تصفیه آب به روش اسمز معکوس چیست؟

با اندکی مطالعه در زمینه روش‌های تصفیه آب، حتماً اصطلاح اسمز معکوس (Reverse Osmosis) را بارها خواهیم شنید. این موضوع نشان‌دهنده اهمیت فراوان استفاده از این روش در تصفیه آب خانگی و تصفیه آب صنعتی است. در این مقاله به بررسی مفاهیم مربوط به اسمز معکوس (RO) می‌پردازیم تا در پایان خواننده بتواند درک بهتری از این روش تصفیه آب داشته باشد.

مفهوم اسمز معکوس

اسمز معکوس روشی است که در آن آب با افزایش فشار از یک غشای نیمه‌تراوای اسمز معکوس عبور کرده و یون‌ها و مواد معدنی آن حذف می‌شوند.

اسمز

برای درک بهتر مفهوم و هدف استفاده از فرآیند اسمز معکوس در تصفیه آب لازم است در ابتدا با یک فرآیند طبیعی به نام اسمز بیشتر آشنا شویم.

اسمز یک پدیده طبیعی بسیار مهم است که به شکل‌های گوناگون در طبیعت اتفاق می‌افتد. در این پدیده یک محلول با میزان شوری کمتر به‌صورت طبیعی تمایل به مهاجرت به سمت محلول با شوری بیشتر را از خود نشان می‌دهد. وقتی ریشه درخت آب را از خاک جذب می‌کند و یا کلیه در بدن انسان آب را از خون جذب می‌کند، پدیده اسمز روی داده است.

در شکل زیر نحوه روی دادن پدیده اسمز به تصویر کشیده شده است. یک محلول با میزان شوری و مواد محلول کمتر، تمایلی طبیعی برای مهاجرت به سمت محلولی با میزان شوری و مواد محلول بیشتر دارد. برای بیان ساده‌تر این موضوع فرض کنید دو ظرف یکسان داریم که از طریق یک غشای نیمه‌تراوا به یکدیگر متصل شده‌اند. در یکی از این ظرف‌ها آب شور و در دیگری آب شیرین قرار دارد. رفته‌رفته آب شیرین به سمت آب شور جریان یافته و تا زمانی که غلظت دو طرف با یکدیگر برابر شود، این مهاجرت ادامه می‌یابد.

غشای نیمه‌تراوا غشایی است که به برخی از اتم‌ها یا مولکول‌ها اجازه عبور از خود را داده و جلوی عبور سایر اتم‌ها و مولکول‌ها را می‌گیرد. یک مثال بسیار ساده از آن یک صفحه توری است که هوا می‌تواند از میان حفرات عبور کرده اما ذراتی با قطر بزرگ‌تر از سایز حفرات از آن عبور نمی‌کنند.

اسمز معکوس، فرآیند برعکس اسمز طبیعی

پدیده اسمز یک فرآیند طبیعی است که در آن آب بدون نیاز به انرژی جریان می‌یابد. اما برای ایجاد جریان در جهت معکوس نیاز به واردکردن فشار به آب شورتر است. غشای اسمز معکوس یک غشای نیمه‌تراوا است که به مولکول‌های آب اجازه عبور داده، اما مانع عبور موادی نظیر نمک‌های محلول، مواد آلی، باکتری‌ها و ... می‌شود. برای عبور آب از این غشا نیاز به ایجاد فشاری بیشتر از فشار اسمزی ایجادشده ناشی از تفاوت غلظت محلول‌ها در سمت محلول غلیظ‌تر است. در صورت تأمین این میزان فشار، آب از غشا عبور کرده و نمک‌ها و یون‌های محلول در آن از غشا عبور نمی‌کنند. بدین‌صورت عملیات تصفیه آب و حذف نمک‌ها صورت گرفته و بسیاری از آلودگی‌های آب حذف می‌شوند.

در شکل زیر، فرآیند اسمز معکوس به تصویر کشیده شده است. وقتی به آب شورتر فشار وارد می‌شود، مولکول‌های آب از غشای اسمز معکوس عبور کرده و سایر محتویات آب از آن جدا می‌شوند.

در این مقاله با مفهوم اسمز معکوس آشنا شدیم. در مطالب بعدی به این پرسش پاسخ خواهیم داد که اسمز معکوس چگونه کار کرده و در تصفیه آب، چه آلودگی‌هایی را از آن حذف می‌کند.