اصول سیستم آسموز معکوس

سیستم اسموز معکوس یک فناوری جدایی غشا است که در دهه 1960 توسعه یافته است.این فناوری به سرعت توسعه یافته و به طور گسترده ای در زمینه هایی مانند شورش آب و شورش استفاده شده است، آماده سازی آب بسیار خالص و آب آشامیدنی خالص. اکثر غشای اسموز معکوس دارای اندازه منافذ 10 × 10-10m هستند،و اجزای جدایی آنها یون های محلول و مواد آلی با وزن مولکولی چند صد یا بیشتر هستند.

غشا که فقط می تواند از طریق محلول عبور کند اما محلول نیست اغلب غشا نیمه نفوذی ایده آل نامیده می شود.هنگامی که یک حلال و یک محلول (یا دو محلول با غلظت های مختلف) در هر دو طرف این غشا قرار می گیرند، حلال خالص به طور طبیعی از غشای نیمه نفوذ پذیر عبور می کند و به طور خود به خود به یک طرف محلول (یا از محلول کم به محلول متمرکز بالا) جریان می یابد.این پدیده به نام اسموز نامیده می شود.هنگامی که فرایند اسموتیک به سطح محلول می رسد، فشار ایجاد می شود تا تمایل محلول به جریان به سمت محلول را خنثی کند، یعنی به تعادل می رسد.این فشار فشار اسموتیک محلول نامیده می شود..

فشار اسموتیک بستگی به نوع، غلظت و دمای محلول دارد و هیچ ربطی به غشای خود ندارد.اگر فشار خارجی بیشتر از فشار اسموتیک بر روی سطح محلول اعمال شود، حلال از محلول به سمت محلول در جهت مخالف فشار اسموتیک اصلی جریان می یابد. این پدیده به نام اسموزی معکوس نامیده می شود.هر روش جدایی که محلول را بر اساس این اصل متمرکز یا تصفیه می کند، به طور کلی یک فرآیند آسموز معکوس نامیده می شود..

آسموز معکوس حرکت مهاجرت معکوس آسموز است. عمدتاً تحت فشار، حلال مجبور به جدا شدن از محلول از طریق بازداشت غشای نیمه نفوذ است.هرچه غلظت محلول بیشتر باشد، هرچه فشار اسموتیک بیشتر باشد. در فرآیند اسموسیس معکوس، فشار اعمال شده باید بسیار بیشتر از فشار اسموتیک محلول باشد.معمولا چند بار تا ده ها بار، در محدوده ای که توسط سیستم و مقاومت غشا مجاز است.

هنگامی که محلول نمک آبی با سطح غشای نیمه نفوذی متخلخل در تماس است، یک لایه از مولکول های آب به طور انتخابی در رابط محلول غشای جذب می شود.تحت اثر فشار آسموز معکوس، آب خالص از غشای از طریق عمل موی خارج می شود. و آب خالص که رابط را تشکیل می دهد به طور مداوم خارج می شود.

برای حذف مواد آلی، به مکانیسم غربالگری تعلق دارد. بنابراین با وزن مولکولی و شکل مواد آلی مرتبط است. در محدوده فوق فیلتر سازی،غشا با اندازه های بزرگ تر منافذ معمولا استفاده می شوداندازه منافذ غشا ultrafiltration 2-10 نانومتر است، در حالی که اندازه منافذ غشا osmosis معکوس 0.3-2 نانومتر است.

بنابراین، فیلتراسیون غشای آسموز معکوس می تواند باکتری های مختلف را بهتر از بین ببرد، مانند کوچکترین باکتری "Pseudomonas aeruginosa" (3000 × 10-10M) ؛همچنین می تواند ویروس های آنفولانزا را فیلتر کند (800×10-10M)، پیروژن ها (10-500×10-10m) و سایر ویروس ها.