فرایند اسمز معکوس در سیستم تصفیه آب عملیاتی است که طی آن فشار آب باعث بر عکس شدن جریان اسمزی آب می شود. این فرایند در عملیات تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد.سیستم اسمز معکوس طی سال های اخیر پیشرفت بسیار زیادی نسبت به گذشته داشته. در زمانهای نه چندان دور از این سیستم در طول ساعتها، تنها چند قطره آب از دستگاه تصفیه آب خارج می شد اما امروزه در صنایع مختلف مقادیری بالغ بر 7 میلیون گالن آب به صورت روزانه از دستگاه خارج می شود که با توجه به جدیت موضوع تصفیه آب و درخواست های بسیار زیاد جوامع برای استفاده از سیستمهای تصفیه، این روش روز به روز از جایگاه ویژه تری برخوردار می گردد.
تاریخچه اسمز معکوساولین بار فرایند اسمز معکوس در دانشگاه فلوریدا و در بحث تصفیه آب، هنگامی که خاصیت نمک زدایی ممبران استات سلولز در حال معرفی بود، آغاز شد.دو متخصص به نام لوپ و سوریرجان برای اولین بار توسط ممبران استات سلولز نامتقارن، فرایند اسمز معکوس را تجربه نمودند و به مرور با پیشرفت مطالعات بسترهای مناسب و جدیدتری از سیستم اسمز معکوس به دست آمد که باعث ایجاد تحولات زیادی در سیستم های تصفیه آب مبتنی بر اسمز معکوس گردید.این تحقیقات که در گذشته بیشتر در آمریکا انجام می شد باعث تولید و عرضه اولین نسل از ممبرین های پلی آمیدی ترکیبی شد. اینن نوع از ممبران ها در مقایسه با ممبران های سلولزیک، از خاصیت نمک زدایی بالاتری بهره مند بودند.
نیمه تراوادر دستگاه تصفیه آب، غشای نیمه تراوا به ممبرانی گفته می شود که به صورت انتخابی به برخی از ترکیبات اجازه عبور داده و سایر ترکیبات اضافی از دستگاه خارج می گردد.نیمه تراوا به ممبرینی در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس گفته می شود که به طور انتخابی به ترکیبات خاصی اجازه عبور می دهد در حالی که مابقی مواد خارج می شود.بیشتر مواد از ممبرین میگذرند ولی با سرعتهای مختلف.
دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس، محلول را با سرعت نسبت به ذرات نامحلول از ممبرین ها عبور می دهد، خالص تولید شده، گاهی اوقات عدم آبیاری باعث غلیظ شدن نمک می گردد.اسمز در دستگاه تصفیه آب یک فرآیند طبیعی است که شامل عبور یک محلول غیلظ از میان ممبرین نیمه تراوا است. مخزن آب خالص را با ممبرین نیمه تراوا که به دو بخش تقسیم گردیده، فرض نمایید. آب تصفیه شده در مقایسه با دو قسمت یک ممبرین نیمه تراوا ایده آل در دمای مساوی از میان ممبرین ها عبور نمی کند، زیرا تفاوت سطوح شیمیایی به دو بخش مساوی می باشد.
اگر نمک به یک بخش اضافه گردد، تفاوت سطوح شیمیایی این محلول نمک کاهش پیدا می کند. استمراراً قسمت آب خالص از میان ممبرین دستگاه تصفیه آب به سمت قسمت محلول نمک عبور مینماید تا تعادل در تفاوت سطح شیمیایی به وجود آید.دو بخش مخزن از نظر اختلاف سطح شیمیایی شان متفاوت می باشد و محلول، از طرف اسمز، سطح شیمیایی اش را در کل سیستم یکنواخت می کند. ناهمسانی و تفاوت فشار هیدرواستاتیک برگرفته از تغییرات گنجایش حجم در بخش، با فشار اسمزی مساوی می شود. فشار اسمزی، یک نسبت ویژگی محلول به غلظت نمک و استقلال ممبرین می باشد.
اسمز معکوس چیستداخل مخزن، آب به قسمت نمک دار ممبرین عبور می کند تا تعادل صورت گیرد. استفاده از فشار خارجی برای یکنواخت سازی بخش محلول نمک با فشار اسمزی همچنین باعث برقراری تعادل می شود.فشار مضاعف باعث بیشتر شدن تفاوت سطح شیمیایی آب در محلول نمک می گردد و سبب عبور حلال به بخش آب خالص می شود. زیرا در آن وضعیت دارای اختلاف سطح شیمیایی پائینی می شود. به این فرآیند اسمز معکوس میگویند.
فشار اهرم محرک فرآیند اسمز معکوس، می باشد. میزان انرژیی که برای جداسازی اسمزی نیاز است به میزان نمک حلال بستگی دارد. پس انرژی زیادی برای تولید میزان یکسان آب از حلال با غلظت بالای شوری نیاز می باشد.اسمز معکوس در دستگاه تصفیه آب چه کاری انجام می دهد؟برای پی بردن به فرایند اسمز معکوس در دستگاه تصفیه آب ابتدا باید با اسمز نرمال مطرح کنیم. در دیکشنری وبستر هریام، معنی اسمز, حرکت و جنبش حلال از ممبرین نیمه تراوا به محلول بسیار غلیظ می باشد که تمایل به یکسان سازی غلظت حل شده بر روی دو قسمت ممبرین می باشد.
در انتهای مخزن در قسمت ممبرین نیمه تراوای دستگاه آب شیرین کن چسبیده شده و محلول نمکی نیمه پر می باشد. در مخزن سطح محلول و سطح آب مساوی می باشد ولی با گذر زمان، پیامد های مختلفی پیش میاید. آب داخل مخزن بیشتر می شود و این افزایش را به فشار اسمزی نسبت می دهند.ممبرین نیمه تراوا در دستگاه تصفیه آب ممبرینی می باشد که برخی از مولکول ها را رد می کند، اما از عبور بقیه مواد ممانعت می کند. برای مثال ممبرین نا تراوا، همانند آستر روده انسان می باشد.ممبرین به مولکول های آب اجازه عبور می دهد ولی به مولکول نمک این اجازه را نمی دهد.علت افزایش آب در قسمت نمکی این است تا یکی از این دو حالت زیر اتفاق افتد:
در فرایند اسمز معکوس در دستگاه تصفیه آب، هدف استفاده از ممبرین برای فیلتر کردن تولید آب می باشد.
آب شور روی یک طرف ممبرین گذاشته می شود و فشار برای متوقف کردن اعمال می شود.
در ادامه برعکس می شود، یعنی جریان اسمزی اتفاق میافتد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
