اسمز پدیده‌ای است که در آن آب خالص از یک محلول رقیق از طریق یک غشای نیمه‌تراوا به محلولی با غلظت بالاتر جریان می‌یابد. نیمه‌تراوا به این معنی است که غشا به مولکول‌ها و یون‌های کوچک اجازه عبور می‌دهد اما به عنوان مانعی برای مولکول‌های بزرگتر یا مواد حل شده عمل می‌کند. اسمز معکوس فرآیند اسمز به صورت معکوس است. محلولی که غلظت کمتری دارد، تمایل طبیعی به مهاجرت به محلولی با غلظت بالاتر دارد.

سیستم اسمز معکوس چگونه کار می‌کند؟

اسمز معکوس فرآیندی است که با استفاده از فشار برای عبور آب از غشاهای تخصصی، آلاینده‌های خارجی، مواد جامد، مولکول‌های بزرگ و مواد معدنی را از آب حذف می‌کند. این یک سیستم تصفیه آب است که برای بهبود کیفیت آب برای آشامیدن، پخت و پز و سایر کاربردهای مهم استفاده می‌شود.

اگر فشار آب وجود نداشته باشد، آب تمیز (آب با غلظت کم) که توسط اسمز تصفیه شده است، به سمت آب با غلظت بالا حرکت می‌کند. آب از طریق غشای نیمه‌تراوا عبور داده می‌شود. این فیلتر غشایی منافذ زیادی به اندازه 0.0001 میکرون دارد که می‌تواند حدود 99٪ از آلاینده‌ها مانند باکتری‌ها (تقریباً -1 میکرون)، دود تنباکو (0.07 میکرون)، ویروس‌ها (0.02-0.04 میکرون) و غیره را فیلتر کند. و فقط مولکول‌های آب خالص از آن عبور می‌کنند.

تصفیه آب به روش اسمز معکوس ممکن است تمام مواد معدنی مفید مورد نیاز بدن ما را فیلتر کند، اما این یک فناوری مؤثر و اثبات شده برای تولید آب تمیز و خالص و مناسب برای آشامیدن است. سیستم RO باید سال‌ها آب با خلوص بالا را فراهم کند، بنابراین می‌توانید بدون نگرانی آن را بنوشید.

چرا فیلتر ممبران برای تصفیه آب موثر است؟

به طور کلی، تصفیه‌کننده‌های آبی که تاکنون توسعه یافته‌اند، عمدتاً به روش فیلتراسیون بدون غشا و روش تصفیه آب اسمز معکوس با استفاده از غشا طبقه‌بندی می‌شوند.

فیلتراسیون بدون غشاء عمدتاً با یک فیلتر کربنی انجام می‌شود که فقط طعم بد، بو، کلر و برخی مواد آلی موجود در آب لوله‌کشی را فیلتر می‌کند. اکثر ذرات، مانند مواد معدنی، فلزات سنگین، مواد شیمیایی آلی و مواد سرطان‌زا، قابل حذف و عبور از آن نیستند. از سوی دیگر، روش تصفیه آب اسمز معکوس با استفاده از غشاء، محبوب‌ترین روش تصفیه آب در جهان است که از غشای نیمه‌تراوا ساخته شده توسط فناوری پیشرفته مهندسی پلیمر استفاده می‌کند. این یک روش تصفیه آب است که مواد معدنی معدنی مختلف، فلزات سنگین، باکتری‌ها، ویروس‌ها، باکتری‌ها و مواد رادیواکتیو موجود در آب لوله‌کشی را از آن عبور داده و جدا و حذف می‌کند تا آب خالص تولید شود.

نتیجه این است که ماده حل‌شونده در سمت تحت فشار غشاء نگه داشته می‌شود و حلال خالص اجازه عبور به سمت دیگر را پیدا می‌کند. برای «گزینشی بودن»، این غشاء نباید به مولکول‌ها یا یون‌های بزرگ اجازه عبور از منافذ (سوراخ‌ها) را بدهد، بلکه باید به اجزای کوچکتر محلول (مانند مولکول‌های حلال، یعنی آب، H2O) اجازه عبور آزادانه بدهد.

این امر به ویژه در کالیفرنیا صادق است، جایی که سختی آب لوله کشی شدید است. پس چرا با سیستم اسمز معکوس از آب تمیزتر و ایمن تر لذت نبریم؟

فیلتر غشایی R/O

در اوایل دهه ۱۹۵۰، دکتر سیدنی لوب در دانشگاه UCLA با توسعه غشاهای ناهمسانگرد نیمه‌تراوا، به همراه سرینیواسا سوریراجان، اسمز معکوس (RO) را عملی کرد. غشاهای اسمز مصنوعی، غشاهای نیمه‌تراوا با طراحی ویژه و منافذی به اندازه ۰.۰۰۰۱ میکرون، یعنی یک میلیونیم ضخامت مو، هستند. این غشا یک فیلتر ویژه است که با فناوری مهندسی پلیمر ساخته شده و هیچ آلاینده شیمیایی و همچنین باکتری‌ها و ویروس‌ها نمی‌توانند از آن عبور کنند.

وقتی به آب آلوده فشار وارد می‌شود تا از این غشای ویژه عبور کند، مواد شیمیایی با وزن مولکولی بالا، مانند آب آهک حل‌شده در آب، و مواد شیمیایی با وزن مولکولی بالا مانند آهک حل‌شده در آب، از غشای نیمه‌تراوا عبور می‌کنند و تنها آب خالص با وزن مولکولی کم و اکسیژن محلول و مقادیر ناچیزی از مواد معدنی آلی در آن وجود دارد. این مواد به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با فشار آب جدیدی که از غشای نیمه‌تراوا عبور نمی‌کند و همچنان به داخل آن فشار می‌آورد، از غشا خارج شوند.

نتیجه این است که ماده حل‌شونده در سمت تحت فشار غشاء نگه داشته می‌شود و حلال خالص اجازه عبور به سمت دیگر را پیدا می‌کند. برای «گزینشی بودن»، این غشاء نباید به مولکول‌ها یا یون‌های بزرگ اجازه عبور از منافذ (سوراخ‌ها) را بدهد، بلکه باید به اجزای کوچکتر محلول (مانند مولکول‌های حلال، یعنی آب، H2O) اجازه عبور آزادانه بدهد.

غشاهایی که برای اهداف پزشکی پرتاب شدند، برای جنگ نظامی یا تأمین آب آشامیدنی تمیز و بدون آلودگی برای سربازان توسعه داده شدند و ادرار فضانوردان را که هنگام وقوع رویدادهای پیش‌بینی نشده در طول اکتشافات فضایی جمع‌آوری می‌شود، بیشتر تصفیه می‌کنند. این غشاها در هوافضا برای آب آشامیدنی استفاده می‌شوند و اخیراً، شرکت‌های بزرگ نوشیدنی از تصفیه‌کننده‌های آب صنعتی با ظرفیت بالا برای تولید بطری‌ها استفاده می‌کنند و به طور گسترده برای تصفیه آب خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.