(Ro) اسمز معکوس از جمله شیوه‌هایی است که امروزه به طور گسترده در شیرین‌سازی آب دریا، جداسازی مواد آلی و سمّی از پساب‌های صنعتی به کار برده می‌شود.به طور کلی این روش بر پایه انتقال جرم حلال با استفاده از غشای نیمه تراوا و نیز فشار هیدرواستاتیک استوار است. جهت آشنایی با فرآیند اسمز معکوس، شناخت پدیده اسمز از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر بین دو محلول با غلظت‌های مختلف یک غشاء نیمه تراوا قرار گیرد، مقداری از حلال از یک طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می‌شود.جهت طبیعی حرکت به گونه‌ای است که محلول غلیظ‌تر، رقیق می‌شود، پساب خالص از غشاء عبور کرده و وارد آب شور می‌شود.

اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود در آن صورت سطح آب نمک آن از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. این اختلاف سطح بوجود آمده در دو طرف غشاء را فشار اسمزی گویند.

اما در اسمز معکوس آب توسط پمپ به داخل محفظه ای که دارای غشاء نیمه تراوا می‌باشد رانده می‌شود و چون ناخالصی‌ها قادر به عبور از غشاء نیستند از این رو، در یک طرف غشاء آب تقریبا خالص و در طرف دیگر آن آب تغلیظ شده از ناخالصی‌ها وجود خواهد داشت.

این فرآیند برای تهیه آب آشامیدنی از آب‌هایی که حاوی املاح معدنی زیاد و ناخالصی‌های آلی می‌باشند بسیار مناسب بوده و حتی قادر خواهد بود از آبهایی با TDS بالا مانند دریا که حدود 50000ppm می باشد، نیز آب آشامیدنی تهیه نماید . روش اسمز معکوس قادر به جداسازی مواد غیر آلی حل شده و حتی ویروس ها و باکتری ها نیز می‌باشد.اسمز معکوس در صنایع غذایی، تولید آبمیوه‌ها، صنایع داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد اسمز معکوس در صنایع مختلف

1- حذف املاح و سختی از آب بویلرها و دیگ بخار توسط فرآیند اسمز معکوس (Pure water for boilers at Powerplant)

2- تولید آب دیونایز شده (آب دمین) برای صنایع دارویی(Deionized water)

3- تولید هیدروژن

4- تولید آب مناسب برای شرب برای جوامع شهری

5- استفاده از اسمز معکوس جهت تامین آب مناسب صنایع غذایی

6- استفاده در کارواش‌ها و شستشوی دستگاه‌های صنعتی

7- مورد استفاده در گلخانه‌ها

انواع دستگاه RO :

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (Reverse osmosis) معمولاً به دو صورت صنعتی و خانگی طراحی و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

–دستگاه RO خانگی

در این دستگاه‌ها غشاء به گونه‌ای طراحی می‌گردد که با فشار آب لوله کشی شهری فشار معمولاً 2-4 bar  کار کند، بدین صورت که آب با فشار داخل لوله وارد پیش تصفیه‌ها و در نهایت وارد غشاء می‌گردد و با توجه به جنس غشاء مقداری از املاح در آب تصفیه شده حفظ می‌گردد و این املاح جهت آشامیدن مناسب به جا می‌باشد.

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 گذار 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 عملیات پایلوتی صورت پذیرد. به علت کیفیت بسیار عالی آب خروجی از سیستم اسمز معکوس امروزه بیشتر صنایع از این روش، بجای بکارگیری سیستم‌های تعویض یونی استفاده می‌کنند. زیرا مبادله کننده‌های یونی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی و رزین، دارای هزینه راهبری و نگهداری زیادی می‌باشند.

در دستگاه‌های تصفیه آب خانگی که از فرآیند اسمز معکوس استفاده شده، فیلتری بنام ممبران ( Membrane ) این فرایند تصفیه را انجام می‌دهد. ولی قبل از اینکه آب وارد این فیلتر شود باید ابتدا تصفیه مقدماتی شده و ناخالصی‌های معلق، کلر و مشتقات آن که به فیلتر ممبران آسیب وارد کرده و باعث کاهش عمر آن می‌شود حذف شوند، همچنین چون قطر روزنه‌های این فیلتر بسیار کوچک است (0.0001 میکرون) آب با فشار شهری توانایی عبور از آن را نداشته و باید فشار آن افزایش یابد. تصفیه مقدماتی توسط سه فیلتر الیافی، کربن فعال و کربن بلاک انجام شده و افزایش فشار توسط پمپی قبل از ورود به فیلتر ممبران که فیلتر چهارم است صورت می‌گیرد. آب ورودی به ممبران به دو جریان آب تصفیه شده و پساب تبدیل می‌شود. روزنه‌های بسیار ریز ممبران و همچنین وجود جریان پساب که باعث دفع بخشی از آب ورودی می‌شود باعث افت فشار در جریان آب تصفیه شده می‌گردد. برای افزایش فشار آب تصفیه شده در شیر مصرف، مخزن تحت فشاری در نظر گرفته شده که جریان آب تصفیه شده در آن ذخیره می‌شود. با باز شدن شیر مصرف، آب با فشار از مخزن خارج شده و جهت حذف آثار ماندگاری احتمالی آب در مخزن وارد فیلتر پنجم بنام فیلتر پست کربن شده و بو و طعم احتمالی آن گرفته می‌شود سپس جهت جریان آب تصفیه شده به شیر مصرف هدایت می‌شود. جریان پساب خروجی از فیلتر ممبران به جریان فاضلاب خانگی هدایت شده و دفع می‌گردد.

مزایای دستگاه تصفیه آب خانگی

1- تصفیه آب و مطبوع کردن آب به علت حذف املاح مضر

2- حذف بوی کلر یا گازهای فاضلابی و نامطبوع دیگر

3- حذف کدورت آب توسط دستکاه تصفیه خانگی

4- حذف رسوبات و زنگ آهن داخل آب

5- حذف سختی آب توسط فیلتر اسمز معکوس تصفیه خانگی

-تصفیه آب صنعتی ro

معمولاً این دستگاه‌ها برای حجم های بیش از 5m3/day در نظر گرفته می‌شود و راندمان تصفیه در حدود 98% می‌باشد. بنابراین آب خروجی تقریبا عاری از املاح می‌باشد. انتخاب دستگاه مناسب بستگی به فاکتورهای زیادی از جمله TDS، آب ورودی، دبی آب و فراوانی و ارزانی و … دارد.

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس از بخش‌های زیر تشکیل شده است:

1-  شاسی استقرار

2-  پمپ تحت فشار

3-  ممبران

4-  لوازم اندازه‌گیری الکتریکی

معمولاً ابعاد ممبران‌ها به صورت صنعتی در اندازه های 4 و 8 اینچ موجود می‌باشد. ممبران یک قطعه سیلندری شکل است و به نحوی ساخته شده است که مولکول‌های غیر یونی مانند مولکول‌های آب را از خود عبور می‌دهد.ممبران‌ها دارای سه لایه اصلی هستند. لایه اول لایه نگه دارنده رطوبت. لایه داخلی از جنس پلی سولفون بسیار ریز و یک لایه پلی آمید بسیار نازک هستند. ممبران‌ها دارای یک ورودی و دو خروجی هستند.

در ورودی، آب با TDS بالا وارد شده و در خروجی آب تصفیه شده (95-99% خالص) و پسماند خارج می‌شود.ممبران‌ها دارای سوراخ‌های ریزی به اندازه میکرون هستند و بنابراین آب ورودی می‌بایست پیش از ورود به ممبران حتماً مورد فیلتراسیون قرار گیرد. فشار مورد نیاز برای فرایند اسمز معکوس توسط پمپ ایجاد می‌شود.

کاربرد دستگاه تصفیه آب صنعتی RO در کشورمان بسیار وسیع بوده و در صنایع غذایی، داروسازی، نوشابه سازی و … از آن استفاده می‌شود.

همچنین استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی RO برای تأمین آب تغذیه بویلرهای صنعتی در اکثر موارد به دلیل هزینه اولیه بالا و مصرف برق فراوان اقتصادی نیست.بعضاً تصور بر این است که آب خارج شده از دستگاه تصفیه آب صنعتی RO از آنجایی‌که تقریباً خالص است (95-99%) بنابراین دیگر احتیاج به هیچ تصفیه‌ای ندارد.در صورتی که PH  آب خالص نزدیک به هفت بوده، به هیچ عنوان مناسب برای دیگ‌های بخار نیست. از این رو حتماً می بایست مورد تصفیه داخلی قرار گرفته و با تزریق مواد شیمیایی PH  آن کنترل شود.

در حال حاضر جهت بررسی کیفیت آب ورودی به دستگاه RO آزمون‌های شیمیایی و میکروبی در شرکت آزمون سلامت اسا انجام شده تا با داشتن اطلاعات کافی نسبت به تصفیه آب با این روش اقدامات لازم صورت گیرد .

مقاله مرتبط : آنتی اسکالانت