اسمز معکوس و آلودگی های رایج آن

اسمز معکوس(Reverse osmosis)

فرآیندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه ‌تراوا استفاده می‌شود. در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که املاح مرسوم از جمله کلسیم، منیزیم و سایر مواد معدنی را فیلتر می‌کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می‌ماند که به عنوان آب پسمانده دور ریخته می‌شود. سیستم‌های اسمز معکوس با کارآیی بالا از فشارهای در حد یک میلیون پاسکال استفاده می‌کنند.

همچنین بهترین روش نمک زدائی از آبهای لب شور استفاده از فرایند اسمز معکوس می‌باشد، زیرا سیستم پیچیده‌ای نداشته و راهبری آن قابل کنترلتر از دیگر روشها می‌باشد و با توجه به توسعه روشهای پیشرفته تولید غشاهای پلیمری، به‌کارگیری این روش، توجیه بیشتری دارد.

صنایع امروز برای تصفیه آب مورد استفاده در بخشهای تولید بخار و فرایند خود از سیستم اسمز معکوس استفاده فراوانی می‌برند. اساس کار این دستگاهها بر عبور ملکولهای غیر یونی مثل آب از یک غشاء با روزنه‌های بسیار ریز بنا شده است. این غشاءها به صورتی ساخته شده‌اند که ملکولهای خنثی را براحتی از خود عبور می‌دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریباً خالص تبدیل می‌گردد. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Reject) یا (Brine) تبدیل می‌شود.

آلودگی های رایج درسیستم ممبران RO:

طی دوره زمانی بهره برداری عادی RO، سازه های غشاء این سیستم در معرض آلودگی حاصل از مواد معلق یا با حلالیت محدود که عموماً در آب خوراک موجودند، قرار می گیرند.

نمونه های مرسوم این آلاینده ها عبارتند از:

  • رسوبات کربنات کلسیم
  • رسوبات سولفاتی کلسیم، باریم یا استرونتیم
  • اکسیدهای فلزی (آهن، منگنز، مس، نیکل، آلومینیوم و غیره)
  • رسوب سیلیس پلیمریزه
  • رسوب های کلوئید معدنی
  • رسوب های کلوئیدی حاوی ترکیبی معدنی/ آلی
  • گونه های NOM آلی (ماده آلی طبیعی)
  • مواد آلی وارد شده به سیستم (یعنی مواد ضد رسوب/ پخش کننده،  پلی الکترولیتهای کاتیونی)
  • ترکیبات بیولوژیکی (لجن زیست باکتریایی، جلبک، کپک یا قارچ)

ماهیت و سرعت تشکیل آلودگی به عوامل متعددی نظیر کیفیت آب خوراک و نرخ بازیابی سیستم بستگی دارد.

معمولاً روند ایجاد آلودگی تدریجی می باشد و اگر در ابتدا کنترل نشود، طی مدت زمانی نسبتاً کوتاه به کارایی سازه غشاء RO صدمه خواهد زد. عملیات شستشو زمانی انجام می شود که RO شواهدی از آلودگی را نشان دهد و این فرایند دقیقاً قبل از توقف درازمدت سیستم و برحسب روال نگهداری زمان بندی شده انجام می پذیرد. برای اجتناب از آلودگی بیش از حد سازه ها به آلاینده های فهرست شده در سطور بالا، باید آنها را در وضعیت پاکیزه یا نسبتاً تمیز نگهداشت.

 

در شرایط زیر غالباً سطح آلاینده ها در RO قابل قبول است.

  • در صورتی که شدت جریان نفوذی کمتر از 10% حد طبیعی کاهش داشته باشد.
  • در صورتی که میزان افت کیفیت آب نفوذی 10% پایین تر از حد عادی باشد.
  • در صورتی میزان افزایش افت فشار قابل قبول که از روی تفاضل فشار در شیر آب خوراک و شیر آب تغلیظ شده اندازه گیری می شود، کمتر از 15% حد عادی باشد.

قبل از اینکه ارقام یاد شده از حدود لازم برای حفظ حالت پاکیزگی  یا نسبتاً تمیز سازه ها فراتر رود، باید عملیات شستشو را انجام داد. در صورت برگشت شاخصهای بهسازی شده به کمیتهای اولیه راه اندازی آنها، می توان ثابت نمود که عملیات شستشو مؤثر بوده است. در صورتی که شما نتوانید داده های بهره برداری خود را بهسازی نمایید، و شما تغییرات عمده ای در شاخصهای بحرانی بهره برداری نداشته باشید، آنگاه کمیتهای بالا قابل اعمال هستند..آن دسته از شاخصهای بهره برداری که باید ثابت باقی بمانند، عبارتند از: جریان نفوذی، فشار معکوس نفوذی، (نرخ) بازیابی (آب)، دما و TDS آب خوراک.چنانچه شاخص های بهره برداری دچار نوسان شوند، در آن صورت اکیداً به شما توصیه می گردد برای پی بردن به وقوع آلودگی در RO یا حصول اطمینان از عملکرد صحیح RO برحسب تغییر ایجاد شده در شاخص بهره برداری بحرانی، ابتداداده های موردنیازرابرای  بهسازی اندازه گیری  نمایید.