آب های زیر زمینی، آب های شور و آب های سطحی از مهم ترین منابع تامین آب به حساب می آیند. آب بعد از اکسیژن مهمترین عامل ادامه حیات است و از ترکیبات اصلی بدن انسان به حساب می آید به همین دلیل هم در مصارف آشامیدنی و هم در مصارف صنعتی باید ابتدا تصفیه شود و سپس مورد استفاده قرار گیرد.

در سال های اخیر، فرایند تصفیه آب با استفاده از فیلتر های معمولی که صرفا وظیفه جلوگیری از ورود ذرات معلق به داخل آب را داشتند، صورت میگرفت اما با پیشرفت علم، روش تصفیه آب از طریق غشا نیمه تراوا یا همان فیلتر های ممبران ابداع شد که شیوه ای بسیار حرفه ای تر و به صرفه تر از گذشته خصوصا در صنایع بزرگ است. با استفاده از این نوع فیلترها علاوه بر مواد معلق، اجزا محلول هم حذف شده و آبی با املاح بسیار کمتر قابل تولید است.

غشا یا ممبران از لایه های نازکی که همگی بر روی یک جسم استوانه ای پیچیده شده اند، تشکیل شده است که به مولکول های آب اجازه عبور می دهد در حالی که ذرات معلق و نا خالصی ها اجازه عبور ندارند. غشا ها درون یک محفظه به نام هوزینگ قرار می گیرند و آب با فشار وارد این محفظه شده و با حرکت مارپیچ حلزونی به دور غشا، مواد جامد معلق و محلول بیرون از غشا می ماند و آب تصفیه شده با عبور از غشا از دستگاه تصفیه خارج می شود.

فرایند RO (اسمز معکوس) مقرون به صرفه ترین روش در تصفیه آب های صنعتی و شرب جهت شیرین سازی آب های سطحی و دریایی است.

جنس و ساختار ممبران

به طور کلی ممبران ها معمولا از جنس استات سلولز، پلی آمید، پلی فنیل اکسید و غیره هستند که به صورت ورق های نازک اطراف یک استوانه پیچیده شده اند. اولین ورق از جنس پلی استر است که رطوبت را در خود حفظ می کند. ورق دوم اغلب از جنس پلی سولفون و ورق سوم که مهم ترین لایه ممبران است از جنس پلی آمید است که لایه موثر در جداسازی آب از املاح محلول بوده و فقط نسبت به آب تراوایی دارد.

کاربرد های هر ممبران با دیگری متفاوت است اما اصلی ترین نوع ممبران که اسمز معکوس یا همان RO نامیده می شود، در بیشتر صنایع کاربرد دارد و در شیرین سازی آب های شور تا 99 درصد موفقیت آمیز عمل می کند.

تصفیه آب از طریق اسمز معکوس را میتوان در دارو سازی و پزشکی جایگزین روش تقطیر، برای تولید آب خالص و عاری از میکرو ارگانیسم ها کرد. این فرایند برای تهیه آب آشامیدنی از آب های شور مناطق کم آب و آب هایی که حاوی املاح معدنی زیاد و ناخالصی های آلی هستند، بسیار مناسب است و امروزه اقتصادی ترین روش برای تصفیه آب به حساب می آید.

محدودیت در ممبران های اسمز معکوس

ممبران های اسمز معکوس که از جنس پلی آمید هستند مهم ترین بخش این فرایند می باشند که با توجه به مدل و نوع ساخت خود، دارای محدودیت ها و شرایط محیطی خاصی هستند که برای افزایش طول عمر ممبران حائز اهمیت است:

به دلیل حساسیت زیاد و تخلخل بسیار ریز سطح غشای اسمز معکوس که به یک ده هزارم میکرون میرسد، لازم است حتی المقدور در فرایند های پیش تصفیه بالا دستی قبل از اسمزمعکوس، کلیه ذرات معلق از قبیل گل و لای، سیلیس و مواد آلی مانند جلبک و میکروارگانیسم ها از آب حذف شوند و کدورت آب به حداقل ممکن برسد. استفاده از فرایند های انعقاد، لخته سازی، ته نشینی، شناور سازی با هوای محلول (DAF)، فیلتراسیون در بسترهای چندلایه (Multimedia Filter) ، جذب سطحی با فیلترهای کربن فعال، میکروفیلتراسیون و حتی اولترافیلتراسیون جهت بهسازی کیفیت آب خام ورودی به فرایند اسمز معکوس اجتناب ناپذیر است. اگر منبع آب خام مورد استفاده در اسمز معکوس، فاضلاب تصفیه شده خروجی از فرایند های تصفیه فاضلاب باشد، لازم است محتوای BOD و COD آن نیز به طور کامل حذف شود. لذا اعمال فرایند های تصفیه تکمیلی فاضلاب پس از گذر از فرایند های بیولوژیکی بی هوازی و هوازی از قبیل فرایند های اکسیداسیون پیشرفته و جذب سطحی بسیار ضروری است.

PH یکی از مهم ترین عواملی است که بر فرایند اسمز معکوس تاثیر می گذارد و گاهی اوقات فرایند های پیش تصفیه بالادستی بر PH اثر گذاشته و آن را تغییر می دهد. پس در ابتدا الزاما باید به PH آب ورودی دقت کرده و آن را تنظیم نمود.

محدودیت دیگر مربوط به دمای آب است که حداکثر دمای مجاز آب ورودی به فرایند اسمز معکوس، 45 درجه سانتی گراد تعیین شده است.

جهت جلوگیری از رشد جلبک و میکروارگانیسم و نیز پیشگیری از تشکیل لجن در تاسیسات تصفیه، پیش از شروع فرایند تصفیه، کلر به آب تزریق می شود. از طرف دیگر، حضور کلر آزاد باقیمانده تاثیر بسیار مخربی بر لایه پلی آمید ممبران اسمزمعکوس می گذارد و باعث کاهش طول عمر غشای اسمز معکوس می شود. به همین دلیل میزان کلر وارد شده به ممبران باید از 0.1 میلی گرم کمتر باشد تا به غشا آسیبی نرسد.

تکنولوژی تصفیه آب به روش اسمز معکوس در دهه های اخیر با به بازار آمدن انواع جدیدی از ممبران ها، به طور قابل توجهی گسترش یافته است. شرکت فیلمتک اولین غشا از جنس پلی آمید را روانه بازار کرد و امروزه ممبران های ساخته شده توسط این شرکت، به دلیل کیفیت و طول عمر بالا (بیشتر از سه سال) بسیار محبوب و مورد استفاده است.

شرکت مهندسی فرایند و انرژی فران از اصلی ترین وارد کنندگان ممبران های فیلمتک اصلی در ایران و هم چنین طراح و تولید کننده دستگاه های تصفیه آب صنعتی و آب شیرین کن های صنعتی است و آمادگی ارائه مشاوره، خدمات و تامین انواع محصولات و تجهیزات در زمینه آب و فاضلاب را دارد.