساینده از آب می‌باشد. از دستگاه هیدروسیکلون به منظور جداسازی و حذف اطلاعات بیشتر
  • آشغالگیر +

    آشغالگیری یکی از فرآیندهای تصفیه فیزیکی می‌باشد که در اکثر تصفیه‌خانه‌ها و در ابتدای فرآیند تصفیه وجود دارد. در این مرحله عمل حذف و جداسازی مواد جامد و شناور با قطرهایی بیش از ۵.٠ سانتی متر صورت می‌پذیرد که باعث کاهش اطلاعات بیشتر
  • فیلتر پرس +

    فيلتر پرس جهت جداسازي ذرات جامد از مايع در محلول‌هاي سوسپانسيون در فرآيندهاي مختلف صنعتي بکار مي‌رود. اجزای اصلی دستگاه فیلتر پرس عبارتند از: شاسی دستگاه، جک و سیستم هیدرولیک، صفحات فیلتر (از جنس پلی پروپیلن) که با پارچه‌ های اطلاعات بیشتر
  • آنتی اسکالانت +

    آنتی اسکالانت مهمترین ماده شیمیایی است که معمولاً در سیستم‌های اسمز معکوس تزریق می‌گردد. با گذشت زمان به دلیل وجود نمک‌های محلول در آب ورودی به سیستم اسمز معکوس ، محل‌های عبور آب از غشا دچار گرفتگی شده و به اصطلاح اطلاعات بیشتر
  • اسید دیسکلر +

    در سیستم‌هایی كه تبادل حرارت انجام می‌گیرد، معمولا‍ً از آب بعنوان عامل عمده استفاده می‌شود. استفاده از آب كه دارای املاح محلول می‌باشد موجب ایجاد رسوب در سطوح تبادل حرارت گردیده و راندمان دستگاه را به شدت كاهش می‌دهد. به اطلاعات بیشتر
  • 1
  • 2