شما بدون غذا چند هفته،بدون آب چند روز و بدون اکسیژن چند دقیقه میتوانید زنده بمانید.
به عبارت دیگر بجز اکسیژن آب مهمترین عنصریست که در بدنمان داریم.
بدن شما از70-55 درصد آب تشکیل شده و تقریباً 90-80 درصد خون را آب تشکیل می دهد.
آب تقریباً در تمام روندهای حیاتی بدن دخیل است.
کمبود آب میتواند به تغییرات ذهنی و فیزیکی منجر شود.
با شستن سمومی که در طی زندگی عادی تولید میشود،بدن را پاک میکند.
زندگی مفاصل را تأمین میکند.
پوست را از خشکی محافظت می نماید.
هیدراسیون احشاء داخلی را حفظ میکند.
دمای بدن را کنترل مینماید و وقتی بدن گرم میشود،آب به شکل عرق از پوست دفع میگردد.
این مساله خوب است چرا که عرق از پوست شما تبخیر میشود و بدن شما سرد میشود.
در واقع یک Air-Conditioner در بدن شما وجود دارد، ولی برای اینکه این سیستم به کار خود ادامه دهد،نیاز به جبران آب از دست رفته بدن دارید.
اگر به اندازه کافی و در حد جبران عرق از دست رفته آب ننوشید،خون غلیظ شده و جریان خون کند میشود.
این امر باعث میگردد که فشار بروی قلب وارد شود.
در صورتی که کمبود مایع زیاد باشد،بدن شما به اندازه کافی آب برای تولید عرق ندارد.در این نقطه درجه حرارت بدن میتواند تا حد خطرناکی بالا برود. آب برای حیات لازم است، حتی آب را ضروری تر از انرژی می دانند زیرا اگر بدن قادر است بدون دریافت غذا چندین هفته زنده بماند، بدون آب نمیتواند بیش از چند روز بدون ایجاد اختلالات بسیار شدید، به زندگی ادامه دهد.
به بازار آمدن اقسام نوشیدنی ها با خواص مختلف ، دلیل آخرین مصاحبه ایسنا با متخصص تغذیه، پروفسور تامی جی است.
او در گفتگو با خبرگزاری ایسنا، علوم پزشکی ایران، از نیاز وافر بدن به آب، نقش آب در فعالیت های فیزیکی و شرایط آب آشامیدنی سالم سخن می گوید .
بدن انسان روزانه به چقدر آب و یا مایعات احتیاج دارد ؟
به گفته” ال . سی . ال ونسان “ زندگی با از دست دادن آب ، جوانی است که به پیری نزدیک می شود. این جمله معروف، نمایانگر نقش حیاتی آب در سلامتی است.شاید درست باشد اگر بگوییم، زندگی بدون آب یعنی مرگ .
اما درخصوص میزان نیاز بدن به مایعات، نیازی که سلولهای بدن به آب دارند، هرگزمتوقف نمی شود، زیرا کلیه فعالیت های بدن خصوصا سوخت و ساز در گرو وجود آب است.
هر انسان روزانه به 2300 سی سی آب احتیاج دارد که 1000 سی سی آن از آب موجود در مواد غذایی، 1000 سی سی از نوشیدنی ها و 300 سی سی از اکسیداسیون مواد تامین می شود.
بد نیست بدانید بدن، دائما در معرض از دست دادن آب است. پوست و شش ها 800 سی سی، مدفوع 100 سی سی و ادرار، 500 تا 900 سی سی آب را از بدن خارج می کنند.
نیاز انسان به آب سالم و گوارا :
افزایش جمعیت ورشد آلودگی های صنعتی باعث کاهش کیفیت آب حتی درشهرهایی که در قدیم آب گوارا داشته اند شده است.
ازدیاد املاح ومواد زائد موجود درآب باعث افزایش بیماریهای کلیوی، سرطان وحتی ناراحتی عصبی شده و نفوذ آلودگیها به منابع آب نیز میتواند باعث ایجاد بیماریهایی نظیر وبا،اسهال،تیفوئد وانواع عفونت پوستی شود.
اگرچه دولت ها آب آشامیدنی وبهداشتی را تامین می کنند و بطریهای حاوی آب معدنی به مقدار کافی وجود دارد اما کارشناسان، آبهای تصفیه شده درهنگام مصرف ( در منزل یا محل کار ) را به دلایل ذیل بهترین نوع آب آشامیدنی می دانند :
- آب تصفیه شده شهری هنگامی که به دست مصرف کننده در منزل میرسد، می تواند علاوه بر ذرات میکروسکوپی، آب های زیر زمینی وکلر دار بودن با جرم واملاح در طول مسیر لوله انتقال نیز همراه باشد که این مسئله قابل رویت نیست.
- از آنجا که سیستم تصفیه معرفی شده ( RO ) در آخرین نقطه شبکه توزیع بلا فاصله قبل از مصرف انجام می شود این مشکل را حل می کند.
- آبهای معدنی به دلیل مواد پلاستیکی بطری آن ودارا بودن املاح مختلف برای همیشه وهمه سنین توصیه نمی شود ومرقوم به صرفه نیز نیست.
- از آنجا که مصرف سرانه آب برای هر انسان 200 لیتر برآورده شده است وازاین میزان فقط 2 لیتر مصرف خوراکی داشته و ماباقی (معادل 198لیتر) جهت مصارفی مانند استحمام و شستشو استفاده می شود وکیفیت آب موجود مناسب این نوع مصارف است، پس تصفیه دقیقتر برای کل این 200لیتر به خاطر:
- نوع مصرف 198 لیتر آن
- بالا بودن هزینه
- حدررفت بالای آب در سیستم پس آب این نوع تصفیه،لازم نیست، بلکه بهتر است تصفیه ی دقیقتر روی آن بخش کوچکتری از آب یعنی همان 2لیتر از 200لیتر که مصرف خوراکی دارد، در هنگام مصرف در منزل انجام شود.
مناسب ترین دستگاه تصفیه آب برای مصارف خانگی :
دستگاه مورد نیاز برای مصرف خانگی، مطابق با تكنولوژی RO ( اسمز معكوس یا آب شیرین كن ) برای محل هایی كه آب ورودی دارای مقادیر بیش از حد نرمال جامدات محلول می باشد طراحی شده است.
این دستگاه به دلیل دارا بودن 6 و الی 7 فیلتر متفاوت، علاوه بر حذف ذرات معلق و گازهای شیمیایی موجود در آب و کاهش قابل توجه سنگینی (TDS) و سختی (TH) آب، قادر است توسط فیلتر ششم مواد معدنی مورد نیاز بدن را پس از تصفیه کامل به آب اضافه نماید. ( مناسب برای کسانی که میخواهند مواد معدنی و کانی ها بصورت کامل در آب آشامیدنیشان وجود داشته باشد.
دستگاه شش مرحله ای RO، با توجه به دارا بودن پمپ تامین فشار، برای مناطقی كه فشار آب ورودی كمتر از حد نرمال است نیز مناسب می باشد.
حد اكثر آب دهی این دستگاه، 8 لیتر در ساعت می باشد كه جهت رفع نیازهای یك خانواده كافی به نظر می رسد.
این دستگاه دارای تانك تحت فشار 12 یا 16 لیتری نیز هست كه امكان ذخیره آب را به مصرف كننده میدهد.
مکانیزم عملکرد فیلتر های دستگاه تصفیه آبRO با روش اٌسمز معکوس :
مرحله اول :
فیلتر پلی پروپیلن : قابلیت حذف کلیه رسوبات، شن و ماسه، گل و لای، زنگ زدگی لوله ها، لجن، ذرات معلق تا دقت 5 میکرون.
مرحله دوم :
فیلتر کربن گرانول که قابلیت حذف کلر آزاد، سموم کشاورزی، تری هالومتان ها، طعم، رنگ و بوی نامطبوع آب.
مرحله سوم :
فیلتر کربن بلاککه قابلیت آن همانند کربن گرانول است، به اضافه اینکه کلیه ذرات بزرگتر از 5 میکرون را نیز حذف می کند.
مرحله چهارم :
فیلتر RO ممبران، حذف میکروب ها، قارچ، کیست، انگل، نیترات، ویروس ها، مواد سمی، آب شیرین کن و پایین آورنده سختی آب با دقت 0001/0 میکرون.
مرحله پنجم :
فیلتر کربن نهایی : این فیلتر هر نوع طعم و بوی احتمالی ناشی از ذخیره شدن آب در مخزن دستگاه را حذف می نماید.
مرحله ششم :
فیلتر سرامیکی، حاوی مواد معدنی که بخش قابل توجهی از مواد مصرفی مورد نیاز بدن را وارد آب کرده و باعث گواراتر شدن آب میگردد.
مرحله هفتم :
عملکرد این فیلتر در واقع مانند تابش نور خورشید ( اشعه ماوراء بنفش (که در طبیعتباعث ضد عفونی کردن آب میشود است. در واقع این فیلتر با تاباندن اشعه ماوراء بنفش توسط لامپ UV ) مانند خورشید در طبیعت ) به آب باعث ضد عفونی و میکروب زدایی مضاعف آب میشود.
ویژگی ها و مشخصات دستگاه تصفیه آب خانگی:
- تولید آب تصفیه شده با استاندارد جهانی ( NSF ) با ظرفیت 180 تا 200 لیتر در شبانه روز
- قابلیت نصب آسان در اماکن مختلف و تغییر دسترسی آسان و بیشتر به آب تصفیه شده و جایگزینی آن با آب بطری
- در مدل های زیر سینکی و رو میزی
- جلوگیری از رسوب در کتری، چای و قهوه ساز، اتوی بخار و سماور
- تبدیل آبهای لب شور به آب شیرین و گوارا توسط غشاهای اسمز معكوس
- اضافه شدن مواد معدنی و کانی های مورد نیاز بدن به آب آشامیدنی، پس از تصفیه کامل آن
- قابلیت تولید حداكثر 8 لیتر آب تصفیه شده در ساعت
- ولتاژ برق : 220 ولت
- ماكزیمم فشار پمپ : 100 BAR
- حداقل دما : 5 درجه سانتیگراد
- حداكثر دما : 50 درجه سانتیگراد
- ابعاد دستگاه : ارتفاع 45 X عرض 20 X طول 37 ( تقریبی )
- ابعاد تانك ذخیره : ارتفاع 30 X عرض 30 X طول 30 ( تقریبی )
زمان تعویض فیلتر دستگاه تصفیه آب به روش اٌسمز معکوس RO :
توصیه اكید می شود كه فیلتر های سه مرحله اول ( الیافی 5 میكرون، الیافی 1 میكرون، كربن فعال ) هر شش ماه یكبار تعویض شوند.
در صورت آلوده بودن بیش از حد آب ورودی، توصیه می شود با تغییر رنگ فیلتر های الیافی و یا افت فشار آب خروجی، فیلتر های سه مرحله اول تعویض شوند.
فیلتر اصلی دستگاه ( RO Membrane ) در صورت تعویض به موقع فیلتر های سه مرحله اول، گاه تا دو سال نیز عمر می كند.
فیلتر مرحله پنجم ( كربن نهایی ) می بایست هر یك سال تعویض شود.
ضمانت دستگاه تصفیه آب :
عموماًدستگاه های تصفیه آب، دارای یك سال ضمانت و 10 سال خدمات پس از فروش می باشدو به همراه نصب رایگان گارانتی دستگاه تصفیه آب از زمان نصب دستگاه محاسبه می گردد.
قیمت دستگاه تصفیه آب :
قیمت دستگاه تصفیه آب از 200 هزار تومان شروع می گردد و اگر دستگاه 7 مرحله ای خریداری نمودید و فیلتر UV را دارا بود، نهایتاً قیمت تا 350 هزار تومان می باشد.
مزایای استفاده از دستگاه تصفیه آب :
پیشگیری و رفع سنگ کلیه، انواع سرطان، بیماریهای گوارشی، عفونی، پوستی، عصبی و کلاً 070/0 بیماریها توسط دستگاه تصفیه آّب از بین می رود
حذف میکروبها، ویروسها، انگل، کیست، قارچ، نیترات، سم آرسنیک، کلر، مواد سمی حاصل از آفت کشها، زنگ زدگی لوله ها، رسوبات و املاح مضر، گل ولای، شن و ماسه، رنگ، بو و طعم بد آب به خاطر استفاده از تمام فیلترهای دقیق با آخرین تکنولوی در دستگاه تصفیه آب خانگی. تصفیه آب در آخرین نقطه شبکه لوله کشی در آشپزخانه و در هنگام مصرف بوده، بدین ترتیب مانع آلوده شدن دوباره آب توسط لوله های شهری و ساختمانی میشود.
با توجه به حجم آن جای کمی را اشغال کرده و بخاطر اتصال مستقیم و مخزن دار بودن توسط یک شیر مجزای کوچکتر بصورت همیشگی آب تصفیه شده را در اختیار شما قرار میدهد.
دستگاه تصفیه آب، علاوه بر رفع بیماریها موجب رقیق شدن و گردش سریع خون در رگها، آرامش اعصاب، کارکرد بهتر کلیه و قلب، پیش گیری از افزایش فشار خون، ایجاد شادابی و سر زندگی، طراوت پوست، ترمیم بافتهای آسیب دیده، جلوگیری از ایجاد جرم بر روی دندانها، رفع بوی بد دهان، کاهش استرس و… میشود.
انواع روش های تصفیه آب :
- تصفیه آب به روش سیستم تبادل یونی
فرایند تبادل یونی یکی از اشکال پدیده جذب سطحی است، که در آن فاز سیال در تماس با فاز جامد جاذب قرار میگیرد. طی این تماس برخی از اجزای موجود در فاز سیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا میگردند. فرایند تبادل یونی فرایندی برگشت پذیر است که طی آن یونهای خارجی موجود در آب جذب گروههای عاملی قرار گرفته بر روی شبکه پلیمری (فاز جامد) میگردند و بدین ترتیب آب عاری از هرگونه ناخالصی یونی حاصل میگردد.
پس از اشباع شدن گروههای عاملی، سیستم تحت عملیات بازیابی و شستشوی شیمیایی قرار گرفته و مجدداً مورد استفاده قرار میگیرد.
از سیستم های تبادل یونی به دو منظور سختی گیریو همچنین تولید آب با خلوص بالاتر استفاده می شود که به طور جداگانه در ذیل اشاره می گردد.الف)سیستم های تبادل یونی به عنوان سختی گیر آب مورد نیاز صنعت به لحاظ استاندارد با آب مورد نیاز شرب بسیار متفاوت میباشد.
نکتهای که در آب مورد نیاز اکثر صنایع حائز اهمیت میباشد، حذف املاحی است که می توانند در صورت فراهم آمدن شرایط رسوب نمایند.
یکی از بیشترین مصارف آب در صنعت تولید بخار میباشد که در صورت وجود عوامل رسوب کننده در آب میتوانند باعث کاهش عمر این تاسیسات گردند.
این عوامل رسوب کننده بیشتر با عنوان سختی شناخته میشوند. در تعریف علمی کلیه کاتیونهای با ظرفیت الکتریکی بیشتر از یک را سختی گویند. لذا در اکثر صنایع فقط حذف سختی آب مد نظر میباشد که هزینه آن نسبت به حذف کل یونهای آب بسیار پایین تر میباشد.
در این میان سیستم های تبادل کننده یونی خاصی برای این منظور تولید شده اند که به رزین های پایه سدیمی معروفند.
در واقع این رزینها، سختی آب مانند یونهای کلسیم، منیزیم و… را جذب کرده و به جای آن سدیم آزاد مینمایند.
توجه شود که در این روش جمع کل آنیونها و کاتیونهای آب ثابت میماند و فقط نوع یونها عوض میشوند. محدودیت این روش این است که برای TDS های بالای 1000جوابگو نمیباشند و باید از روشهای دیگری استفاده شود. احیاء این سختیگیرها به وسیله محلول آب و نمک می باشد.ب)سیستم های تبادل یونی برای تولید آب با درجه خلوص بالا از دیگر رزینهای استفاده شده در صنعت تصفیه آب رزینهای سیکل اسیدی و بازی هستند که در گذشته در محدوده بسیار وسیعتری استفاده میشدند.
در واقع این روش میتواند نیاز صنایع به آب فوق خالص را مرتفع سازد این رزینها به دو نوع قوی و ضعیف تقسیم میشوند و می توانند در آرایشهای مختلفی قرار گرفته و آب فوق خالص تولید نمایند.
امروزه از این روش در خروجی آب تصفیه شده توسط RO به منظور تولید آب با EC<0.2 استفاده می شود. - دامنه کاربرد تکنولوژی تبادل یونی عبارت است از:
- تولید آب بدون یون (Demineralization)
- حذف سختی آب
- حذف کاتیونهای خارجی از آب
- حذف قلیائیت
- بازیابی مجدد آب در صنایع فلزی
- حذف نیترات و سولفات
- بازیابی و یا جداسازی مواد دارویی
- بازیابی فلزات با ارزش در صنایع فلزی
- تصفیه آب به روش سیستم نانو فیلتراسیون :
در همه روشهای پیشرفته تصفیهٔ آب مهمترین هدف تصفیه، حذف املاح محلول در آب می باشد ولی نكته مهمی كه وجود دارد این است كه برای كاربردهای مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز می باشد برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هستهای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra Pure) می باشد لذا طبیعی است برای تولید آب با درجه خلوص بیشتر باید هزینه بیشتری صرف شود، ولی برای برخی دیگر از كاربردها آب با خلوص بسیار زیاد مورد نیاز نمی باشد.
برای مثال آب استفاده شده در برجهای خنک کننده (Cooling Tower ) باید صرفاً از لحاظ حذف سختی مورد تصفیه قرار گیرد.
در چنین كاربردهایی می توان از سیستمهایی با درصد حذف پایین تر و به تبعِ آن هزینه كمتر استفاده نمود.
یكی از این روشهای تصفیه مرسوم در دنیا، روش نانو فیلتراسیون می باشد.
یكی از كاربردهای فناوری نانو استفاده از نانوفیلترهاست كه گام مؤثری در حفظ محیط زیست و صرفه جویی در انرژی نهاده است. نانوفیلترها براساس منافذشان طبقه بندی شده اند.
نانوفیلتراسیون نسبت به اسمز معكوس و اولترا فیلتراسیون مزایای ویژهای دارد، از جمله آنكه در اولترا فیلتراسیون مقدار آلاینده های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معكوس میزان خلوص آبِ حاصله بیشتر از حد محصول است كه پیامدِ آن افزایش قیمت این روش است.
از دیگر مزایای استفاده از نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و پساب عبارتند از: حذف نمكهای چند ظرفیتی (از قبیل آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت كشها)، امكان تولید میزان آب تصفیه شده در مقیاس وسیع، از بین بردن انواع باكتری، ویروس و میكروارگانیزمها، حذف آلاینده های آلی، حفظ مواد معدنی مورد نیاز سلامت انسان، از بین بردن اثرات مخرب زیست محیطی، حذف كدورت، سختی و شوری آب، پایین بودن هزینه تصفیه و در مجموع همانگونه كه اشاره شد عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی زیان آور برای محیط زیست و انسان. - تصفیه آب به روش EDI :
همچنان كه در مطالب قبلی نیز قید شد یكی از مهمترین نیازهای صنایع مادر : مانند صنعت هستهای، صنعت داروسازی، صنعت قطعات نیمه رسانا و …. داشتن آبی با خلوص بسیار زیاد میباشد.
برای تولید چنین آبهایی ابتدا آب خام بسته به غلظت املاح موجود در آن توسط یكی از روشهای پیشرفته مانند اسمز معكوس، نانوفیلتراسیون، EDR و یا تقطیر مورد تصفیه قرار میگیرد.
خروجی چنین تصفیههایی آبی با خلوص بالای µs/cm 25 میباشد و هنوز با استاندارد آب فوق خالص فاصله دارد.
لذا آب خروجی در یكی از سیستمهای تبادل یونی یاEDI مورد تصفیه مجدد قرار میگیرد تا آب با خلوص بسیار بالا را تولید نماید.
معایب سیستمهای رزینی مصرف زیاد مواد شیمیایی جهت احیاء و همچنین اشغال فضای زیاد با توجه به حجم آب تولیدی میباشد.
سیستم EDI تركیبی از فرآیند تبادل یونی و فیلتراسیون غشایی میباشد كه خروجی آن آبی بدون املاح و با هدایت الكتریكی كمتر از µs/cm 2/0 است.
در سیستم EDI نیز املاح از طریق فرآیند تبادل یونی از آب جدا می شوند. با این تفاوت كه ممبرانها به طور پیوسته با جریان برق احیاء میشوند كه این امر نیاز به استفاده از مواد شیمیایی جهت احیاء ممبرانها را از بین می برد.
هر واحد EDI متشكل از تعدادی سلول است كه بین دو الكترود قرار گرفته اند. - تصفیه آب به روش EDR (Electro dialysis Reverse):
کلمه Dialysis در لغت به معنی جدا کردن مواد از یک محلول می باشد و روشEDR در واقع بیانگر جدا کردن املاح از آب با استفاده از انرژی برق میباشد.
در این روش با استفاده از جریان برق DC و همچنین غشاهای آنیونی و کاتیونی، عملیات جداسازی املاح از آب صورت میپذیرد.
کلمه Reverse در انتهای این روش بدین معنی می باشد که در اثر عبور آب از ممبرانهای سیستم، یکسری از املاح بر روی ممبرِینها رسوب مینمایند.
در روشهای سنتی که به ED معروف بود از تزریق اسید و آنتی اسکالانت و اسید سولفوریك برای جلوگیری از رسوب استفاده میشد ولی در این روش به ازای حدوداً هر 15 دقیقه کار سیستم، پلاریته سیستم یا همان جای قطبهای مثبت و منفی تعویض میگردد و املاح رسوب کرده بر روی سیستم از آن جدا میشوند.
نکتهای که در مورد روش EDR قابل توجه می باشد این است که در هر مرحله از تصفیه تنها 50% از املاح میتواند دفع گردد لذا برای رسیدن به خلوص بالاتر باید آب در چندین مرحله تصفیه شود.
روش EDR بیشتر برای تولید آب شرب در دنیا استفاده می شود.
از آنجاییکه TDS مناسب آب شرب بین 100 تا 500 میباشد وTDSخروجی این روش بالاتر از100 میباشد، این روش بهترین روش تولید آب شرب در حجمهای بالا می باشد.
حداقل حجم آب تولیدی به روش EDR حدود 15 متر مکعب در شبانه روز می باشد.- معایب روش EDR
حداکثر TDS ورودی به سیستم 12000 PPM می باشد .
ماکسیمم درصد حذف املاح در هر مرحله 50% می باشد در حالی که در روشRO، 99% میباشد.
این روش فقط توانایی حذف عناصری را دارد که از لحاظ الکتریکی خنثی نیستند.
مثلاً اگر شکر در آب حل شود یونهای سازنده آن از لحاظ الکتریکی خنثی می باشند، لذا اگر آب شیرین بارها و بارها از این سیستم عبور نماید به هیچ وجه املاح آن حذف نمیگردد.
همچنین این روش توانایی حذف میکرو ارگانیزم های موجود در آب مانند باکتریها، قارچها، جلبکها و ویروسها را به علت اینکه از لحاظ الكتریكی خنثی می باشند را ندارد. - مزایای روش EDR
یکی از مهمترین مزیتهای روش EDR ریکاوری بالای سیستم می باشد که تا حد 94% میتواند افزایش یابد این بدین معنی است که این سیستم میتواند 94% آب ورودی را تصفیه نماید و فقط 6% آن را بصورت پساب دفع نماید.
مزیت دوم سیستم، عمر ممبرانهای استفاده شده میباشد که حدود 10 سال میباشد .
فشار کاری این سیستم کم میباشد، لذا هزینه های نگهداری اتصالات و پایپینگ آن بسیار پایین میباشد و برای جلوگیری از خوردگی میتوان از اتصالات UPVC در کل سیستم استفاده نمود.
هزینه نگهداری این دستگاه نسبت به RO بسیار پایینتر میباشد.
تزریق مواد شیمیایی برای جلوگیری از رسوب که مواد گران قیمتی هم می باشند نیاز نمی باشد.
- معایب روش EDR
- تصفیه آب به روش سیستم اٌسمز معکوس ( RO )
- اسمز معکوس چیست :
اسمز معكوس، تكنولوژی مدرنی است كه آب را برای مصارف متعددی از جمله نیمه رساناها، خوراك پزی، تكنولوژی زیستی، داروها، تولید برق، نمك زدایی آب دریا و آب خوردنی شهری، تصفیه می نماید.
از اولین آزمایشاتی كه در سال 1950 انجام شد طی آن هر ساعت چند قطره آب تولید می شد، امروزه نتیجه صنعت اسمز معكوس در تولید مشترك جهانی به بیشتر از 7/1 میلیون گالن در هر روز رسیده است.
با افزایش روز افزون تقاضاها برای آب خالص (تصفیه شده) ، رشد صنعت اسمز معكوس در قرن اینده با افزایش روبه رو خواهد شد. - پیشینه تاریخی :
تحقیق در مورد اسمز معكوس در سال 1950 در دانشگاه فلوریدا، جائیكه رید و بوتون كه توانستند خاصیت نمك زدایی ممبرن استات سلولز را شرح دهند، آغاز شد.
لوب و سوریرجان، گسترش تكنولژی اسمز معكوس را با ایجاد نخستین ممبرن استات سلولز نا متقارن ادامه دادند.
تحقیق در مورد این پیشرفت خوب و امیدوار كننده منجر به ایجاد پیكر بندی بهتر و جدیدتر اجزای اسمز معكوس شد، به طوریكه امروزه این صنعت اكثرا اجزای مارپیچ فنری و در برخی موارد اجزای فیبر توخالی را تولید می كنند. دراوایل سال 1980 تحقیق و بررسی در لابراتوارهای دولتی آمریكا، منجر به تولید نخستین ممبرن پلی آمیر مركب شد. این ممبرن ها عمدتاً نسبت به ممبرن های سلولزیك، از جریان تراوش و نمك زدایی بالاتری برخوردارند.
امروزه با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیك ها، این صنعت با ترتیب كاهش بزرگی در مسیر نمك، به افزایش 20 دفعه ای در جریان هر فشار بر روی ممبرن های سلولزیك اصلی رسیده است. - نیمه تراوا چیست :
نیمه تراوا به ممبرنی اشاره می كند كه بطور انتخابی به اقسام خاصی اجازه عبور میدهد در حالیكه الباقی گونه ها باقی می مانند.
در واقع بیشتر گونه ها از ممبرن خواهند گذشت اما با سرعت متفاوت و قابل توجه.
در اسمز معكوس، محلول (آب) با سرعت بیشتری نسبت به ذرات نامحلول (نمكها) از ممبرن ها عبور میكنند، با توجه به اینكه آب خالص تولید میشود، پیامد نهایی این است كه تفكیك حلال حل شده روی می دهد. در برخی موارد عدم آبیاری باعث غلیظ شدن نمك می شود. - اسمز چیست :
اسمز یك روش و شیوه نرمال(طبیعی) شامل عبور یك محلول غیلظ از میان مانع ممبرن نیمه تراوا می باشد. یك مخزن آب خالص را با ممبرن نیمه تراوا كه به دو قسمت تقسیم شده، تصور كنید. آب خالص در مقایسه با دو قسمت یك ممبرن نیمه تراوا ایده آل در فشار و دما برابر از میان ممبرن ها عبور نمی كند، زیرا اختلاف سطح شیمیایی دو قسمت برابر است.اگر نمك قابل حل به یك قسمت اضافه شود، اختلاف سطح شیمیایی این محلول نمك كاهش پیدا می كند. استمراراً قسمت آب خالص از میان ممبرن به سمت قسمت محلول نمك حركت می كند تا تعادل اختلاف سطح شیمیایی احیاء گردد.
در شرایط علمی، دو قسمت مخزن از لحاظ اختلاف سطح شیمیایی شان تفاوت دارند و محلول، از طرف اسمز، اختلاف سطح شیمیایی اش را در كل سیستم همسان می سازد. تعادل زمانی برقرار می شود كه ناهمسانی و تفاوت فشار هیدرواستاتیك ناشی از تغییرات گنجایش حجم در قسمت، با فشار اسمزی برابر می شود. فشار اسمزی، یك تناسب خاصیت محلول به غلظت نمك و استقلال ممبرن است. - اسمز معكوس چیست :
در مخزن، آب به سمت قسمت نمك دار ممبرن حركت می كند تا تعادل برقرار شود. بكارگیری فشار خارجی برای همسان سازی قسمت محلول نمك با فشار اسمزی همچنین باعث برقراری تعادل خواهد شد.
فشار مضاعف باعث افزایش اختلاف سطح شیمیایی آب موجود در محلول نمك می شود و سبب عبور حلال به سمت قسمت آب خالص می گردد. زیرا در آن حالت دارای اختلاف سطح شیمیایی پائین تری می باشد.
این پدیده اسمز معكوس نامیده می شود.نیروی محرك شیوه اسمز معكوس، فشار كاربردی است. مقدار انرژی مورد نیاز برای تفكیك اسمزی مستقیماًً به میزان شوری حلال مربوط می شود. بنابراین، انرژی بیشتری برای تولید مقدار یكسان آب از حلال با غلظت بالای نمك لازم است. - اسمز معكوس چگونه كار میكند:
برای درك اسمز معكوس بهتر است با اسمز نرمال شروع كنیم. بر طبق دیكشنری وبستر هریام، اسمز به معنای حركت و جنبش حلال از ممبرن نیمه تراوا (مثل سلول زنده) به داخل محلول بسیار غلیظ شده ای است كه تمایل به همسان سازی غلظت حل شده روی دو طرف ممبرن دارند. این یك تعریف صحیح محسوب می شود.در سمت چپ، بشر پر از آب قرار دارد و مخزنی كه در آب نیمه غوطه ور است. همانطور كه انتظار دارید سطح آب در مخزن به اندازه سطح آب در بشر است.
در آنجا، انتهای مخزن به ممبرن نیمه تراوا چسبیده است و مخزن با محلول نمكی نیمه پر است و در آن غوطه ور است. در ابتدا سطح محلول نمك و آب برابر است اما با گذشت زمان، وقایع غیر منتظره ای روی میدهد.
آب داخل مخزن افزایش می یابد. این افزایش را به فشار اسمزی نسبت می دهند.
ممبرن نیمه تراوا ممبرنی است كه برخی از اتم ها یا مولكول ها را عبور می دهد، اما مانع عبور بقیه می گردد.
ممبرن است اما تقریبا برای هر چیزی كه ما معمولاً از آن عبور می دهیم، ناتراوا می باشد.
مثال ممبرن نا تراوا، آستر روده های شما یا دیوار سلول استgore-texاز یك ممبرن نیمه تراوا معمول دیگر است.
ساختارgore-texشامل لایه نسبتاً نازك پلاستیكی است كه در داخل آن میلیونها روزنه كوچك ایجاد كرده اند. روزنه ها برای عبور بخار آب از آن به اندازه كافی بزرگ هستند اما برای جلوگیری از عبور آب مایع به اندازه كافی كوچكند.
ممبرن به غیر از مولكول های نمك به مولكول های آب اجازه عبور میدهد.
یك روش برای درك فشار اسمزی این است كه مولكول های آب را بر روی دو طرف ممبرن تصور كنید.
این تصور در تضاد باBrownian motionاست.
بر روی قسمت نمكی، بعضی از روزنه ها با اتم های نمك مسدود شده اند اما در قسمت آب خالص چنین چیزی وجود ندارد.
بنابراین آب بیشتری از قسمت آب خالص عبور می كند، چون روزنه های بیشتری برای عبور آب خالص در قسمت آب خالص وجود دارد.آب موجود در قسمت نمكی افزایش می یابد تا یكی از این دو حالت روی دهد:
- غلظت نمك در دو طرف ممبرن مساوی شود، البته در این مورد این حالت روی نمی دهد، چون آب خالص در یك قسمت و آب شور در طرف دیگر وجود دارد.
- همانطور كه ارتفاع ستون آب شور افزایش می یابد فشار آب نیز افزایش پیدا می كند تا اینكه فشار اسمزی برابر شود. در این نقطه اسمز متوقف خواهد شد.
به هر حال، اسمز دلیل این مسئله است كه نوشیدن آب شور(مثل آب اقیانوس) شما را خواهد كشت. زمانیكه آب شور وارد معده تان می شود، فشار اسمزی، آب را به بیرون بدنتان هدایت میكند، تا نمك در داخل معده شما رقیق شود، بنابر این شما آب بدنتان را از دست می دهید(آب بدنتان خشك می شود) و می میرید.
در اسمز معكوس، هدف این است كه از ممبرن به گونه ای استفاده شود كه شبیه فیلتری برای تولید آب قابل نوشیدنی آب شور(یا آب آلوده دیگر) عمل نماید.
آب شور روی یك طرف ممبرن گذاشته می شود و فشار برای متوقف كردن اعمال می شود.
سپس وارونه میشود، یعنی جریان اسمزی روی میدهد، در مجموع این كار فشار زیادی میگیرد و نسبتاً كند پیش میرود اما به هر حال این كار انجام می شود.
- اسمز معکوس چیست :