سیستم اسمز معکوس در تصفیه آب
مصرف آب آشامیدنی ناسالم اثرات منفی بر سلامتی انسان دارد. اسمز معکوس (RO) یک فرآیند تصفیه آب است که مواد جامد (TDS) و ناخالصی های محلول مانند باکتری ها، ویروس ها، فلزات سنگین و غیره را از آب جدا می کند. علاوه بر این، اسمز معکوس یک روش بسیار موثر برای حذف ویروس های منتقله از آب است. در نتیجه، استفاده از سیستم RO جهت تصفیه آب در مناطق دارای آب آلوده به منظور محافظت از بیماری‌هایی مانند اسهال، وبا و حصبه مفید است. در این مقاله قصد داریم به سیستم تصفیه اسمز معکوس (RO) و روش های کنترل میکروارگانیسم در سیستم های RO بپردازیم.
سیستم RO چیست؟
اسمز معکوس ( Reverse Osmosis) یا RO، فرآیندی است که در آن با تحت فشار دادن آب از طریق یک غشای نیمه تراوا ( پوشش مصنوعی)، آب دیونیزه بدست می آید.
کاربرد های روش اسمز معکوس و دلایل استفاده از آن
تصفیه آب با استفاده از سیستم تصفیه RO نسبت به روش های دیگر مزیت هایی دارد. برخی از آن ها به شرح زیر است:
- سیستم RO با حذف آلاینده ها، طعم، بو و ظاهر آب را بهبود می بخشد.
- دستگاه تصفیه RO دارای قطعات متحرک یا قابل تعویض بسیار کمی است که تمیز کردن و سرویس آن را آسان می کند.
- سیستم اسمز معکوس می‌توانند آلاینده‌های رایج آب از جمله نیترات‌ها، آفت‌کش‌های سرب، سولفات‌ها، فلوراید، باکتری‌ها، مواد دارویی، آرسنیک و موارد دیگر را از آب حذف کند.
- سیستم تصفیه RO مصرف برق را کاهش می دهد.
- سیستم تصفیه اسمز معکوس (RO) موجب صرفه جویی در هزینه ها می شود.
میزان PH آب حاصل از تصفیه سیستم اسمز معکوس
آب حاصل از دستگاه تصفیه آب RO، کمی اسیدی تر از آب خالص است که سطح pH آن در حدود 7 تا 5/7 است. به طور معمول، pH آب تولید شده توسط سیستم اسمز معکوس بین 6 تا 6.5 است. قهوه، چای، آب میوه، نوشابه‌های گازدار و حتی شیر دارای pH پایین‌تری هستند، به این معنی که اسیدی‌تر از آب سیستم اسمز معکوس هستند. با این حال، حتی استانداردهای آب از EPA بیان می کند که آب بین 6.5 تا 8.5 سالم و بی خطر برای نوشیدن است.
نحوه کار سیستم اسمز معکوس
سیستم تصفیه اسمز معکوس (RO) با استفاده از فشار، برای فشار دادن آب به داخل غشایی کار می‌کند که آلودگی‌ها را فیلتر می‌کند. در حالی که اسمز معمولی به طور طبیعی بدون نیاز به انرژی اتفاق می افتد. فرآیند تصفیه آب آشامیدنی با سیستم اسمز معکوس به انرژی نیاز دارد. هنگامی که آب از طریق غشای نیمه تراوا خارج می شود، به مولکول های آب اجازه عبور می دهد. در حالی که اکثر نمک های محلول، مواد آلی، باکتری ها و ویروس ها مسدود می شوند. هنگامی که آب آشامیدنی تحت فرآیند تصفیه اسمز معکوس قرار گرفت، نمک زدایی، دمینرالیزاسیون و دیونیزه می شود. فیلتر اسمز معکوس هنگامی که با سایر روش‌های تصفیه آب آشامیدنی ترکیب می‌شوند، آب با کیفیتی را فراهم می‌کند که عاری از طعم و بوی نامطبوع و کاملا ایمن برای آشامیدن است.
انواع آلودگی های ممبران اسمز معکوس
فیلتر ممبران یا غشای تصفیه آب در دستگاه آب شیرین کن لایه نازکی است که، در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب استفاده می شود. به دلیل ساختار متفاوتی که دارند به برخی از مواد شیمیایی و فیزیکی اجازه عبور نمی دهند. به همین دلیل برخی از آلاینده ها به دلیل کوچک بودن منافذ غشا، در پشت منافذ می مانند. فیلتر های ممبران در فرآیند تصفیه آب دچار آلودگی هایی می شوند، که در این قسمت به آن می پردازیم.
الف) آلودگی ممبران ناشی از رسوب گذاری
ب) آلودگی ممبران توسط میکروارگانیسم در سیستم های RO
الف) آلودگی ممبران ناشی از رسوب گذاری
رسوب زمانی اتفاق می‌افتد که آلودگی‌ها روی سطح غشا جمع شوند و به طور موثر آن را مسدود کنند. آلودگی های زیادی در آب شهری وجود دارد که برای چشم و مصرف انسان بی ضرر هستند، اما به اندازه کافی بزرگ هستند که به سرعت سیستم RO را آلوده کنند. رسوب معمولا در قسمت جلویی سیستم رخ می دهد و منجر به افت فشار بیشتر در سراسر سیستم و جریان نفوذ کمتر می شود. این به هزینه های عملیاتی بالاتر و در نهایت نیاز به تمیز کردن سیستم اسمز معکوس یا تعویض غشاها تبدیل می شود. با توجه به اندازه منافذ بسیار ریز غشاء RO، با داشتن پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس مناسب با استفاده از محلول های گندزدا و رسوبزدا به طور منظم میزان رسوب به حداقل می رسد.
ب) آلودگی ممبران توسط میکروارگانیسم ها در سیستم RO
رسوبات بیولوژیکی یکی از مهم ترین مشکلات در بهره برداری از سیستم های اسمز معکوس است. بنابراین توسط طراحی درست و استفاده از سیستم پیش تصفیه، رشد میکروارگانیسم ها کنترل می شوند. روش متداول جهت کنترل فعالیت میکروبیولوژیکی در سیستم های اسمز معکوس، بررسی محل تجمع میکروارگانیسم ها در سیستم RO می باشد.
⇐ بخش های زیر، برای جلوگیری از تجمع میکروارگانیسم ها باید به طور هفتگی مورد بررسی قرار گیرند (مخصوصا برای تاسیساتی که از آب های سطحی استفاده می کنند)
- منبع آب سطحی قبل از تزریق گندردا
- پس از زلال ساز یا فرایند ته نشینی مشابه
- پس از واحد های فیلتر کننده (شنی، مولتی مدیا، کربن فعال و امثال آن)
- آب غلیظ
- آب پس از تصفیه
پیشنهاد می کنیم برای اطلاعات بیشتر به مقالات زیر مراجعه بفرمایید:
♣ سیستم CIP و مکانیسم عملکرد آن
برای کنترل فعالیت میکروبی، بررسی سیستم با استفاده از روش فوق بسیار مفید است. حوضچه ها یا مخازن روباز باید به درستی در محل، ضدعفونی شوند. همچنین بخشی از جریان پایین دستی سیستم نیز باید به طور دوره ای ضدعفونی گردد.
نکات مهم در نگهداری دستگاه تصفیه سیستم RO
دستگاه تصفیه RO دارای قطعات و تجهیزات مختلف است. عملکرد هر یک از این قطعات بر بازده دستگاه جهت تصفیه آب اثر می گذارد. جهت افزایش عملکرد، طول عمر و بازده دستگاه RO، به نکات زیر توجه نمایید.
- نحوه ضدعفونی کردن سیستم اسمز معکوس به خصوص ضدعفونی کردن فیلترهای RO
- استفاده از پمپ فشار قوی جهت جلوگیری از افت فشار در سیستم اسمز معکوس
- استفاده از فیلتر شنی و کربنی جهت پیش تصفیه در سیستم اسمز معکوس
- بررسی مداوم آب ورودی به دستگاه
- استفاده گندزداها و رسوبزدا ها جهت جلوگیری از ایجاد رسوب
- کنترل و بررسی تجهیزات دستگاه
پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس
آب ورودی به دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس، قبل از تماس با ممبران های سیستم RO، طی فرآیند پیش تصفیه، آماده می شوند. عملیات پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس، جهت محافظت از ممبران های دستگاه تصفیه در برابر گرفتگی و در نتیجه افزایش عمر غشاء ها امری بسیار ضروری است. با استفاده از پیش تصفیه، از انباشته شدن ترکیبات موجود در آب ورودی بر روی ممبران جلوگیری می نمایید.
ضدعفونی سیستم RO توسط اگوسیب
ضدعفونی سیستم RO توسط اگوسیبرسوبات آهکی سبب تجمع باکتری، جلبک و ویروس می شود. تشکیل بیوفیلم در سیستم RO، منجر به انتشار بیماری می شود. از طرف دیگر تشکیل رسوبات باعث کاهش دبی آب خروجی از سیستم می شود. از بین بردن رسوبات و بیوفیلم از سیستم RO بسیار ضروری و مهم است.
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، دو ساعت در نظر گرفته می شود. 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 (RO) 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 شیمیایی آرال شیمی، همزمان با توان بالای ضدعفونی کنندگی دارای خاصیت جرم گیری نیز می باشد.
⇐ نسخه بروزرسانی شده در اردیبهشت ۱۴۰۲
