اسمز معکوس چیست؟

فرآیند اسمز معکوس فرآیندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌ تراوا استفاده می‌شود. خاصیت اسمزی به عبور یک حلال از بخش محلول رقیق به بخش محلول غلیظ از درون یک غشا نیمه تراوا گفته می شود.

تولید آب آشامیدنی خالص دشوار است، بخصوص به دلیل خشکسالی در کشورها و مناطقی که آب کم است. در کشورهای جهان سوم، کمبود زیرساخت برای تامین آب آشامیدنی وجود دارد. و حتی در خانه های خود، عدم خلوص آب شیرین یک نگرانی واقعی است، زیرا سمومی مانند سرب و آرسنیک از طریق آب شیرین هم منتقل میشود. این یکی از دلایلی است که طرفداران فرآیند آب اسمز معکوس (Reverse Osmosis) معتقدند اسمز معکوس راهی برای اطمینان از آب آشامیدنی سالم است.

اسمز معکوس چیست؟

اسمز معکوس (Reverse Osmosis)، که به اختصار RO نامیده میشود، فرآیندی برای تصفیه آب است که از یک غشاء نیمه‌تراوا برای جداسازی آلاینده‌ها، یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر از آب استفاده می‌کند. در این روش، با اعمال فشار به آب، جریان طبیعی اسمز که از سمت محلول با غلظت کم (آب خالص) به سمت محلول با غلظت بالا (آب آلوده) است، معکوس می‌شود و آب تصفیه‌شده از سمت محلول با غلظت بالا به سمت محلول با غلظت کم (آب خالص) عبور می‌کند.

در اسمز طبیعی، حلال (معمولاً آب) از طریق یک غشاء نیمه تراوا از محلول با غلظت کم (آب خالص) به محلول با غلظت بالا (آب ناخالص) جریان می یابد. هدف غشاء، عبور مولکول های آب و جلوگیری از عبور ذرات و مولکول های بزرگتر مانند نمک، مواد آلی و میکروب ها است. این فرایند تا زمانی ادامه می یابد که غلظت هر دو طرف غشاء برابر شود.

تاریخچه اسمز معکوس: سفری از طبیعت به صنعت

اسمز معکوس، فرایندی شگفت‌انگیز است که از دل طبیعت به دنیای صنعت راه یافته است. ریشه این پدیده به قرن هجدهم و کشف اسمز توسط ژان آنتوان نولت، فیزیکدان فرانسوی باز می‌گردد. نولت با استفاده از مثانه خوک به عنوان غشای نیمه‌تراوا، نشان داد که چگونه حلال (آب) می‌تواند از طریق غشا عبور کند و به سمت محلول غلیظ‌تر (مثلاً محلول نمک) حرکت کند تا تعادل در دو طرف غشا برقرار شود.

اما اسمز معکوس، برعکس این فرایند طبیعی عمل می‌کند. در این روش، با اعمال فشار به آب، آن را مجبور می‌کنیم که از غشای نیمه‌تراوا عبور کند و ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها را پشت سر بگذارد.

سفر اسمز معکوس از طبیعت به صنعت، مسیری طولانی و پر فراز و نشیب بوده است:

• دهه 1940: با افزایش نگرانی‌ها در مورد کمبود آب شیرین، محققان آمریکایی به دنبال راهی برای شیرین‌سازی آب دریا بودند. اسمز معکوس به عنوان یک راه‌حل امیدوارکننده مطرح شد.
• دهه 1960: Sidney Loeb و Srinivasa Sourirajan، نقطه عطفی در تاریخ اسمز معکوس ایجاد کردند. آنها اولین غشای مصنوعی اسمز معکوس را از جنس استات سلولز تولید کردند. این پیشرفت، گامی بزرگ در جهت کاربردی‌تر کردن اسمز معکوس بود.
• دهه 1970: غشاهای جدید مانند پلی‌آمید و پلی‌سولفون به بازار عرضه شدند. این غشاها، کارایی و عمر طولانی‌تری داشتند و اسمز معکوس را به روشی اقتصادی‌تر و قابل اعتمادتر تبدیل کردند.

کاربردهای اسمز معکوس

امروزه اسمز معکوس Reverse Osmosis ، یکی از موثرترین روش های تصفیه آب می باشد که کاربرد فراوانی دارد و در زمینه های زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. بسیاری از کارشناسان می گویند این فرآیند می تواند بحران آب را در جوامع بزرگ و کوچک حل کند. اسمز معکوس به این دلیل که می تواند آب دریا را به آب آشامیدنی سالم تبدیل کند، کاربرد زیادی پیدا کرده است.

از روش RO نه تنها در مقیاس ها و پروژه های بزرگ استفاده می شود، بلکه بسیاری از افراد برای تصفیه، تمیزتر کردن و ایمن تر آب منزل خود از آن استفاده می کنند. در حال حاضر، تقریبا هر شخصی می تواند یک سیستم تصفیه آب کوچک برای خانه خود خریداری کند.

حال ممکن است بپرسید، چرا بسیاری از صاحبان مشاغل، این نوع از تصفیه آب را انتخاب می کنند؟ چرا آینده صنعت آب در انحصار این فرآیند تصفیه می باشد؟ برای رسیدن به جواب این سوالات، با ما همراه باشید و این مقاله را تا انتها مطالعه کنید.

اسمز معکوس، فرایندی شگفت‌انگیز برای تصفیه آب است که با عبور آب از غشای نیمه‌تراوا، ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها را از آن جدا می‌کند. این فناوری، کاربردهای وسیعی در دنیای امروز دارد که در ادامه به طور کامل به آنها می‌پردازیم:

1. تصفیه آب آشامیدنی:

• آب دریا و آب‌های لب‌شور: اسمز معکوس به طور فزاینده‌ای برای تبدیل آب شور به آب آشامیدنی در مناطقی که با کمبود آب شیرین مواجه هستند، استفاده می‌شود. این فناوری، راه حلی حیاتی برای رفع این مشکل جهانی است.
• آب شهری: اسمز معکوس می‌تواند برای تصفیه آب شهری و حذف آلاینده‌هایی مانند کلر، فلزات سنگین، نیترات و میکروب‌ها از آن استفاده شود. این فناوری، آب آشامیدنی سالم‌تر و باکیفیت‌تری را برای مردم فراهم می‌کند.
• آب خانگی: سیستم‌های اسمز معکوس خانگی، آب آشامیدنی تصفیه‌شده را به طور مستقیم در اختیار خانواده‌ها قرار می‌دهند. این سیستم‌ها، راه حلی ایده‌آل برای دسترسی به آب سالم و گوارا در منزل هستند.

2. تصفیه آب صنعتی:

• صنایع داروسازی: اسمز معکوس برای تصفیه آب مورد استفاده در تولید داروها و محصولات دارویی به کار می‌رود. این فناوری، تضمین می‌کند که آب مورد استفاده در این صنعت، عاری از هرگونه آلاینده و میکروب باشد.
• صنایع الکترونیکی: در صنعت ساخت نیمه‌رساناها و سایر قطعات الکترونیکی، به آب با خلوص بالا نیاز است. اسمز معکوس، راه حلی مؤثر برای تصفیه آب و حذف ناخالصی‌های آن در این صنعت است.
• صنایع غذایی: اسمز معکوس در تصفیه آب مورد استفاده در تولید مواد غذایی و نوشیدنی‌ها کاربرد دارد. این فناوری، به حفظ کیفیت و سلامت محصولات غذایی کمک می‌کند.

3. کاربردهای پزشکی:

• دیالیز: اسمز معکوس برای تصفیه آب مورد استفاده در دیالیز بیماران مبتلا به نارسایی کلیوی به کار می‌رود. این فناوری، به نجات جان این بیماران و ارتقای کیفیت زندگی آنها کمک می‌کند.
• تولید آب آشامیدنی در بیمارستان‌ها: اسمز معکوس برای تولید آب آشامیدنی و استریل در بیمارستان‌ها و مراکز درمانی استفاده می‌شود. این فناوری، به حفظ سلامت بیماران و پرسنل بیمارستان کمک می‌کند.

اجزای اصلی فرآیند اسمز معکوس

در فرآیند تصفیه آب اسمز معکوس از غشاهای خاصی استفاده می شود که این غشاها قادر هستند حتی ذرات ریز را از بین ببرند. حال این به چه معنا است؟ یعنی آبی که از این فرآیند بدست می آید، فاقد هرگونه مواد معلق و مواد جامد است و تقریبا خالص می باشد.

این غشاهای خاص مواد معدنی، فلزات و مواد شیمیایی موجود را کاملا از بین می برند. این آلاینده ها، اگر به طور کامل از بین نروند، ممکن است به شکل های مختلف، به لیوان آب شما راه پیدا کنند. اگر این سیستم در خانه شما نصب شود، این آلاینده ها نمی توانند فرار کنند و کاملا از بین می روند.

برای تصفیه آب به روش اسمز معکوس به چند بخش نیاز است تا این فرآیند انجام شود که به شرح زیر است:

• غشاء نیمه‌تراوا: این غشاء به گونه‌ای طراحی شده است که فقط به مولکول‌های آب اجازه عبور می‌دهد و آلاینده‌ها، یون‌ها و ذرات بزرگتر را از آب جدا می‌کند.
• پمپ فشار: این پمپ برای اعمال فشار به آب و عبور آن از غشاء نیمه‌تراوا ضروری است.
• پیش تصفیه: قبل از ورود آب به غشاء نیمه‌تراوا، برای جلوگیری از آسیب به غشاء و افزایش عمر آن، از فیلترهای پیش تصفیه استفاده می‌شود.
• پساب: آبی که از غشاء نیمه‌تراوا عبور نمی‌کند و حاوی آلاینده‌ها و ذرات جدا شده از آب است، پساب نامیده می‌شود.

فرآیند اسمز معکوس چگونه کار می کند؟

Reverse Osmosis دارای چندین مرحله می باشد و این امر برای اطمینان از نابود شدن و از بین رفتن تمام ناخالصی های موجود است. در مرحله اول تمام رسوبات از آب خارج می شوند و در مراحل دیگر آلاینده ها پاک می شوند و آب برای مصرف آماده می گردد.

هر مرحله نوع خاصی از ناخالصی ها را از بین می برد و هر یک از این مراحل فقط برای یک نوع از تصفیه تخصص دارند و عمل می کنند. به همین دلیل روش اسمز معکوس، یک روش موثر برای تصفیه آب و ایمن سازی آن است. سیستم های فیلتراسیون آب RO با 5 مرحله تصفیه، به ویژه برای تامین آب آشامیدنی، طراحی شده اند. سیستم هایی که مراحل کمتری برای تصفیه و تامین آب دارند، بیشتر در صنعت کشاورزی و برای آبیاری مزارع استفاده می شوند.

مراحل فرآیند اسمز معکوس به شرح زیر میباشد:

مرحله پیش تصفیه:

1. فیلتر رسوب: این فیلتر به عنوان اولین خط دفاع در سیستم اسمز معکوس عمل می‌کند. ذرات معلق مانند شن و ماسه، گل و لای، لجن و زنگ زدگی لوله‌ها را که می‌توانند به غشا ممبران آسیب برسانند، از آب حذف می‌کند. این فیلترها معمولاً از جنس پلی پروپیلن هستند و به صورت الیافی یا کیسه‌ای در دسترس هستند. در این واحد معمولاً از فیلتر شنی به منظور جداسازی ذرات بزرگتر و همچنین برای از بین بردن آلودگی های میکروبی و جلوگیری از رسوب‌گذاری بیولوژیک استفاده می‌شود.
2. فیلتر کربن فعال: این فیلتر طعم و بوی بد، کلر، مواد شیمیایی آلی و برخی از فلزات سنگین مانند سرب و جیوه را از آب حذف می‌کند. همچنین می‌تواند رنگ آب را بهبود بخشد. کربن فعال به دلیل ساختار متخلخل خود، آلاینده‌ها را جذب می‌کند. برای اطلاعات بیشتر به صفحه فیلتر کربنی مراجعه کنید.

مرحله اسمز معکوس:

1. غشا ممبران: این غشا از جنس پلی آمید یا سلولز تری استات ساخته شده و دارای منافذ بسیار ریزی است که فقط مولکول‌های آب می‌توانند از آن عبور کنند. آلاینده‌ها، میکروب‌ها، ویروس‌ها، نمک‌ها و مواد معدنی با اندازه‌های بزرگتر توسط غشا فیلتر شده و به عنوان فاضلاب دفع می‌شوند.

مرحله پس تصفیه:

4. فیلتر پست کربن: این فیلتر طعم و بوی آب تصفیه شده را بهبود می‌بخشد و هرگونه طعم یا بوی ناخوشایندی را که ممکن است از غشا عبور کرده باشد، از بین می‌برد. همچنین می‌تواند ذرات ریز باقی مانده در آب را نیز حذف کند.
5. فیلتر مینرال: این فیلتر مواد معدنی ضروری مانند کلسیم و منیزیم را به آب تصفیه شده اضافه می‌کند تا طعم و کیفیت آن را بهبود بخشد.

مخزن ذخیره:

آب تصفیه شده در مخزن ذخیره نگهداری می‌شود تا زمانی که برای مصرف مورد نیاز باشد. جنس این مخزن‌ها معمولاً از پلاستیک یا فلز است و در اندازه‌های مختلف موجود هستند.

غشاء نیمه تراوا چیست؟

غشاء نیمه تراوا به مثابه یک دیواره نامرئی عمل می کند که مولکول های آب را از ناخالصی ها جدا می کند. این غشاء از جنس پلیمرهای مصنوعی با ساختاری متخلخل ساخته شده است. اندازه منافذ این غشاء به گونه ای است که فقط مولکول های آب به دلیل کوچک بودنشان می توانند از آن عبور کنند. سایر ذرات مانند آلاینده ها، املاح و ذرات بزرگ به دلیل جثه بزرگتر در پشت غشاء به دام می افتند.

اصول کار اسمز معکوس

در این فرآیند ابتدا لازم است قبل از ورود آب به سیستم، مواد معلق ریز موجود در آب گرفته شوند. جهت حذف کدورت و ذرات مواد معلق ، آب ابتدا از بخش پیش تصفیه عبور می نماید، آب از طریق پمپ تغذیه وارد فیلتر شنی و کربنی شده و کدورت و مواد معلق ، بو ، رنگ ، طعم و کلر احتمالی آن کاهش می یابد. به صورت کلی مراحل تصفیه آب به روش اسمز معکوس به شرح زیر است:

1. فشار اسمزی: در فرآیند اسمز، حلال (آب) به طور طبیعی از طریق یک غشاء نیمه تراوا از محیطی با غلظت کم (آب خالص) به محیطی با غلظت بالا (آب ناخالص) حرکت می کند تا تعادل غلظت در دو طرف غشاء ایجاد شود. این پدیده “فشار اسمزی” نامیده می شود. در فرآیند اسمز طبیعی، آب به طور طبیعی از طریق غشاء نیمه تراوا از محلول رقیق (آب خالص) به محلول غلیظ (آب با ناخالصی) عبور می کند تا غلظت هر دو محلول برابر شود. این پدیده به دلیل تمایل آب به تعادل رساندن غلظت خود در دو طرف غشاء رخ می دهد. در اسمز معکوس، با اعمال فشار به آب، این فرآیند به صورت معکوس انجام می شود. به عبارتی، آب از محلول غلیظ (آب با ناخالصی) به محلول رقیق (آب تصفیه شده) عبور می کند.
2. غلبه بر فشار اسمزی: در اسمز معکوس، با اعمال فشار خارجی به آب ناخالص، بر فشار اسمزی غلبه می شود. این فشار باعث می شود که آب خالص به جای حرکت به سمت آب ناخالص، از غشاء نیمه تراوا عبور کرده و به سمت دیگر غشاء که آب تصفیه شده است، هدایت شود.
3. جدا شدن ناخالصی ها: ذرات بزرگتر مانند آلاینده ها، مواد معدنی و میکروب ها به دلیل اندازه بزرگتر، قادر به عبور از غشاء نیمه تراوا نیستند و در پشت غشاء باقی می مانند. به این ترتیب، آب تصفیه شده از ناخالصی ها جدا می شود.

در راستای حفاظت بیشتر ممبران ها ماده شیمیایی ضد رسوب نیز توسط پکیج تزریق مواد شیمیایی تزریق می گردد. جهت حذف بیشتر ذرات تا ، آب ورودی از فیلتر های میکرونی عبور می نماید که ذرات تا قطر 5 میکرون را از آب جدا می کنند. بعد از این مرحله آب وارد پمپ فشار قوی می شود. به طور کلی فشار کار پمپ به میزان املاح محلول آب بستگی دارد و هر چه TDS آب بالاتر باشد ، فشار اسمزی بالاتر بوده و در نتیجه فشار کار پمپ جهت غلبه بر فشار اسمزی و جداسازی املاح محلول از آب بیشتر خواهد شد .

ممبران های دستگاه معمولا از جنس پلی آمید می باشند. سطح این ممبران ها در برابر عبور املاح محلول نفوذ ناپذیر و در برابر عبور آب نفوذ پذیر می باشند. آب ورودی به ممبران ها به دو فاز آب نفوذ کرده ، یا آب تصفیه شده (PERMEATE) و آب تغلیظ شده یا پساب (CONCENTRATE) تقسیم می شود.

شایان ذکر است که جهت شستشوی دوره ای ممبران ها، یک واحد شستشو در محل (CIP) مستقر بر روی یک شاسی از جنس کربن استیل و به صورت ثابت برای واحد RO در نظر گرفته شده است.

دو محصول مرتبط که در آنها از فرآیند اسمز معکوس استفاده میشود و بسیار کاربردی و پراستفاده هستند شامل آب شیرین کن صنعتی و دستگاه تولید آب مقطر است، که هر دو توسط شرکت فراب زیست فراز طراحی و تولید میشوند.

شرکت مهندسی فراب زیست فراز در زمینه طراحی، ساخت و تامین دستگاه ro با ظرفیتهای مختلف فعال می باشد. از جمله مزایای پکیج های تولیدی این شرکت طراحی دقیق و عملی مطابق با استانداردهای بین المللی، استفاده از تجهیزات مرغوب و اتوماسیون کامل می باشد که نیاز به اپراتوری سیستم را مرتفع می سازد. لطفا جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس حاصل فرمایید.

مزایای استفاده از روش اسمز معکوس

اسمز معکوس (RO) یک فناوری تصفیه آب پرکاربرد است که مزایای زیادی به ویژه برای آب آشامیدنی ارائه می دهد. در اینجا برخی از مهمترین مزایا آورده شده است:

• حذف آلاینده ها: سیستم های RO در حذف طیف گسترده ای از آلاینده ها از آب، از جمله سرب، آرسنیک، کلر، فلوراید، آفت کش ها و باکتری ها بسیار موثر هستند. این امر به خصوص اگر نگران کیفیت آب شیر خود هستید یا در منطقه ای با سطوح بالای آلاینده زندگی می کنید، می تواند بسیار مفید باشد. در برخی موارد، حتی می توان از فرآیند اسمز معکوس برای حذف آلاینده های نوظهور مانند داروها و مواد شیمیایی پرفلوئوردار (PFC) که به طور فزاینده ای در منابع آب یافت می شوند، استفاده کرد. مواد و ذراتی که در انجام این فرآیند از آب حذف میشوند به شرح زیر است:
  1. ذرات معلق: فیلترهای تصفیه آب اسمز معکوس ذرات معلق مانند خاک، رسوب، شن و ماسه را از آب حذف می‌کنند.
  2. مواد شیمیایی: این روش تصفیه می‌تواند مواد شیمیایی مضر مانند کلر، آفت‌کش‌ها و فلزات سنگین را از آب حذف کند.
  3. آلاینده‌های میکروبی: اسمز معکوس قادر به حذف باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر میکروب‌ها از آب است.
  4. نمک و مواد معدنی: این روش می‌تواند تا 99.99% نمک و مواد معدنی موجود در آب را حذف کند.
• بهبود طعم و بو: با حذف ناخالصی هایی که می توانند باعث طعم و بوی نامطبوع شوند، سیستم های RO می توانند آب با طعم پاک تری تولید کنند که نوشیدن آن لذت بخش تر است. این می تواند یک مزیت عمده برای افرادی باشد که آب شیر خود را ناخوشایند می دانند، به خصوص اگر به دلیل کلر یا مواد معدنی، طعم ناخوشایندی داشته باشد.
• کاهش سختی آب: سختی آب به دلیل وجود املاحی مانند کلسیم و منیزیم است. اسمز معکوس می‌تواند سختی آب را تا حد زیادی کاهش دهد، که این امر برای سلامتی پوست و مو مفید است و همچنین از رسوب جرم در لوله‌ها و لوازم خانگی جلوگیری می‌کند.
• تولید آب تصفیه‌شده با کیفیت بالا: اسمز معکوس می‌تواند آب تصفیه‌شده با کیفیتی تولید کند که برای مصارف مختلفی مانند آشامیدن، پخت و پز، تهیه آبمیوه و قهوه، و شستشوی ظروف و لباس‌ها مناسب باشد.

مزایای خاص در صنعت

استفاده از روش اسمز معکوس برای تصفیه آب در صنعت مزایای متعددی دارد که برخی از آنها عبارتند از:

1. حذف آلاینده‌ها: اسمز معکوس می‌تواند طیف وسیعی از آلاینده‌ها، از جمله فلزات سنگین، مواد شیمیایی آلی، باکتری‌ها و ویروس‌ها را از آب حذف کند. این امر باعث می‌شود که این روش برای تصفیه آب آشامیدنی، آب مورد استفاده در صنایع غذایی و دارویی و همچنین آب مورد استفاده در دیگ‌های بخار و سیستم‌های خنک‌کننده ایده‌آل باشد.
2. کیفیت بالای آب: این روش تصفیه می‌تواند آب با کیفیت بسیار بالایی تولید کند که می‌تواند برای مصارف مختلف صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. این امر می‌تواند به افزایش راندمان فرآیندهای صنعتی، کاهش ضایعات و بهبود کیفیت محصولات نهایی کمک کند.
3. قابلیت تنظیم: سیستم‌هایی که از این فرآیند استفاده میکنند می‌توانند به گونه‌ای تنظیم شوند که آلاینده‌های خاصی را از آب حذف کنند. این امر باعث می‌شود که این روش برای تصفیه آب با سطوح مختلف آلودگی ایده‌آل باشد.
4. عملکرد آسان: سیستم‌های اسمز معکوس به طور کلی برای استفاده و نگهداری آسان هستند. این امر باعث می‌شود که این روش برای تصفیه آب در مقیاس‌های مختلف ایده‌آل باشد.
5. هزینه‌های عملیاتی پایین: سیستم‌های اسمز معکوس می‌توانند در مقایسه با سایر روش‌های تصفیه آب، مانند تقطیر، هزینه‌های عملیاتی پایینی داشته باشند. این امر باعث می‌شود که این روش برای تصفیه آب در مقیاس‌های بزرگ ایده‌آل باشد.
6. عمر طولانی: این سیستم‌ها می‌توانند عمر طولانی داشته باشند، به شرطی که به طور منظم نگهداری شوند. این امر باعث می‌شود که این روش برای تصفیه آب در بلندمدت ایده‌آل باشد.
7. کاهش مصرف مواد شیمیایی: اسمز معکوس می‌تواند به کاهش مصرف مواد شیمیایی در فرآیندهای تصفیه آب کمک کند. این امر می‌تواند به نفع محیط زیست باشد و همچنین می‌تواند به کاهش هزینه‌های تصفیه آب کمک کند.
8. کاهش ضایعات: اسمز معکوس می‌تواند به کاهش ضایعات آب در فرآیندهای تصفیه آب کمک کند. این امر می‌تواند به نفع محیط زیست باشد و همچنین می‌تواند به کاهش هزینه‌های تصفیه آب کمک کند.
9. قابلیت استفاده از آب شور: اسمز معکوس می‌تواند برای تصفیه آب شور و تبدیل آن به آب آشامیدنی یا آب مورد استفاده در مصارف صنعتی استفاده شود. این امر می‌تواند در مناطقی که آب شیرین کمیاب است، مفید باشد.
10. قابلیت استفاده از آب فاضلاب: اسمز معکوس می‌تواند برای تصفیه آب فاضلاب و تبدیل آن به آب قابل استفاده برای مصارف صنعتی یا کشاورزی استفاده شود. این امر می‌تواند به نفع محیط زیست باشد و همچنین می‌تواند به حفظ منابع آب کمک کند.
11. مزایای زیست محیطی: اسمز معکوس می‌تواند به نفع محیط زیست باشد زیرا می‌تواند به کاهش مصرف مواد شیمیایی، ضایعات آب و آلودگی آب کمک کند.

در اینجا چند نمونه از کاربردهای اسمز معکوس در صنعت آورده شده است:

• • تصفیه آب آشامیدنی
  • تصفیه آب مورد استفاده در صنایع غذایی و دارویی
  • تصفیه آب مورد استفاده در دیگ‌های بخار و سیستم‌های خنک‌کننده
  • تصفیه آب شور
  • تصفیه آب فاضلاب
  • تصفیه آب مورد استفاده در صنایع شیمیایی
  • تصفیه آب مورد استفاده در صنایع نساجی
  • تصفیه آب مورد استفاده در صنایع الکترونیکی

معایب تصفیه آب با روش RO

اسمز معکوس با وجود مزایای فراوانی که دارد، معایبی نیز به همراه دارد که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم:

1. تولید پساب: در فرآیند اسمز معکوس، حدود 50 تا 75 درصد از آب ورودی به سیستم به عنوان پساب تصفیه نشده دفع می‌شود. این موضوع می‌تواند به هدر رفتن آب و ایجاد مشکلاتی برای محیط زیست منجر شود.
2. مصرف انرژی: سیستم‌های اسمز معکوس برای عملکرد به پمپ‌های فشار قوی نیاز دارند که این موضوع سبب افزایش مصرف برق می‌شود.
3. حذف مواد معدنی مفید: غشای RO علاوه بر آلاینده‌ها، مواد معدنی مفید مانند کلسیم و منیزیم را نیز از آب حذف می‌کند. کمبود این مواد معدنی می‌تواند به بروز مشکلاتی در سلامتی انسان منجر شود.
4. هزینه بالا: به طور کلی، سیستم‌های اسمز معکوس نسبت به سایر روش‌های تصفیه آب، قیمت بالاتری دارند.
5. نیاز به نگهداری: ممبران‌های مورد استفاده در این روش به طور دوره‌ای نیاز به شستشو و تعویض دارند که این موضوع می‌تواند هزینه‌های اضافی به همراه داشته باشد.
6. طعم نامطبوع آب: در برخی موارد، آب تصفیه شده با این روش طعم نامطبوعی دارد که به دلیل حذف مواد معدنی و گازهای محلول در آب است.
7. عدم حذف برخی آلاینده‌ها: فرآیند RO قادر به حذف برخی آلاینده‌ها مانند ویروس‌ها و مواد شیمیایی آلی نیست.
8. عدم کارایی در آب‌های با سختی بالا: در آب‌های با سختی بالا، غشای اسمز معکوس ممکن است به سرعت رسوب کند و کارایی خود را از دست بدهد.
9. ایجاد آلودگی صوتی: پمپ‌های فشار قوی در سیستم‌های مورد استفاده می‌توانند آلودگی صوتی ایجاد کنند.

مقایسه اسمز معکوس با سایر روش های تصفیه آب

کیفیت:

• اسمز معکوس: یکی از بهترین روش های تصفیه آب از نظر کیفیت است. این روش می تواند تا 99.99% آلاینده ها، از جمله فلزات سنگین، مواد شیمیایی، باکتری ها و ویروس ها را حذف کند.
• روش های دیگر:
  • جوشاندن: میکروب ها و ویروس ها را از بین می برد، اما آلاینده های دیگر را حذف نمی کند.
  • فیلترهای کربن: طعم و بوی آب را بهبود می بخشد و برخی از آلاینده ها را حذف می کند، اما به اندازه اسمز معکوس موثر نیست.
  • تصفیه UV: میکروب ها و ویروس ها را از بین می برد، اما آلاینده های دیگر را حذف نمی کند.

هزینه:

• اسمز معکوس: نسبت به سایر روش های تصفیه آب مانند جوشاندن و فیلترهای کربن گران تر است.
• روش های دیگر:
  • جوشاندن: کم هزینه ترین روش تصفیه آب است.
  • فیلترهای کربن: نسبت به اسمز معکوس ارزان تر هستند، اما باید به طور مرتب تعویض شوند.
  • تصفیه UV: نسبت به اسمز معکوس ارزان تر است، اما فقط برای از بین بردن میکروب ها و ویروس ها موثر است.

سایر فاکتورها:

• مصرف انرژی: اسمز معکوس به دلیل نیاز به پمپ برای عبور آب از غشا، مصرف انرژی بالایی دارد.
• فضای اشغالی: دستگاه هایی که از روش RO  استفاده میکنند فضای بیشتری نسبت به سایر روش های تصفیه آب اشغال می کنند.
• نگهداری: تعویض فیلتر و غشا به طور مرتب در این روش نیاز است.

انتخاب بهترین روش تصفیه آب

انتخاب بهترین روش تصفیه آب به نیازها و بودجه شما بستگی دارد. اگر به دنبال بهترین کیفیت آب هستید، اسمز معکوس بهترین گزینه است. اگر به دنبال یک روش ارزان تر هستید، جوشاندن یا فیلترهای کربن می توانند گزینه های مناسبی باشند.

جدول زیر خلاصه ای از مقایسه اسمز معکوس با سایر روش های تصفیه آب است:

نمونه استفاده از Reverse Osmosis در فرآوری مواد غذایی

در کنسرو سازی جوشاندن، شستن مواد اولیه، تمیز کردن سیستم ها و ظروف مورد استفاده قرار گرفته، خنک کردن غذا و … مستقیما با مواد اولیه مانند سیب زمینی، گوجه فرنگی، فلفل، لوبیا و غیره سروکار دارد. به عنوان مثال، برای تهیه کنسرو گوجه فرنگی:

• ابتدا گوجه فرنگی های خام کاملا شسته می شوند.
• به دستگاهی کاملا تمیز منتقل شده و در آب نگهداری می شوند
• سپس گوجه فرنگی های شسته شده را می جوشانند.
• در نهایت، محصول در وان آب، تحت فشار قرار می گیرد و به کنسرو گوجه فرنگی تبدیل می شود.
• حال بخش فرآوری مواد غذایی برای استفاده از اسمز معکوس با سه گزینه روبرو می باشد:

1. می تواند عوامل بیماری زا و باکتری های موجود در آب لوله کشی که توسط شهرداری تامین می شود را از بین ببرد و با این کار طعم آب را دلپذیر و خوشمزه کند.
2. می تواند آب شهری را تصفیه کند و مواد آلی موجود در آن را از بین ببرد و طعم آن را متفاوت کند.
3. می تواند آب ورودی را سالم و بی خطر کند و طعم آن را متعادل نماید.

آیا آب تصفیه شده با اسمز معکوس آشامیدنی است؟

آبی که از طریق اسمز معکوس تصفیه می شود، قابل نوشیدن است ! بعضی از شهرهایی که فراوانی آب شور دارند، اما آب شیرین کافی وجود ندارد از اسمز معکوس استفاده می کنند.
شما ممکن است حتی آب تهیه شده با اسمز معکوس را در یک فیلتر آب در یک سفر کمپینگ استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که آب آشامیدنی سالم داشته باشید. شما همچنین می توانید یک سیستم اسمز معکوس را در خانه خود نصب کرده یا یک فیلتر اسمز معکوس در خانه داشته باشید.

علاوه بر این، پخت و پز با آب عاری شده از املاح معدنی، مانند آب اسمز معکوس، مقادیر ویتامین ها و مواد معدنی موجود در کل مواد غذایی را کاهش می دهد. به عنوان مثال، هنگام استفاده از آب عاری شده از املاح معدنی ، مانند آب اسمز معکوس، شما می توانید تا 60 درصد از منیزیم یا 70 درصد منگنز در غذا خود را از دست بدهید. آب می خواهد با همه چیز ارتباط برقرار کند، و مواد معدنی را که در غذای شما وجود دارد را میتواند از آن بگیرد.

در حقیقت، سازمان بهداشت جهانی گزارشی در مورد نگرانی های خود در مورد آب اسمز معکوس منتشر کرده و در مورد این موضوع که چگونه این فرایند آلاینده ها را حذف می کند، بدون بررسی دقیق اینکه زمانی که مردم این آب عاری از مواد معدنی را مصرف می کنند چه اتفاقی می افتد ، داده شده است.

این گزارش می گوید که آب اسمز معکوس “دارای تأثیر نامطلوب بر ارگانیسم حیوانی و انسان” است. همچنین اشاره می کند که “پتانسیل اثرات نامطلوب سلامتی از مصرف طولانی مدت آب عاری از مواد معدنی نه تنها در کشورهای دارای آب شیرین کافی، بلکه در کشورهایی است که برخی از انواع سیستم های تصفیه خانه خانگی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و یا برخی از انواع آب بطری مصرف می شوند. ”

در خانه ها، سیستم های آب اسمز معکوس در واقع پساب را از بین می برند. در این سیستم فشار زیادی به اندازه ای که در سیستم های بزرگ و صنعتی وجود دارد به چشم نمی خورد، بنابراین انرژی بیشتری نیاز است. در مجموع، تا 85 درصد آب می تواند برای تولید 15 درصد آب آشامیدنی هدر داده شود.