اسمز معکوس: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
بدون خلاصۀ ویرایش |
افزودن بخش های پمپ فشار قوی و تاریخچه اسمز معکوس |
||
خط ۴:
''' اسمز معکوس''' {{به انگلیسی|Reverse osmosis}} فرایند تصفیه آبی است که در آن از [[فشار]] برای معکوس نمودن جریان [[اسمز]]ی [[آب]] از درون یک غشای [[نیمه‌تراوا]] برای تولید آب خالص و حذف یون ها، مولکول ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه‌تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به صورت 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 صورتی‌که فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد گردید.
در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که [[نیترات]] و سایر [[مواد معدنی]] و بسیاری از مواد شیمیایی و میکروارگانیسم ها (عمدتاً باکتری ها) را حذف می‌کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می‌ماند که به عنوان آب پسمانده (Concentrate) دور ریخته می‌شود. می توان پسماند خروجی را مجدداً به سیستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه جویی به عمل آید. اگر [[پسآب]] خروجی که نیم تا دو سوم [[آب]] را تشکیل میدهد در یک سیکل چرخشی وارد شود میتوان راندمان سیستم را افزایش داد
همچنین بهترین روش نمک زدائی از آبهای [[لب شور]] و [[شور]] استفاده از فرایند اسمز معکوس می‌باشد، زیرا سیستم پیچیده‌ای نداشته و راهبری آن قابلیت کنترل بیشتری از دیگر روش‌ها دارا می باشد و با توجه به توسعه روش‌های پیشرفته تولید [[غشا پلیمری|غشاهای پلیمری]]، به‌کارگیری این روش، توجیه بیشتری دارد.
خط ۱۲:
== اساس کار اسمز معکوس ==
فرض کنید دو ظرف، یکی حاوی آب نمک (۱) و دیگری حاوی آب خالص (۲) توسط یک لوله به یکدیگر متصل بوده و هر دو دارای ارتفاع مساوی از آب و در یک سطح قرار داشته باشند. جهت برقراری تعادل در غلظت یون های سدیم و کلراید از ظرف آب نمک، یون های نمک به صورت [[نفوذ مولکولی]] به ظرف آب خالص انتقال یافته تا تعادل غلظت بین هر دو ظرف برقرار گردد. اما اگر بین این دو ظرف و در مسیر جریان آب یک غشاء قرار گیرد که فقط اجازه دهد مولکول های آب از آن عبور کنند، یون های نمک اجازه عبور نخواهند داشت؛ لذا برای برقراری تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) انتقال می‌یابد و این عمل تا آنجا ادامه می‌یابد که افزایش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمک، [[فشار مضاعف]] ایجاد کرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) را ندهد. این فشار را [[فشار اسمزی]] می‌گویند و تابعی از غلظت نمک در هر دو طرف غشاء می باشد.
<br />
== تاریخچه ==
فرایند اسمزی از طریق غشاهای نیمه تراوا ابتدا در سال 1748 توسط ژان آنتوان نولت مشاهده شد. تا 200 سال بعد، اسمز تنها پدیده ای بود که در آزمایشگاه مشاهده شد. در سال 1950، دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس ابتدا آب نمک زدایی را با استفاده از غشاهای نیمه تراوا مورد بررسی قرار داد. محققان هر دو دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس و دانشگاه فلوریدا در اواسط دهه 1950 از آب دریا ،آب شیرین تولید می کردند، اما جریان به قدری کم بود که قابل تجاری سازی نبود.<ref>{{Cite journal|last=Glater|first=Julius|date=1998-09-20|title=The early history of reverse osmosis membrane development|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916498001222|journal=Desalination|volume=117|issue=1|pages=297–309|doi=10.1016/S0011-9164(98)00122-2|issn=0011-9164}}</ref>
== انتخاب غشاء ==
سطر ۲۸ ⟵ ۳۳:
به علت کیفیت بسیار عالی آب خروجی از سیستم اسمز معکوس امروزه بیشتر صنایع از این روش، به جای به کارگیری سیستم های تعویض یونی استفاده می‌کنند. زیرا مبادله‌کننده‌های یونی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی و [[رزین]]، دارای هزینه راهبری و نگهداری زیادی می‌باشند.
== پمپ های فشار قوی ==
پمپ فشار بالا فشار لازم برای عبور آب از غشا را فراهم می کند، با اینکه غشاء اجازه عبور نمک را نمی دهد. فشار لازم برای آب معمولی از 1.6 تا 2.6 مگاپاسکال (225 تا 376 psi) است. در مورد آب دریا، فشار از 5.5 تا 8 مگاپاسکال (800 تا 1180 psi) متغیر است. تامین این فشار نیاز به مقدار زیادی انرژی دارد. از آنجاییکه از بازیافت انرژی استفاده می شود، بخشی از کار پمپ فشار بالا توسط دستگاه بازیابی انرژی تامین می شود، که باعث کاهش انرژی ورودی به سیستم می شود.
== تصفیه آب و فاضلاب ==
| |||