یکی از فراگیرترین و موثرترین سیستم‌های فیلتراسیون که در صنعت آب در سراسر جهان استفاده می‌شود، سیستم اسمز معکوس (Reverse Osmosis) می‌باشد که می‌تواند برای استفاده‌کنندگان خود آب تمیز، سالم و گوارا تهیه کند. سیستم اسمز معکوس کاربردهای بسیاری دارد. فیلتراسیون آب خانگی، آکواریوم‌ها و رستوران‌ها، تنها بخشی از جاهایی است که این سیستم می‌تواند در آن‌ها خدمت کند. مهم نیست آب در دسترس شما از چه منبعی تهیه شده و هم اکنون چه کیفیتی دارد، سیستم اسمز معکوس قطعا می‌تواند شما را در تصفیه کردن آن کمک کند! در ادامه به این سوال پاسخ خواهیم داد که اصلا سیستم اسمز معکوس چیست؟ چطور برای سیستم‌های تصفیه آب مفید واقع می‌شود و در چه مواردی معمولا از آن استفاده می‌شود؟
اسمز معکوس چیست؟
اسمز معکوس از طریق وارد آوردن فشار به آب، آن را به درون یک ممبران نیمه‌تراوا هدایت می‌کند و از این طریق موفق به جداسازی ذرات ناسالم و آلودگی‌ها از آب ورودی می‌شود. آب، از قسمتی که متراکم‌تر شده و قاعدتا آلودگی‌های بیش‌تری در خود جذب کرده به سمت قسمت دیگر ممبران که تراکم کمتری داشته و آلودگی کمتری در خود دارد هدایت می‌شود و به این صورت آب آشامیدنی سالم تهیه می‌شود. به آب حاصل از این فرایند آب نشتی می‌گویند. آن مقداری که از آب اولیه در سیستم باقی می‌ماند و اجازه خروج نمی‌یابد، حاوی همان آلودگی‌ها و ذرات ناسالمی است که اسمز معکوس اجازه‌ی خروج آن از سیستم را نداده است و به این ماده باقی‌مانده، اصطلاحا آب هدررفته یا آبنمک می‌گویند.
ممبران نیمه‌متراکم با استفاده از منافذ بسیار ریزی که در آن تعبیه شده است مانع از عبور ذرات ناسالم موجود در آب می‌شود اما طوری طراحی شده که برای عبور مولکول‌های آب مانعی ایجاد نکند. در نتیجه، آب سالم از سیستم عبور کرده و ذرات ناسالم پشت سد سیستم گرفتار می‌شوند. در سیستم اسمز، آب ورودی هنگام عبور از ممبران به منظور برقراری تعادل در دو طرف سیستم تصفیه، متراکم‌تر می‌شود. روی هم رفته می‌توان گفت که سیستم اسمز معکوس مانع از ورود ذرات ناسالم موجود در آب به قسمت کم‌تر متراکم ممبران می‌شود. برای مثال، هنگامی که در طی فرایند اسمز معکوس، فشار زیادی بر آب نمک وارد کنیم، نمک در سمت پرتراکم ممبران باقی می‌ماند و مولکول‌های آب اجازه‌ی ورود به سمت دیگر آن را می‌یابند.
سیستم اسمز معکوس چگونه کار می‌کند؟
یک سیستم اسمز معکوس پیش از این که آب را با فشار وارد ممبران نیمه‌تراوا کند تا ذرات محلول در آب را از آن جدا کند، ابتدا با یک پیش‌فیلتر ابتدایی، رسوبات و کلر را از آب جدا می‌کند. بعد از این که آب از ممبران خارج می‌شود وارد یک پُست فیلتر می‌شود تا پیش از ورود به شیر برداشت تعبیه شده، به عنوان آب آشامیدنی سالم، باز هم تصفیه شود. سیستم‌های اسمز معکوس بسته به تعداد مراحل پیش‌فیلتر و پست فیلتر، دارای مراحل و درجات گوناگونی می‌شوند.
مراحل سیستم‌های اسمز معکوس
ممبران آر-اُ (RO) نقطه‌ی کانونی و اساس یک سیستم اسمز معکوس محسوب می‌شود. اما اسمز معکوس فقط ممبران نیست، بلکه شامل انواع دیگری از مراحل فیلتراسیون نیز می‌شود. سیستم‌های اسمز معکوس معمولا بسته به مراحل فیلتراسیون، سه مرحله‌ای، چهار مرحله‌ای و پنج مرحله‌ای نامیده می‌شوند. ممکن است نام سیستم‌های با مراحل بیش‌تر از این تعداد هم به گوش‌تان خورده باشد اما این سه دسته، رایج‌ترین دسته‌های موجود در صنعت تصفیه آب اسمز معکوس محسوب می‌شوند.
تمام سیستم‌های اسمز معکوس شامل یک فیلتر رسوبات و یک فیلتر کربن هستند که به ممبران آر-اُ اضافه می‌شوند. فیلترها بصورت عمومی بسته به این که آب، پیش از ورود به ممبران یا پس از ورود به آن وارد آن‌ها شود، پیش‌فیلتر یا پست‌فیلتر نامیده می‌شوند.
بطور کلی، هر سیستم اسمز معکوس شامل فیلتر‌های زیر می‌شود:
فیلتر رسوبات: گرد و خاک و کثافت‌های داخل آب را فیلتر می‌کند
فیلتر کربن: ترکیبات آلی سبک آب، کلر و دیگر آلودگی‌هایی که موجب بدبو یا بدمزه شدن آب شوند را فیلتر می‌کند.
ممبران (غشاء) نیمه‌تراوا: می‌تواند حدود نود و هشت درصد از ذرات معلق در آب را فیلتر کند.
سیستم اسمز معکوس طبق چه مراحلی آب را تصفیه می‌کند؟
یک. هنگامی که آب وارد سیستم اسمز معکوس می‌شود، ابتدا به سمت پیش‌فیلترها هدایت می‌شود. پیش‌فیلترها معمولا شامل فیلتر کربن و فیلتر رسوبات می‌شود. این دو فیلتر، رسوبات و کلر موجود در آب که ممکن است باعث صدمه رساندن به ممبران شود را فیلتر می‌کنند.
دو. سپس، آب وارد ممبران اسمز معکوس می‌شود. در این مرحله ذرات معلق در آب، حتی ریز‌ترین ذراتی که تنها با کمک میکروسکوپ‌های الکترونی قابل مشاهده هستند نیز از آب جداسازی می‌شوند.
سه. آب وارد مخزن ذخیره می‌شود تا در صورت نیاز به برداشت توسط مصرف کننده در دسترس باشد. سیستم اسمز معکوس فیلتراسیون آب را تا هنگامی که مخزن از آب آشامیدنی پر شود ادامه می‌دهد. هنگامی که مخزن پر شود، سیستم هم دست از فرایند تصفیه برمی‌دارد.
چهار. هنگامی که شما شیر برداشت را باز می‌کنید تا یک لیوان آب سالم تصفیه‌شده بنوشید، آب از مخزن ذخیره خارج شده و وارد یک پست‌فیلتر دیگر می‌شود تا آب قبل از رسیدن به شیر برداشت نیز یک مرحله دیگر تصفیه نهایی شود.
چرا باید از مخزن ذخیره استفاده کرد؟
مخزن ذخیره، آب حاصل از فرایند اسمز معکوس را در خود نگهداری می‌کند. به این ترتیب هنگامی که نیاز به برداشت آب سالم داشته باشید، مقدار زیادی آب تصفیه‌شده به سرعت و بدون فوت وقت در اختیار شما خواهد بود. سرعت تصفیه آب در سیستم اسمز معکوس آنقدر سریع نیست که بتواند همواره هرقدر که آب نوشیدنی سالم نیاز داشتید در اختیارتان بگذارد (البته که قطعا آن‌قدری که نیاز طبیعی یک خانواده است و حتی بیش از آن را همواره تامین خواهد کرد). با توجه به مدت زمانی که فرایند تصفیه آب در اسمز معکوس طول می‌کشد، اگر شما منبع ذخیره ندااشته باشید، برای پر کردن یک لیوان آب آشامیدنی تصفیه شده، پس از باز کردن شیر دستگاه، باید حدودا پنج دقیقا منتظر پر کردن لیوان خود بمانید!
