تئوری های حذف در فرآیند اسمز معکوس

تئوری های حذف در فرآیند اسمز معکوس

به طورکلی حذف یون ها، نمک ها و مولکول ها توسط روش اسمز معکوس، براساس چهار عامل بارذرات، وزن مولکولی، اندازه ذرات و ساختار شیمیائی آن ها می باشد. در واقع حذف ذرات توسط فرآیند اسمز معکوس تلفیقی از4 عامل یادشده است. اگر از نظر وزن مولکولی بررسی کنیم،MWCO   یک فاکتور بسیار مهم برحسب دالتون است که نشان می دهد 90 درصد ترکیبات باوزن مولکولی بزرگتر از آن توسط غشاء حذف خواهند شد. شرکت مهندسی کاشفان نیلفام به عنوان بهترین مجموعه در زمینه طراحی و ساخت پکیج تصفیه فاضلاب در این محتوا درباره تئوری های حذف در فرآیند اسمز معکوس، توضیح می دهد.

منظور از تئوری های حذف در فرآیند اسمز معکوس چیست؟

ازنظر بار ذرات، آب ورودی شامل آنیون ها و کاتیون هایی است که وقتی در مجاورت بار منفی غشاء قرار می گیرند، آنیون ها ازغشاء دفع می شوند و غلظت کاتیون ها در غشاء از غلظت آن ها در آب خروجی بیشتر می گردد. هم زمان غلظت آنیون ها در غشاء نسبت به آب خروجی کاهش یافته و در نتیجه یک پتانسیل الکتریکی بنام پتانسیل دونان بین غشاء و محلول پدید می آید. این پتانسیل، کاتیون ها را به سمت غشاء جذب کرده و بنابراین آنیون ها دفع و درصد حذف آن ها افزایش می یابد.

بر طبق تئوری های حذف در فرآیند اسمز معکوس به حذف آنیون ها بستگی دارد، به ترتیب که هر چه بار منفی غشاء قوی تر باشد، حذف نمک ها نیز بهتر انجام می گیرد. از طرفی چون آنیون ها و کاتیون ها به طور مداوم درحال حرکت هستند، گاهی اوقات به قدری به هم نزدیک می شوند که جذب یکدیگر شده و بار آن ها خنثی می گردد که در نتیجه می توانند به آسانی از غشاء عبور کنند. همچنین در فرآیند اسمز معکوس، ساختار شیمیایی ترکیبات نیتروژن تاثیر بسیار مهمی روی حذف آن ها دارد .ترکیبات یونی نیتروژن مانند آمونیوم، نیتروت و نیترات نسبت به ترکیبات آلی آن به علت فعل و انفعالات الکتریکی با غشاء حذف بیشتری دارند. فعل و انفعالات الکتریکی همانند اندازه ذرات نقش مهمی رادر حذف ترکیبات دارند. هرچه باتر ذارات بیشتر باشد میزان حذف نیزبهتر خواهدبود. باتخمین شعاع یون های محلول به شعاع منافذ غشاء می توان بزرگتر از 8% و پتانسیل دونان بزرگتر از V5% باشد،حذف ضعیف خواهد بود. لذا اثرات الکتریکی برای حذف یون های کوچک ومولکول ها بسیار مهم است.

نیترات یک بسیار محلول در آب بوده و برای سیستم RO به لحاظ ایجاد رسوب و جرم مشکلی ایجاد نمی کنند. باتوجه به این که ترکیبات معدنی ونمک ها براساس تئوری هیداراتاسیون در آب محلول هستند، یون های دیسوسیه شده براساس بار یونی و شعاع یونی خود جذب مولکول های آب شده و هیداراته می گردند. بسیاری از آنیون ها که نسبت بار به شعاع یونی بزرگتری دارند (مانندSOو C)  می توانند در فیلتر اسمز معکوس ایجاد رسوب نمایند.

باافزایش PH به دلیل اثر روی بار یون ها، حذف نیترات بهتر انجام می گیرد. کاهش PH، تعادل را از سمت یون تک ظرفیتی نیترات مولکول اسید نیتریک (که بدون بار است) جابجا می نماید و در نتیجه چنین مولکول بدون بار کوچکی، به راحتی می تواند ازغشاء های RO عبور نماید. با افزایش PH سطوح غشاء ها شدیدا دارای بار منفی شده که درنتیجه آنیون ها طبق پدیده دونان دفع می گردند. درمقایسه دوغشاء پلی آمیدی آروماتیک (PA) و استات سلولز CA))، حذف یون نیترات توسط غشاء ها PA بهتر انجام می گیرد که این امر به علت تفاوت درخصوصیات شیمیایی سطح پلیمری غشاء ها و کوچک تربودن قطر منافذ PA می باشد.

نفوذ پذیری مواد محلول توسط اثر دونان کنترل می گردد، لذا دانستن مختلف جهت تعیین میزان نفوذپذیری الکترولیت های یونی بسیار مفید است. به طور مثال شعاع اندازه گیری شده یون نیترات برابر 000125/0 میکرون است، اما طبق جدول شماره 2 شعاع یونی نیترات هیدارته حدود 0003/0 میکرون می گردد که تقریبا بیش از دو برابر حالت بدون آب است.

برای اطلاعات بیشتر درباره این مقاله می توانید مقاله ساختار فیلتر اسمز معکوس  را مطالعه نمائید.