سیستم اسمز معکوس در تصفیه آب

مصرف آب آشامیدنی ناسالم می‌تواند پیامدهای جدی برای سلامتی انسان ایجاد کند و خطر ابتلا به بیماری‌های مختلف را افزایش دهد. یکی از مطمئن‌ترین روش‌های تولید آب سالم، استفاده از سیستم اسمز معکوس (RO) است. به دلیل توانایی بالای اسمز معکوس در حذف ویروس‌ها و میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، این سیستم یکی از بهترین گزینه‌ها برای تصفیه آب در مناطق دارای منابع آب آلوده محسوب می‌شود. استفاده از دستگاه‌های اسمز معکوس به طور مؤثر از بروز بیماری‌های منتقله از آب مانند اسهال، وبا و حصبه جلوگیری کرده و کیفیت آب آشامیدنی را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. در این مقاله، به معرفی کامل سیستم تصفیه آب اسمز معکوس می پردازیم و روش‌های کنترل و کاهش میکروارگانیسم‌ها در این تجهیزات را بررسی خواهیم کرد.

همچنین بخوانید:

♣ آب سالم و تصفیه فاضلاب

♣ آب و فاضلاب را ضدعفونی کنیم

سیستم RO چیست؟

اسمز معکوس یک فناوری پیشرفته تصفیه آب است که در آن آب با فشار از میان یک غشای نیمه‌تراوا عبور داده می‌شود تا تمام ناخالصی‌ها، املاح محلول و آلاینده‌های مضر از آن جدا شوند. در این فرآیند، تنها مولکول‌های خالص آب قادر به عبور از غشاء هستند و نتیجه آن تولید آب دیونیزه و بسیار خالص است. به دلیل توانایی بالای سیستم RO در حذف آلاینده‌ها، این روش یکی از مطمئن‌ترین و محبوب‌ترین فناوری‌ها برای تصفیه آب خانگی، صنعتی و آزمایشگاهی محسوب می‌شود.

کاربرد های روش اسمز معکوس و دلایل استفاده از آن

استفاده از سیستم اسمز معکوس (RO) به عنوان یکی از مؤثرترین روش‌های تصفیه آب، مزایای فراوانی نسبت به سایر روش‌ها دارد. این فناوری با عملکرد دقیق و قابلیت حذف گسترده آلاینده‌ها، در صنایع مختلف و مصارف خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مهم‌ترین کاربردها و دلایل انتخاب سیستم RO عبارتند از:

۱. بهبود طعم، بو و شفافیت آب

سیستم RO با حذف آلاینده‌ها، ترکیبات شیمیایی و میکروارگانیسم‌های مضر، کیفیت حسی آب را بهبود می‌بخشد و آب را خوش‌طعم‌تر و شفاف‌تر می‌کند.

۲. نگهداری و سرویس آسان

دستگاه‌های تصفیه آب RO قطعات متحرک کمی دارند و تنها تعداد محدودی فیلتر قابل تعویض در آن‌ها استفاده می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود نگهداری، سرویس و تعویض قطعات بسیار ساده و کم‌هزینه باشد.

۳. حذف طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها

فناوری اسمز معکوس قادر است بسیاری از آلاینده‌های خطرناک موجود در آب را حذف کند، از جمله:

• نیترات‌ها و نیتریت‌ها
• آفت‌کش‌ها و سموم کشاورزی
• سرب و سایر فلزات سنگین (مقاله مرتبط حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب را مطالعه بفرمایید)
• سولفات‌ها و فلوراید
• باکتری‌ها، ویروس‌ها و میکروارگانیسم‌ها
• باقی‌مانده داروها و ترکیبات شیمیایی
• آرسنیک و سایر مواد سمی

این گستردگی حذف، RO را به یکی از بهترین سیستم‌های تصفیه آب در جهان تبدیل کرده است.

4. کاهش مصرف برق

سیستم‌های اسمز معکوس خانگی به انرژی کمی نیاز دارند و در مقایسه با بسیاری از روش‌های تصفیه آب، مصرف برق بسیار پایینی دارند.

۵. صرفه‌جویی اقتصادی

استفاده از دستگاه تصفیه آب RO در بلندمدت موجب کاهش هزینه‌های خرید آب بسته‌بندی، کاهش هزینه‌های درمان ناشی از مصرف آب ناسالم و کاهش هزینه سرویس دستگاه می‌شود. به همین دلیل، RO گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه برای تصفیه آب محسوب می‌شود.

میزان PH آب حاصل از تصفیه سیستم اسمز معکوس

آبی که توسط دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس تولید می‌شود معمولاً کمی اسیدی‌تر از آب خالص است. سطح pH این آب معمولاً در بازه‌ی ۵.۷ تا ۷ قرار می‌گیرد و به طور رایج میانگین pH آن ۶ تا ۶.۵ است. این میزان اسیدیته کاملاً طبیعی است و به دلیل حذف گسترده املاح و مواد معدنی از طریق غشای نیمه‌تراوا ایجاد می‌شود.

برای مقایسه، بسیاری از نوشیدنی‌های روزمره مانند قهوه، چای، آب‌میوه، نوشابه‌های گازدار و حتی شیر دارای pH پایین‌تر و اسیدی‌تر از آب تولید شده توسط سیستم RO هستند؛ بنابراین اسیدی بودن خفیف آب اسمز معکوس هیچ خطری برای سلامت ندارد.

بر اساس استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا، آب آشامیدنی سالم باید pH بین ۶.۵ تا ۸.۵ داشته باشد. از آنجا که بسیاری از دستگاه‌های RO امکان افزودن فیلترهای مینرال یا قلیایی کننده را دارند، می‌توان pH آب خروجی را در همین بازه استاندارد تنظیم کرد.

نحوه کار سیستم اسمز معکوس

سیستم تصفیه آب اسمز معکوس با ایجاد فشار بر آب و عبور دادن آن از یک غشای نیمه‌تراوا عمل می‌کند. در حالی که فرآیند اسمز طبیعی بدون نیاز به انرژی و به‌صورت خودبه‌خودی اتفاق می‌افتد، در اسمز معکوس برای غلبه بر فشار اسمزی و حرکت آب از سمت پراملاح به سمت بی‌املاح، نیاز به انرژی و اعمال فشار وجود دارد. در این فرآیند، هنگامی که آب تحت فشار از غشا عبور می‌کند، تنها مولکول‌های خالص آب قادر به نفوذ از آن هستند. هرچند، بیشتر نمک‌های محلول، ترکیبات آلی، ذرات معلق، باکتری‌ها و ویروس‌ها پشت غشا باقی مانده و از آب حذف می‌شوند. نتیجه این عمل، تولید آبی است که به‌طور کامل نمک‌زدایی، دمینرالیزه و دیونیزه شده است.

سیستم اسمز معکوس زمانی بهترین عملکرد را دارد که در کنار سایر مراحل تصفیه مانند پیش‌فیلترهای رسوب‌گیر و کربنی به کار گرفته شود. ترکیب این روش‌ها با یکدیگر، آب خروجی را از نظر طعم، بو و کیفیت میکروبی‌ به سطح بسیار مطلوبی می‌رساند و آب آشامیدنی کاملاً سالم، شفاف و بدون بو تولید می‌کند.

انواع آلودگی های ممبران اسمز معکوس

فیلتر ممبران یا غشای اسمز معکوس یکی از اصلی‌ترین اجزای دستگاه‌های تصفیه آب و آب‌شیرین‌کن‌ها است. این غشا از لایه‌های بسیار نازک و فشرده تشکیل شده و به دلیل ساختار خاص خود، تنها اجازه عبور مولکول‌های آب را می‌دهد و مانع ورود بسیاری از آلاینده‌های شیمیایی، فیزیکی و میکروبی می‌شود.
با این حال، تجمع انواع ناخالصی‌ها و رسوبات در پشت منافذ غشا باعث ایجاد آلودگی و گرفتگی ممبران می‌شود که عملکرد سیستم را کاهش می‌دهد.

مهم‌ترین انواع آلودگی ممبران عبارتند از:

الف) آلودگی ممبران ناشی از رسوب‌گذاری 

رسوب‌گذاری زمانی رخ می‌دهد که املاح محلول مانند کلسیم، منیزیم، سیلیس یا بی‌کربنات‌ها روی سطح ممبران تجمع پیدا کنند. این رسوبات منافذ غشا را مسدود کرده و باعث کاهش فشار، کاهش دبی آب تصفیه‌شده و کاهش راندمان سیستم RO می‌شوند. اگر رسوب‌گذاری کنترل نشود، ممکن است موجب آسیب دائمی به ممبران گردد.

ب) آلودگی ممبران ناشی از میکروارگانیسم‌ها

یکی از رایج‌ترین مشکلات سیستم‌های اسمز معکوس، آلودگی میکروبی ممبران است. رشد و تجمع باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها روی سطح غشا باعث تشکیل لایه‌ای چسبناک یا بیوفیلم می‌شود. این لایه علاوه بر کاهش ظرفیت عبور آب، مصرف انرژی را افزایش داده و طول عمر ممبران را کاهش می‌دهد.
بیوفولینگ یکی از چالش‌های جدی در سیستم‌های RO است و نیازمند کنترل مداوم کیفیت آب ورودی، استفاده از پیش‌تصفیه مناسب و شست‌وشوی دوره‌ای ممبران است.

نکات مهم در نگهداری دستگاه تصفیه سیستم RO

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس از قطعات مختلفی تشکیل شده است که عملکرد صحیح هر یک از آن‌ها نقش مهمی در کیفیت آب خروجی و طول عمر سیستم دارد. رعایت اصول نگهداری و سرویس دوره‌ای می‌تواند بازده دستگاه را افزایش داده و از بروز مشکلاتی مانند افت فشار، آلودگی ممبران یا رسوب‌گذاری جلوگیری کند.

مهم‌ترین نکات نگهداری سیستم RO مطابق جدول زیر است:

پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس

آب ورودی به دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس قبل از رسیدن به ممبران‌های RO، تحت فرآیند پیش‌تصفیه قرار می‌گیرد. این مرحله نقش بسیار مهمی در حفاظت از ممبران‌ها و افزایش طول عمر آن‌ها دارد. عملیات پیش‌تصفیه با حذف ذرات معلق، کلر، مواد آلی، رسوبات و سایر ترکیبات موجود در آب ورودی، از گرفتگی و آسیب به غشاهای اسمز معکوس جلوگیری می‌کند. به‌این ترتیب، ممبران‌ها با کارایی بالاتر و طول عمر بیشتر قادر به تولید آب تصفیه‌شده با کیفیت مطلوب خواهند بود. استفاده از پیش‌تصفیه مناسب، یکی از مهم‌ترین اقدامات برای افزایش کارایی سیستم RO و کاهش هزینه‌های نگهداری محسوب می‌شود و تضمین می‌کند که آب خروجی شفاف، بدون بو و طعم مناسب باشد.

ضدعفونی سیستم RO توسط اگوسیب

تشکیل رسوبات آهکی در سیستم‌های اسمز معکوس باعث تجمع باکتری‌ها، جلبک‌ها و ویروس‌ها می‌شود و به مرور بیوفیلم ایجاد می‌کند. این لایه‌های میکروبی نه تنها می‌توانند موجب انتشار بیماری شوند، بلکه باعث کاهش دبی و کارایی آب خروجی سیستم RO نیز می‌شوند. استفاده از محصولات گندزدا مانند اگوسیب، راهکاری مؤثر برای از بین بردن رسوبات و بیوفیلم در سیستم‌های RO است. اگوسیب بر پایه پراستیک اسید است این فرآیند ضدعفونی نه تنها سلامت آب آشامیدنی را تضمین می‌کند، بلکه طول عمر ممبران‌ها و سایر قطعات سیستم را نیز افزایش می‌دهد. با انجام دوره‌ای ضدعفونی و تمیز کردن سیستم RO با روش‌های استاندارد، می‌توان از کاهش راندمان و مشکلات ناشی از رسوب و رشد میکروارگانیسم‌ها جلوگیری کرد.

تاثیر اگوسیب بر قطعات در سیستم اسمز معکوس

در سیستم های RO با غشاء (PA) نباید از این محلول استفاده کرد؛ زیرا همانند ضدعفونی کننده های دیگر نظیر فرمالدئید، با آمین های موجود در ساختار غشاء واکنش می دهد. از طرفی وجود یون های آهن و منگنز در آب ورودی، نرخ اکسیداسیون را به شدت بالا می برد. لذا باید قبل از استفاده از گندزدا، غشاء را با شستشوی شیمیایی یا با استفاده از فیلترهای مناسب از وجود یون های مذکور پاکسازی کرد. به منظور ضدعفونی کردن سیستم های غشایی از جنس سلولز استات (CM) می توان از محلول هیپوکلرید با غلظت مناسب استفاده کرد.

زمان تماس اگوسیب و غشا

زمان تماس اگوسیب و غشا به میزان بیوفولینگ تشکیل شده بستگی دارد. به طور معمول این زمان را باید دو ساعت در نظر گرفت. سیستم  RO در اکثر مواقع باید حاوی محلول اگوسیب باشد و بیشترین زمانی که برای خارج شدن از سرویس در نظر گرفته می شود، دو روز می باشد. به منظور افزایش راندمان عملیات ضدعفونی سیستم RO، باید سیستم پیش تصفیه را نیز توسط محلول اگوسیب ضدعفونی کرد.

کلام آخر:

سیستم اسمز معکوس یک فرآیند تصفیه آب است که از یک غشای تا حدی نفوذپذیر برای جداسازی یون‌ها، مولکول‌های ناخواسته و ذرات بزرگتر از آب آشامیدنی استفاده می‌کند. در سیستم RO، از فشار اعمال شده برای غلبه بر فشار اسمزی استفاده می شود. مهم ترین قسمت دستگاه تصفیه RO فیلتر ممبران است. میکروارگانیسم در سیستم های RO و رسوبات باعث آلودگی ممبران می شود. برای جلوگیری از آسیب به فیلتر و کاهش هزینه ها می توان از محلول گندزدای اگوسیب، استفاده نمود. اگوسیب یک گندزدای قوی و سطح بالا است. خاصیت ضدعفونی کنندگی این محلول از کلر بیشتر است. لذا شما را از تزریق اسید بی نیاز خواهد کرد.  اگوسیب تولیدی صنایع آرال شیمی، همزمان با توان بالای ضدعفونی کنندگی دارای خاصیت جرم گیری نیز می باشد.

⇐ نسخه بروزرسانی شده در آذر 1404