اسمز معکوس چیست؟ همه چیز درباره روش RO
آب سالم و بهداشتی یکی از نیازهای اساسی بشر است. اما متأسفانه با آلودگی‌های زیست محیطی و شیمیایی، دسترسی به آب سالم روزبه‌روز دشوارتر میشود. یکی از راه حل‌های مؤثر برای تصفیه آب و حذف آلاینده‌ها، استفاده از فناوری اسمز معکوس یا Reverse Osmosis می‌باشد.
در این مقاله به بررسی کاربرد اسمز معکوس به عنوان یک روش نوین و کارآمد تصفیه آب در مقیاس‌های خانگی و نیمه‌صنعتی خواهیم پرداخت. ضمن آشنایی با اصول و مزایای این روش، نکات مهمی را در مورد نحوه انتخاب و نصب دستگاه‌های RO توضیح خواهیم داد.
اسمز معکوس یا Reverse Osmosis چگونه کار میکند؟
فناوری اسمز معکوس یا RO، بر پایه با فشار وارد کردن آب به یک غشای نیمه‌تراوا عمل میکند. در این روش، آب تصفیه نشده ابتدا وارد یک مخزن فشار قوی میشود تا با فشار بالا به سمت غشاهای RO هدایت گردد.
غشاهای RO از جنس پلی آمید هستند که دارای منافذ بسیار ریزی به اندازه 0.0001 میکرون می‌باشند. این منافذ تنها اجازه عبور مولکول‌های آب را داده و مولکول‌ها و یون‌های بزرگ‌تر از جمله نمک‌ها، فلزات سنگین، باکتری‌ها و غیره را بازمی‌دارند.
به این ترتیب آب تصفیه شده عاری از بیش از 99 درصد آلاینده‌ها از سمت دیگر غشا خارج شده و آماده مصرف می‌گردد.
تاریخچه اسمز معکوس
اگرچه امروزه فناوری اسمز معکوس به عنوان یک روش نوین شناخته میشود، اما تاریخچه این فرایند به بیش از نیم قرن پیش بازمی‌گردد.
اولین بار در دهه 1950 و 1960 میلادی، تحقیقات آزمایشگاهی در زمینه امکان استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا برای جداسازی املاح از آب دریا آغاز گردید.
سپس در دهه 1970 فناوری غشایی RO به صورت تجاری برای شیرین‌سازی آب دریا مورد استفاده قرار گرفت.
کم کم از دهه 1990 به بعد، کاربرد سیستم‌های RO خانگی و صنعتی جهت تأمین آب آشامیدنی سالم گسترش یافته و رو به فزونی نهاد.
مزایای روش اسمز معکوس
اسمز معکوس امروزه به عنوان یکی از برترین روش‌های تصفیه آب به شمار میرود و بسیاری از شرکت های بزرگ، اقدام به استفاده از آن کرده اند. اما مزایای روش تصفیه آب اسمز معکوس به شرح زیر است:
- حذف بیش از 99 درصد مواد معلق، باکتری‌ها، ویروس‌ها و املاح از آب
- تولید آبی با کیفیت بسیار بالا و مناسب شرایط آشامیدنی
- فرایندی کاملاً بهداشتی و دوستدار محیط زیست بدون استفاده از مواد شیمیایی
- طول عمر بالای تجهیزات RO و هزینه‌ی نگهداری پایین
- دارای راندمان بسیار بالاتر نسبت به سایر روش‌های تصفیه آب
- امکان استفاده در مقیاس خانگی و صنعتی بزرگ
- تولید آب با کیفیت یکسان در تمام طول سال
به طور کلی روش RO یکی از مطمئن‌ترین و کارآمدترین روش‌های تصفیه آب به شمار میرود.
روش اسمز معکوس در تصفیه آب آشامیدنی
دستگاه تصفیه آب خانگی امروزه به طور گسترده‌ای از فناوری اسمز معکوس یا RO بهره می‌برند. در این دستگاه‌ها، پس از عبور آب از فیلترهای مکانیکی و کربن فعال، وارد مرحله RO شده و از طریق غشاهای نیمه تراوا عبور میکند. بنابراین فیلترهای به کار رفته در دستگاه تصفیه آب به شرح زیر است:
- فیلتر الیافی پلی پروپیلن
- فیلتر کربن اکتیور پودری
- فیلتر کربن بلاک
- فیلتر ممبران اسمز معکوس
- فیلتر پست کربن
- فیلتر مینرال
همانطور که مشاهده میکنید، دستگاه تصفیه آب خانگی دارای مراحل مختلفی است. قبل از اینکه آب به فیلتر ممبران برسد، باید از چندین مرحله بگذرد. این مراحل کمک میکنند تا عمر غشای ممبران بالاتر برود.
غشاهای مورد استفاده در RO خانگی عمدتاً از جنس پلی آمید یا سلولز استت. غشاهای پلی آمید بادوام‌تر اما گران‌تر بوده و غشاهای سلولز ارزان‌تر ولی کوتاه‌مدت‌تر هستند.
خروجی آب تصفیه شده RO دارای کیفیت بسیار بالایی بوده و عاری از بیش از 99 درصد آلاینده‌هاست. البته با توجه به کیفیت اولیه آب ورودی و نوع غشاها، درصد حذف آلاینده‌ها متغیر است.
در مجموع فناوری RO یک راه حل بسیار مناسب، ایمن و بهداشتی برای تأمین آب سالم مصرفی در خانه‌ها به شمار میرود.
اسمز معکوس چه موادی را حذف میکند؟
فناوری اسمز معکوس به دلیل داشتن غشاهایی با منافذ بسیار ریز، توانایی حذف انواع وسیعی از آلاینده‌ها از آب را دارد. در مورد این آلاینده ها به طور کامل در مقاله ای با عنوان «تصفیه آب چه موادی را حذف میکند؟» پرداختیم.
اما از جمله مهمترین موادی که توسط دستگاه‌های RO خانگی و صنعتی از آب حذف می‌شوند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- املاح محلول مانند سدیم، کلسیم، منیزیم و… -فلزات سنگین نظیر سرب، آرسنیک، کادمیوم و…
- آفت‌کش‌ها و سموم
- باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌ها
- رنگ‌ها، مواد معدنی و ذرات معلق
- طعم و بوهای نامطبوع
- و همچنین بخش قابل توجهی از ترکیبات آلی
بنابراین استفاده از RO می‌تواند آبی با خلوص و کیفیت بسیار بالا را به دست آورید.
کاربردهای مختلف اسمز معکوس
اسمز معکوس در سال های اخیر توانسته طرفداران بسیاری را در صنایع گوناگون به خود اختصاص دهد. برخی از مهم ترین کاربردهای اسمز معکوس به شرح زیر است:
- تصفیه آب آشامیدنی در مقیاس خانگی، تجاری و صنعتی
- تأمین آب مورد نیاز صنایع دارویی، الکترونیک، نوشیدنی و…
- شیرین‌سازی آب شور و تصفیه پساب‌های صنعتی
- استحصال آب از دریا برای مصارف شرب و کشاورزی
- تأمین آب مورد نیاز نیروگاه‌های بخار و خنک‌کننده‌ی راکتورها
- تصفیه فاضلاب‌های شهری و بیمارستانی جهت استفاده مجدد
- تهیه آب مقطر با درجه خلوص بالا برای آزمایشگاه‌ها
آیا اسمز معکوس برای طبیعت مضر است؟
خوشبختانه روش اسمز معکوس یک فرایند کاملاً سازگار با محیط زیست بوده و هیچ گونه آسیب و آلودگی زیست محیطی ایجاد نمی‌کند.
در این روش از هیچ نوع ماده شیمیایی یا آفت‌کش استفاده نشده و صرفاً از فشار وارده و عبور طبیعی آب از غشاهای نیمه‌تراوا بهره گرفته میشود.
علاوه بر این، سیستم‌های RO با بازیافت و استفاده مجدد از آب دفعی، به جای انتشار آن به محیط زیست، گامی در جهت حفظ منابع آب و پایداری محیطی برمی‌دارند.
بنابراین به کارگیری اسمز معکوس علاوه بر تولید آب سالم، به دلیل ماهیت غیرآلاینده و دوستدار محیط زیست، اثرات مثبتی در زمینه‌ی حفاظت از منابع آب دارد.
معایب روش تصفیه آب اسمز معکوس RO
یکی از مهمترین معایب سیستم‌های خانگی اسمز معکوس، میزان بالای تولید پساب یا آب دفعی است. واحدهای RO خانگی به دلیل داشتن فشار پایین، تنها قادر به بازیافت 5 تا 15 درصد آب ورودی هستند و مابقی به عنوان پساب تخلیه میشود.
به همین دلیل است که توصیه میشود قبل از ورود آب به دستگاه تصفیه آب خانگی، یک پمپ افزایش فشار نصب شود تا مقدار پساب آب پایین تر بیاید.
این پساب حاوی آلاینده‌های حذف شده توسط RO بوده و بازیافت آن برای مصارف خانگی غیرعملی است. لذا پساب‌های تولیدی، بار آلودگی قابل توجهی را به سیستم فاضلاب شهری تحمیل میکنند. البته راه هایی برای استفاده از پساب تصفیه آب خانگی وجود دارد که در مقاله لینک شده به آن پرداخته ایم.
