اسمز معکوس چیست و چرا بهترین روش تصفیه آب است؟
آب شهری، هرچند ظاهری سالم و گوارا دارد، اما می‌تواند حاوی آلاینده‌هایی باشد. این آلاینده‌ها بااین‌حال که در ظاهر، طعم، رنگ و بو هیچ تأثیر مستقیمی ندارند، اما می‌توانند در بلندمدت سلامت آب را به خطر بیندازند؛ به همین منظور پژوهشگران با طراحی دستگاه تصفیه آب خانگی تلاش کردند تا تصفیه آب با فرآیند اسمز معکوس را که یکی از بهترین روش‌های تصفیه آب است در مقیاس کوچک نیز امکان پذیر کنند تا درست قبل از مصرف نهایی، آب را عاری از هر آلاینده‌ای شود.
استفاده از دستگاه‌های تصفیه خانگی در واقع یکی از بهترین اقداماتی است که افراد می‌توانند برای حفظ سلامت آب مصرفی و بالا بردن کیفیت آن انجام دهند. همانطور که گفتیم بهترین دستگاه، دستگاهی است که از فرآیند اسمز معکوس یا گذرندگی وارون (RO) برای تصفیه آب، بهره می‌برد.
فرآیند اسمز معکوس
این شما و این اسمز معکوس
فرآیند اسمز معکوس، یا همان RO، فرآیندی برای تصفیه و پاک‌سازی آب مصرفی است. در این روش تلاش میشود تا آب را تحت‌فشار غشای اسمز معکوس نیمه تراوا قرار دهند. به‌این‌ترتیب آب را غیر معدنی یا به‌اصطلاح دیونیزه می‌کنند. برای این‌که بتوانید دقیقاً متوجه عملکرد این فرآیند شوید، قبل از هر چیز بهتر است با فرآیند اسمز آشنا شوید. به‌این‌ترتیب به‌راحتی می‌توانید اسمز معکوس را نیز درک کنید.
در واقع فرآیند اسمز را به‌راحتی می‌توانید در طبیعت نیز مشاهده کنید. این فرآیند پدیده‌ای طبیعی است که می‌تواند یکی از مهم‌ترین آنها نیز محسوب شود. دو محلول را تصور کنید که یکی دارای نمک کمتر و دیگری دارای نمک بیشتری است. به طور طبیعی، و در اثر فرآیند اسمز، محلولی که نمک کمتری دارد، تمایل دارد تا به سمت محلولی برود که دارای نمک بیشتری است. اگر بخواهیم از نمونه‌های طبیعی این فرآیند نام ببریم، باید به زمانی اشاره کنیم که گیاه با ریشه‌هایش آب را جذب می‌کند. همچنین زمانی که کلیه آب را از خون جذب می‌کند نیز همین فرآیند است که اثر می‌کند.
اکنون باید بدانیم غشای نیمه‌تراوایی که در فرآیند اسمز معکوس از آن یاد کردیم به چه معناست؟ غشای نیمه‌تراوایی در واقع نوعی غشا است که برخی از مولکول‌ها را از خود عبور می‌دهد، اما به برخی دیگر اجازه عبور نمی‌دهد. به‌عنوان‌مثال می‌توان از نم‌گیرهایی یادکرد که در آشپزخانه از آن استفاده می‌کنید. این نم‌گیرها متشکل از یک‌لایه پارچه و یک‌لایه پلاستیکی در زیر آن است. ترکیب این دو باعث میشود بخار آب از آن عبور کند، اما منافذ به حدی ریز هستند که آب نمی‌تواند از آن عبور کند.
حال که متوجه شدید باید درباره فرآیند اسمز معکوس توضیحاتی را ذکر کنیم. همانطور که اشاره شد فرآیند اسمز به طور طبیعی رخ می‌دهد و نیاز به صرف هیچگونه انرژی نیست. اما اگر بخواهید این فرآیند را معکوس کنید، باید انرژی به محلولی وارد شود که دارای نمک بیشتر است. در واقع غشای اسمز معکوس غشایی است که نیمه تراوا است. این غشا اجازه عبور آب را می‌دهد، اما اجازه عبور مولکول‌های دیگر موجود در آب را نمی‌دهد. این مولکول‌ها می‌توانند نمک محلول، مواد آلی، باکتری یا سایر آلاینده‌ها باشد.
اما نکته انرژی و فشاری است که باید به محلول با غلظت بیشتر وارد شود و البته باید این فشار، بیشتر از فشار طبیعی اسمز باشد.
گام‌به‌گام با اسمز معکوس
در فرآیند اسمز معکوس ما از پمپ فشار بالا کمک می‌گیریم و به کمک آن فشار سمتی را که حاوی نمک است بالا می‌بریم. این فشار باعث میشود محلول به سمت غشای نیمه تراوا حرکت کرده و از این غشا عبور کند. در این حرکت و در اثر عبور از این غشا، حدود 95 الی 99 درصد از نمکی که در محلول باقی‌مانده است، در قسمت پسماند باقی می‌ماند. البته فراموش نکنید که فشار باید متناسب با میزان نمک موجود در آب باشد. آب با غلظت بیشتر نیاز به فشار بیشتری دارد.
آبی که از غشا عبور کرده و دیونیزه شده، به نام آب محصول یا آب تراوش شناخته میشود. آبی که به دلیل وجود آلاینده‌های غلیظ موفق به عبور از غشا نشده است، جریان رد یا به‌اصطلاح کنسانتره نامیده میشود.
به‌عبارت‌دیگر، آب آلوده، با فشار از غشا عبور می‌کند. مولکول‌های آب خالص از غشا عبور می‌کنند و نمک‌ها و سایر آلاینده‌ها عبور نمی‌کنند. مواد باقی‌مانده از طریق جریانی که برای دفع در نظر گرفته شده تخلیه می‌شوند.
اسمز و جنگ با آلاینده‌ها
به نظر شما غشای نیمه‌تراوای اسمز معکوس کدام مواد و آلاینده‌ها را از آب جدا می‌کند؟ در واقع باید بدانید که این غشا می‌تواند بیش از 99 درصد نمک یا یون موجود در آب، ذرات، کلوئیدها، مواد آلی، باکتری‌ها و پیروژن‌ها را از آب مصرفی حذف کند. بااین‌حال بهتر است برای ازبین‌بردن 100 درصد آلاینده‌ها روی این فرآیند حساب نکنید. این بدان دلیل است که این غشای نیمه تراوا بر اساس اندازه و باری که مولکول دارد آن را دفع می‌کند. اگر مولکول وزن و بار کمتری داشته باشد، می‌تواند از غشا رد شود.
از فرآیند اسمز معکوس در مقیاس بزرگ و تصفیه خانه‌های صنعتی بیشتر برای تصفیه آب‌های شور، سطحی یا زیرزمینی استفاده می‌کنند. اما در صنایعی مانند داروسازی، دیگ بخار، مواد غذایی و آشامیدنی، تکمیل فلزات و ساخت نیمه‌هادی نیز از این روش استفاده میشود. ولی به‌طورکلی دسته‌بندی آلاینده‌های آب که توسط این غشا از بین می‌رود به شرح زیر است.
جامدات محلول
محلول اصولاً زمانی به مایعی اطلاق میشود که ماده املاح مانندی مثل نمک، در مایعی، مانند آب حل شود. اگر ذره‌ای نمک با آب تماس پیدا کند، حل شده و در تمام ذرات آب پخش میشود. در واقع ذرات نمک دیگر به‌عنوان ذرات مایع نیستند، اما یون‌های آنها وارد فاز مایعات شده و بخشی از محلول است. شکر و نشاسته هم در آب حل می‌شوند با این تفاوت که محلول را یونیزه نمی‌کنند. نمک چون حامل بار مثبت و منفی است محلول را یونیزه می‌کند.
جامدات معلق
جامدات معلق به ذراتی گفته میشود که در آب حل نمی‌شوند و به‌صورت نامتعادل در آب معلق می‌شوند. اگر جامدات از 5 میکرون بزرگتر باشند از فیلتری به نام پیش تصفیه و قبل از ورود محلول به غشای اسمز معکوس، از آب جدا می‌شوند.
دستگاه فیلتر اسمز معکوس
مراحل تصفیه با دستگاه اسمز معکوس
بهتر است اکنون بدانید که دستگاه‌های تصفیه خانگی که با فرآیند اسمز معکوس کار می‌کنند، چگونه عمل می‌کنند و آب از چه مراحلی عبور می‌کند تا به طور کامل تصفیه شود. مراحل این دستگاه به شرح زیر است:
پیش تصفیه
این فیلترها قبل از فیلتر اسمز معکوس قرار دارند.
عملکرد اولین فیلتر این مرحله به نحوی است که ذرات بزرگتر از 5 میکرون از این غشا عبور نمی‌کنند و آب با ذرات کوچکتر از آن عبور می‌کنند و به مرحله بعد می‌رسند. ذراتی که از 5 میکرون بزرگتر هستند شامل ذراتی مانند شن‌وماسه، زنگ‌زدگی و رسوبات. جنس این فیلترها الیاف پلی‌پروپیلن است.
فیلتر پیش تصفیه کربن گرانول گیاهی فعال نیز یکی دیگر از این فیلترها است که تا با واکنش شیمیایی املاح و مواد آلی موجود در آب را حذف و طعم بو و مزه آب را بهبود می‌بخشد.
فیلتر پیش تصفیه سوم ممکن است از جنس فیلتر اول و با دقت بالاتر باشد یا از جنس فیلتر دوم و به صورت بلوک کربنی. پس از این فیلتر، فیلتر ممبران یا RO وجود دارد که به‌تفصیل درباره آن شرح دادیم.
فیلتر پساتصفیه
آبی که از غشای نیمه تراوا می‌گذرد، اکنون وارد مخزن و سپس فیلتری با عنوان فیلتر پست کربن میشود. آب پس از عبور از این مرحله وارد مخزن ذخیره‌سازی شده و برای مصرف نهایی آماده است. این فیلتر کار تازه سازی آب را انجام می‌دهد و آبی که در مخزن مانده را تازه می‌کند.
جمع‌بندی
آلاینده‌های آب شهری، همیشه یکی از معضلاتی بوده است که فکر همگان را به خود درگیر کرده است. وجود این آلاینده‌ها در آب باعث میشود تا در بسیاری از مواقع سلامتی افراد به خطر بیفتد. به همین دلیل با عنایت به آنچه در طبیعت موجود است و از آن تحت عنوان فرآیند اسمز یاد میشود، دستگاه تصفیه آب‌های خانگی با روشی به نام فرآیند اسمز معکوس عمل می‌کنند تا آب را تصفیه کنند.
در این روش آب با فشار از غشای نیمه تراوا عبور می‌کند، در نتیجه مواد و آلاینده‌های موجود در آب نمی‌توانند عبور کنند؛ بنابراین آنچه حاصل میشود این است که تنها مولکول‌های خالص آب عبور کنند و آبی که به دست می‌آید سالم و گوارا است. دستگاه‌های تصفیه‌ای که با روش RO عمل می‌کنند چیزی حدود 95 الی 99 درصد سلامت را به آب برمی‌گردانند. آب طعم و بوی نامطبوع ندارد. سلامت شما با نوشیدن این آب نیز تضمین میشود. منتظر چه هستید؟ به سایت ایس واتر بروید و بهترین دستگاه تفیه آب را خریداری کنید.