کاربرد و تاریخچه تکنولوژی اسمزمعکوس

کاربرد و تاریخچه تکنولوژی اسمزمعکوس

کاربرد تکنولوژی اسمزمعکوس

تکنولوژی اسمزمعکوس برای خالص‌سازی و بازیافت جامدات حل شده در آب ورودی یا آب‌زدایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عمومی‌ترین کاربرد اسمز معکوس تعویض یونی است.

تعویض یونی شامل نرم کردن آب با استفاده از سدیم‌برای‌تلخیص آب‌مصرفی‌مورد نیاز برای‌بویلرهای‌با فشار کم‌تا متوسط است.

کیفیت آب تولیدی از اسمزمعکوس به گونه‌ای است که می‌تواند در چنین فشارهایی به طور مستقیم برای سیستم تعویض یونی دارای دو ستون مبادله کننده یا یک بستر مختلط به سیستم تعویض یونی متصل نمود.

استفاده از سیستم اسمزمعکوس قبل از سیستم تبادل یونی می‌تواند به مقدار قابل ملاحظه‌ای زمان تناوب احیای رزینی را کاهش دهد.

همچنین مقدار اسید، باز و پساب ناشی از عملیات احیا را که‌بایدمورد استفاده‌قرار گیرد و ذخیره‌شود را به‌شدت‌کاهش‌می‌دهد.

در بعضی از شرایط یک واحد اسمز معکوس ثانویه می‌تواندجایگزین‌سیستم‌تبادل یونی شود تا آب‌خالص‌بیشتری‌تولید شود.

گستره‌ی فیلتراسیون جهت مقایسه ظرفیت‌های دفع در روش اسمز معکوس با دیگر فن‌آوری‌های مبتی بر ممبران و با روش‌‌های حاصل از فیلتراسیون متعارف سیال خروجی از تکنولوژی اسمزمعکوس می‌تواند به طور مستقیم مورد استفاده قرار گیرد یا در برخی مواقع سیستم تبادل یونی بستر مختلط نرم شود یا برا ی خالص‌‌سازی بیشتر به طور پیوسته تحت عمل یونیزاسیون الکتریکی قرار گیرد.

کاربرد و تاریخچه تکنولوژی اسمزمعکوس

در سال ۱۹۶۳ دو محقق در دانشگاه کالیفرنیا، در لس آنجلس موفق شدند یک ممبران اسمز معکوس مصنوعی از جنس پلیمر استات سلولز تولید کنند. در این آزمایش یک محلول آب غلیظ با فشار از این ممبران مصنوعی مهندسی شده که به صورت یک فیلتر عمل می‌کرد، عبور داده شد. به این ترتیب که فقط مولکول‌های آب اجازه عبور از ممبران را داشتند و یون‌های نمک یا به عبارتی کل مواد جامد محلول در آب که به اختصار TDS نامیده می‌شود، در همان سمت باقی می‌ماندند.

اینجا را هم بخوانید   انواع و اولویت بندی منابع آب

ممبران مصنوعی طراحی شده دوام خوبی داشت و می‌توانست تحت فشار طبیعی آب و یا شرایط فشار تحمیل شده و به خوبی کار کند. در واقع با این روش مولکول‌های آب خالص از ممبران با سرعت جریان خوبی عبور می‌کردند و امکان تولید آب شیرین و قابل شرب از آب دریا فراهم می‌شد. این تکنولوژی جدید به این دلیل که عکس فرآیند طبیعی اسمز عمل می‌کرد که با نام تکنولژی اسمز معکوس معروف شد.  در این فرآیند حرکت آب از سمت محلول غلیظ‌تر به سمت محلول رقیق‌ است.

سرانجام رویای باور نکردنی شیرین‌سازی آب دریا توسط بشر تحقق پیدا کرده بود و اولین ممبران‌های تجاری اسمز معکوس یا RO  به فرم ماژول‌های حلزون مارپیچی به کمک محققین اولیه‌ی طرح و مهندسین سرتاسر جهان در کالیفرنیا تولید و به کار گرفته شدند. این روش برای تولید آب شیرین از آب شور بسیار مقرون به صرفه بود و در مقیاس وسیع می‌توانست انجام شود.

پروژه‌هایی مشابه نیز به سرعت در نقاط دیگر کالیفرنیا برای تست تولید آب از انواع مختلف آب لب شور و آب دریا راه اندازی شد. در نهایت به دنبال این کشف و اختراع و تحقیقات گسترده دیگری که در این راستا انجام شد.

اساس کار تکنولوژی اسمزمعکوس

تکنولوژی اسمزمعکوس به‌عنوان‌یک‌روش‌اقتصادی‌ومقرون به صرفه در بسیاری از صنایع از جمله‌صنعت تصفیه آب وارد شد.

در تکنولوژی اسمزمعکوس ممبران‌ها به طور معمول از استات سلولز یا پلی سولفون پوشیده شده با فیلم نازک پلی‌آمیدی ساخته می‌شوند.

در صورتی‌که یک غشا نیمه تراوا میان دو محلول دارای غلظت‌های متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال ( رقیق) از یک طرف پوسته به سمت دیگر حرکت می‌کند. جنس غشا معمولاً استات سلولز و یا پلی‌آمید است. امروزه برای ساخت غشاء از ترکیب استات سلولز و تری استات سلولز استفاده می‌شود. سمت طبیعی حرکت حلال به شکلی است که که محلول  باغلضت بیشتر، نازکتر می‌شود.

اینجا را هم بخوانید   شبکه‌ی جمع آوری فاضلاب

کاربردهای تکنولوژی اسمزمعکوس

عمومی‌ترین کاربرد اسمز معکوس تعویض یونی است. از دیگر کاربردهای سیستم اسمزمعکوس می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • بازیافت آب از فاضلاب شهری و صنعتی
  • تولید آب فرآیندی برای صنایع نوشیدنی‌ها و محصولات لبنی
  • تولید آب فوق خالص برای صنایع میکروالکترونیک
  • تولید آب با خلوص بالا داربرای صنایع داروسازی
  • تصفیه پساب برای بازیافت مواد مصرفی در فرآیند، مانند فلزات در صنایع فلزکاری و رنگ‌های استفاده شده در فرآیند پارچه‌بافی
  • نمک‌زدایی از آب دریا و آب لب‌شور برای تولید آب آشامیدنی. این کار در مناطق ساحلی عمومیت بیشتری دارد.

ماژول‌های ممبران در تکنولوژی اسمزمعکوس

  • به طور معمول چهار نوع ماژول اصلی در ممبران در وجود دارد:
  • ممبران‌های صحفه و قاب
  • ممبران‎ها لوله‌ای
  • ممبران‎های حلزون مارپیچی
  • ممبران‌های فیبر تو خالی.

فرم صفحه و قاب ساده‌ترین ماژول ممبران است که از دوصفحه محافظ و ورقه‌های غشایی دارای فواصل تشکیل شده است.

در ماژول لوله‌ای یا توبولار، ممبران اغلب داخل یک لوله قرار دارد و آب به درون آن پمپ می‌شود.

اما معمول‌ترین فرم ممبران، ماژول مارپیچ حلزونی است که از یک صفحه مسطح ممبران تشکیل شده که به دور یک لوله جمع‌آوری کننده آب خروجی پیچیده شده است. به نحوی که آب خوراک از یک سمت ممبران جریان دارد و آب تمیز خروجی در سمت دیگر جمع می‌شود.

ماژول فیبر توخالی برای شیرین‌سازی آب دریا استفاده می‌شود و شامل دسته‌هایی از الیاف تو خالی است که در یک محفظه به نام پرشروسل قرار دارند. این ماژول در فرآیند تصفیه فاضلاب نیز کاربرد دارند که در این صورت همیشه درون پرشروسل قرار نمی‌گیرند؛ به طوری که دسته‌های فیبرها می‌توانند در آب معلق باشند و آب خروجی تمیز از انتهای فیبرها جمع‌آوری می‌شود.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *