اسمز معکوس: تفاوت میان نسخه‌ها

''' اسمز معکوس''' {{به انگلیسی|Reverse osmosis}} فرایندی است که در آن از [[فشار]] برای معکوس نمودن جریان [[اسمز]]ی [[آب]] از درون یک غشای [[نیمه‌تراوا]] استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه‌تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به گونهٔ طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از [[غلظت]] پایین‌تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد. این پدیده تا هنگامی که [[پتانسیل شیمیایی|پتانسیل‌های شیمیایی]] دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت. در [[حالت تعادل]] اختلاف فشار بین دو طرف غشا برابر اختلاف [[فشار اسمزی]] است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتیکهصورتی‌که فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد گردید.

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 روشهاروش‌ها می‌باشد و با توجه به توسعه روشهایروش‌های پیشرفته تولید [[غشا پلیمری|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 استشده‌است. 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 (Concentrated) یا (Brine) تبدیل می‌شود.

در سیستم اسمز معکوس غشاء مهمترین و حساسترین قسمت دستگاه می‌باشد. زیرا فشار عملیاتی مورد نیاز ارتباط مستقیم با ضخامت غشاء و قطر سوراخهای آن دارد. همچنین غشاء به علت تماس مداوم با [[مواد شیمیایی]] افزوده شده به آب، بایستی مقاوم بوده و با مواد بازدارنده و ضد رسوب گذاررسوب‌گذار و زیست کشها (Biocides) واکنش ندهد.

سعی می‌شود آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس، حتماً تصفیه مقدماتی گردد؛ ولی با این حال لازم است پیش از انتخاب غشاء عملیت پایلوتی صورت پذیرد. به علت کیفیت بسیار عالی آب خروجی از سیستم اسمز معکوس امروزه بیشتر صنایع از این روش، بجایبه جای بکارگیری سیتمهای تعویض یونی استفاده می‌کنند. زیرا مبادله کننده‌هایمبادله‌کننده‌های یونی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی و [[رزین]]، دارای هزینه راهبری و نگهداری زیادی می‌باشند.

آب باران جمع آوریجمع‌آوری شده از تخلیه طوفان با استفاده از پردازشگرهای اسمز معکوس و برای آبیاری چشمگیر و صنعتی در لس آنجلس و دیگر شهرها به عنوان یک راه حل برای مشکل کمبود آب مورد استفاده قرار می گیردمی‌گیرد.

در صنعت، اسمز معکوس مواد جامد را از دیگ بخار در نیروگاه هانیروگاه‌ها حذف می کندمی‌کند. آب چند بار دفع می شودمی‌شود. آب باید تا آنجا که ممکن است خالص باشد، بنابراین ته نشینی را در ماشین آلات کاهش و یا باعث خوردگی نمی کند. ذخایر داخل یا خارج لوله هایلوله‌های دیگ بخاطر عدم کارآیی دیگ بخار، کاهش کارآیی آن و همچنین تولید بخار ضعیف، تولید برق ضعیف در توربین می شودمی‌شود.

همچنین برای تمیز کردن پساب و آب هایآب‌های زیرزمینی سدیم استفاده می شودمی‌شود. فاضلاب در حجم هایحجم‌های بزرگتر (بیش از 500 متر مکعب در دسیالر) باید در یک کارخانه تصفیه فاضلاب اول درمان شود و پس از آن پساب پاکیزه تحت سیستم اسمز معکوس قرار می گیردمی‌گیرد. هزینه درمان به طوربه‌طور قابل توجهی کاهش می یابد و عمر غشایی سیستم اسمز معکوس افزایش می یابد.

فرآیند اسمز معکوس را می توانمی‌توان برای تولید آب دیونیزه استفاده کرد.

فرایند اسمز معکوس برای تصفیه آب انرژی حرارتی ندارد. سیستم هایسیستم‌های جریان اسمز معکوس را می توانمی‌توان با پمپ هایپمپ‌های فشار بالا تنظیم کرد. بازیابی آب خالص بستگی به عوامل مختلف، از جمله اندازه غشاء، اندازه ذرات غشاء، دما، فشار عملیاتی و سطح سطح غشاء است.

در سال 2002، سنگاپور اعلام کرد که بخش قابل توجهی از برنامه هایبرنامه‌های آب آینده خود را یک فرایند به نام NEWater خواهد ساخت. این شامل استفاده از اسمز معکوس برای درمان فاضلاب خانگی قبل از تخلیه مجدد ویتور به مخازن است.

علاوه بر نمک زدایی، اسمز معکوس یک عملیات ارزان تر برای تمرکز مایعات غذایی (مانند آب میوه ها) از فرآیندهای معمول حرارتی است. تحقیقات روی غلظت آب پرتقال و آب گوجه فرنگی انجام شده استشده‌است. مزایای آن عبارتند از: هزینه عملیاتی پایین و توانایی اجتناب از فرایندهای پردازش گرما، که آن را برای مواد حساس به گرما مانند پروتئین و آنزیم هایآنزیم‌های موجود در اکثر محصولات غذایی مناسب می سازد.

اسمز معکوس بهبه‌طور طور گسترده ایگسترده‌ای در صنعت لبنی برای تولید پودر پروتئین آب پنیر و غلظت شیر ​​برای کاهش هزینه هایهزینه‌های حمل و نقل استفاده می شودمی‌شود. در برنامه هایبرنامه‌های کاربردی پنیر، آب پنیر (مایع باقی ماندهباقی‌مانده پس از تولید پنیر) با اسمز معکوس از 6٪ جامد جامد تا 10-20٪ کل مواد جامد قبل از پردازش اولترافیلتراسیون متمرکز می شودمی‌شود. پس از اتمام فرایند اولترافیلتراسیون می توانمی‌توان از پودر هایپودرهای مختلف پنیر، از جمله جدایه پروتئین آب پنیر استفاده کرد. علاوه بر این، نفوذ اولترافیلتراسیون که حاوی لاکتوز است، توسط اسمز معکوس از 5٪ جامد جامد تا 22- 18٪ جامدات جامد متمرکز می شودمی‌شود تا هزینه هایهزینه‌های کریستال شدن و خشک شدن پودر لاکتوز را کاهش دهد.