ممبران چیست؟

کلمه ممبران (Membrane) در زبان فارسی غشاء یا پوسته است و غشاها یا پوسته ها در بسیاری از شرایط کاربرد دارند از جمله در سیستم های تصفیه آبی که به روش اسمز معکوس عمل میکنند، در تصفیه به روش اسمز معکوس یکی از عناصر کلیدی برای انجام فرآیند اسمز معکوس، وجود غشاء نیمه تراوا (semi-permeable membrane) است، خاصیت ساختاری این غشاء به نحوی است که مولکولهای کوچک آب میتوانند از آن عبور کرده ولی ذرات املاح موجود در آب که غالباً دارای مولکول های بزرگتری است نمیتوانند از این غشا عبور کنند. همین امر باعث میشود که پس از عبور آب ناخالص از غشاء نیمه تراوا در سمت دیگر آب خالص به دست آید.

فیلتر ممبران چیست؟

زمانی که دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس به وجود آمدند باید همان غشاء نیمه تراوا که اغلب به صورت یک صفحه بود را به نحوی کاربردی و صنعتی سازی شده در دستگاه قرار میدادند، به همین منظور یک صفحه غشاء نیمه تراوا را با فناوری خاص و به صورت استوانه ای لایه لایه پیچیدند تا به شکل یک فیلتر منسجم و کاربردی در بیایید و به این فیلتر، فیلتر ممبران گفته میشود. فیلترهای ممبران بسته به کاربرد و نیاز در ابعاد مختلف از چند سانت تا چندین متر ساخته میشوند.

قدرت تصفیه فیلتر ممبران چقدر است؟

برای تصفیه آب روش های گوناگونی وجود دارد، اما چرا از بین آنها تصفیه به روش اسمز معکوس محبوبیت بیشتری دارد؟ علت آن قدرت تصفیه ی این سیستم است که می‌تواند املاح و ذرات مضر (همانند نیترات و نیتریت) آب را تا قطر ۰٫۰۰۰۱ میکرون با دقت ۹۹ درصد را از آب حذف کند، برای اینکه درک بهتری از این عدد داشته باشیم باید بدانیم که قطر مولکول نیترات ۰٫۰۰۰۲۵ میکرون یعنی ۵/۲ برابر بزرگتر از قطر منافذ ممبران است و در واقع ممبران در حد مولکولی می‌تواند آب را تصفیه کند. علت محبوبیت زیاد دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس نیز به همین دلیل است که با یک دستگاه نسبتا کوچک در داخل کابینت و با کمترین هزینه و انرژی و به راحتی میتوان آب بدون املاح در اختیار داشت.

ظرفیت خروجی ممبران چیست و برای مصرف خانگی چقدر نیاز است؟

فیلتر ممبران ها در ابعاد و اندازه های گوناگونی تولید میشوند، و این تفاوت اندازه باعث تفاوت در ظرفیت خروجی ممبران ها میگردد. منظور از ظرفیت خروجی ممبران، میزان آب تصفیه شده تولید شده در مدت زمان ۲۴ ساعت است که به طور معمول با واحد گالن در شبانه روز (GPD) آن را بیان میکنند. توجه به این نکته بسیار مهم است که این عدد نشان دهنده آب خالص تولید شده در طی ۲۴ ساعت و در صورت روشن بودن یکسره موتور پمپ است، بنابراین در هنگام انتخاب ممبران با ظرفیت مناسب باید این نکته را مد نظر قرار داد.

به طور معمول برای مصارف خانگی ممبران با ظرفیت های بین ۵۰ تا ۷۵ گالن در روز مناسب است، برای مکان های اداری، تجاری، آکواریوم ها، صنایع و … با افزایش میزان مصرف ممبران های با ظرفیت بیشتر، متناسب با میزان مصرف تعیین میگردد.

در تصویر فوق چندین نمونه فیلتر ممبران از فیلتر ممبران کوچک خانگی تا فیلترهای ممبران صنعتی را ملاحظه میکنید.

در دستگاه های تصفیه آب ممبران چگونه کار میکند؟

در دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس برای اینکه آب بتواند از ممبران عبور کند، به وسیله موتور پمپ فشار آب افزایش داده میشود، اما لازمه اینکه آب با این فشار بتواند از ممبران عبور کند این است که در مسیری مشخص به ممبران وارد شود و از آن عبور کند. به همین منظور محفظه‌ای به نام هوزینگ ممبران در دستگاه ها تصفیه آب تعبیه شده است.

هوزینگ ممبران به گونه ای طراحی شده است که آب تصفیه نشده از یک سمت آن می‌تواند وارد شود و از سمت دیگر در ۲ مسیر جداگانه خارج شود، یک مسیر خروجی برای آب تصفیه شده و خالص است و مسیر دیگر برای پسماند به جا مانده از فرآیند تصفیه که دور ریخته میشود، این پسماند شامل آب تصفیه نشده به همراه املاح به جا مانده از تصفیه است.

فیلتر ممبران همانطور که گفتیم به صورت لایه ای و به شکل استوانه پیچیده شده است، این لایه های همگی به دور یک لوله استوانه ای شکل پیچیده شده است که بدنه آن دارا منافذ ریز برای عبور آب تصفیه شده است. فیلتر ممبران در داخل هوزینگ ممبران قرار می‌گیرد. از ورودی ممبران آب با فشار به داخل هوزینگ پمپ میشود و هوزینگ ممبران این آب را در پشت لایه های ممبران نگه میدارد تا آب بتواند از غشاء ممبران به داخل تراوش کند. آب تراوش شده از ممبران که در واقع همان آب بدون املاح است به مرکز ممبران و همان لوله پلاستیکی هدایت و از آنجا در مسیر مشخص از ممبران خارج میگردد (همان خروجی ای که آب تصفیه شده را برای ما تامین میکند). زمانی که آب به داخل فیلتر ممبران تراوش میکند املاح آن در سمت دیگر باقی میماند و در واقع آب پشت ممبران غلیظ و غلیظتر میگردد، این آب غلیظ شده و پر از املاح در مسیری جداگانه از هوزینگ ممبران خارج و به صورت پسماند به فاضلاب ریخته میشوند.

چگونه بفهمیم عمر ممبران تمام شده است؟

فیلتر ممبران نیز مانند سایر فیلتر ها دارای عمر مفید است و در صورت تعویض نکردن آن در زمان مناسب، کیفیت آب کاهش پیدا کرده و سختی آن بالا میرود. عمر فیلتر ممبران تحت تاثیر عوامل بسیاری از جمله سختی و املاح آبی که تصفیه میشود، تعویض به موقع فیلترهای پیش تصفیه، میزان مصرف و … است و عمر این فیلتر به صورت معمول بین ۱ تا ۲ سال می‌تواند باشد، ولی از کجا بفهمیم که زمان دقیق تعویض این فیلتر چه زمانی است؟

تعیین دقیق این زمان تنها از طریق تست سختی آب به وسیله دستگاه سختی سنج (TDS متر) توسط کارشناسان متخصص امکان پذیر است و نمیتوان به صورت ظاهری و یا زمانبندی آن را تعویض نمود. البته این نکته را به خاطر داشته باشیم که این موارد در صورت تمام نشدن عمر ۲ ساله ممبران است به این معنی که اگر زمان مصرف ممبران از ۲ سال گذشته باشد باید حتما آن را تعویض نمود حتی اگر سختی آب خروجی دستگاه در حد استاندارد باشد.

چگونه طول عمر ممبران را افزایش دهیم؟

فیلتر ممبران گران قیمت ترین فیلتر در دستگاه های تصفیه آب به شمار میآید و به همین دلیل ما هرچه بتوانیم از کاهش عمر آن جلوگیری کنیم به نوعی از تحمیل هزینه اضافی جلوگیری کرده ایم. عوامل بسیاری در کاهش عمر مفید ممبران تاثیر گذار هستند و ما با حذف یا کاهش تاثیر این عوامل بر ممبران میتوانیم عمر آن را افزایش دهیم.

یکی از شایعترین مواردی که موجب از بین رفتن ممبران میشود تعویض فیلترها پیش تصفیه دستگاه توسط خود مشتریان و یا افراد غیر متخصص است و به دلیل رعایت نشدن اصول تعویض فیلتر توسط این اشخاص، حجم زیادی از ذرات به ممبران وارد و موجب کیپ شدن و از بین رفتن آن ظرف چند روز میشود. بنابراین همیشه پیشنهاد میگردد تعویض فیلترها را به کارشناسان این رشته بسپارید.

رعایت زمانبندی تعویض فیلترها و همچنین سرویس دورهای دستگاه توسط افراد متخصص از دیگر عوامل موثر در جلوگیری از کاهش عمر ممبران است.

یکی از موثر ترین اقدامات در جهت افزایش طول عمر فیلتر ممبران استفاده از فیلتری به نام محافظ ممبران است، این فیلتر در مسیر آب ورودی به هوزینگ ممبران قرار می‌گیرد و می‌تواند از ورود ذرات مخرب به ممبران جلوگیری کند، برای خرید دستگاه های مجهز به این فیلتر به صفحه دستگاه های تصفیه آب با فیلتر محافظ ممبران مراجعه فرمائید.

از دیگر مواردی که نقش موثری در افزایش طول عمر ممبران دارد، وجود سیستم بک واش در مدار دستگاه است، وجود این سیستم کمک میکند بتوان محفظه ممبران را در فواصل کوتاه و به راحتس شستشو داد تا از تجمع رسوبات و املاح و تاثیر مخرب آنها بر روی ممبران جلوگیری گردد. تمامی مدلهای تصفیه آب زینود به این سیستم مجهز هستند.

تصفیه آب به روش اسمز معکوس چیست؟

به طور خلاصه میتوان گفت تصفیه آب به روش اسمز معکوس یک روش تصفیه فیزیکی است که میتواند املاح مضر و خطرناک آب را از بین ببرد و در اصطلاح سختی آب را به شدت کاهش دهد. امروزه این روش تصفیه به عنوان یکی از برترین های روش های تصفیه شناخته میشود و علت این امر هم قدرت حذف املاح تا قطر ۰٫۰۰۰۱ میکرون و با دقت ۹۹ درصد و این فرآیند با هزینه بسیار پایین و صرف حداقل انرژی انجام میشود.

در نهایت تمامی این موارد باعث شده این روش به به عنوان یک روش بسیار محبوب و پرکاربد برای تامین آب سالم و بدون املاح در خانه ها، ادارات، صنایع و … گردیده است.

فرآیند اسمز چیست؟

قانون طبیعت به گونه است که همیشه به سمت متعادل شدن حرکت میکند. همین اصل باعث بسیاری از روندهای طبیعی است که در پیرامون ما اتفاق میافتد. اسمز نیز یک فرآیند است که از همین اصل و به منظور حفظ تعادل به وجود آمده است. در تعریف علمی به حرکت خود به خودی مولکول های حلال از غشاء نفوذ به درون محلولی که غلظت مواد حل شونده در آن بیشتر است به منظور ایجاد تعادل در هر دو سمت را حرکت اسمز میگوییم. اگر بخواهیم به زبان ساده تر بیان کنیم از یک مثال استفاده میکنیم:

۲ اتاق در کنار هم را در نظر بگیرد که بن آنها دری است و عرض این در به اندازه است که فقط انسان میتواند از آن عبور کند. در یک اتاق ۱ ماشین و ۸ نفر وجود دارد و در اتاق دیگر ۹ ماشین و ۲ نفر هستند. تمایل این افراد این است که هریک ۱ ماشین داشته باشند. بنابر این در اتاق اول فقط ۱ نفر صاحب ماشین میشود. و در اتاق دوم هم ۲ نفر ۲ ماشین را بر میدارند و ۷ ماشین بدون صاحب باقی ماند. اینجا تمایل به داشتن ماشین باعث میشود آن ۷ نفر که ماشین ندارند از اتاق اول از طریق درب عبور کنند و به اتاق دوم که ۷ تا ماشین بدون صاحب در آن است بروند هریک ماشینی برای خود بردارند.

این دقیقا همون اتفاقی است که در جریان اسمز میافتد. آن نفرات مانند مولکول های حلال هستند، ماشین ها مانند مولکول های مواد حل شونده و آن درب هم که فقط به اندازه عبور افراد است و نه ماشین ها، حکم غشای نیمه تراوا را دارد.

مولکول های آب نیز به عنوان یک حلال دقیقا همین رفتار را از خود نشان میدهند. یعنی اگر شما یک ظرف را به وسیله یک صفحه از جنس غشاء نیمه تراوا (از این صفحه فقط مولکول های آب میتواند عبور کند) به ۲ بخش تقسیم کنید. در یک سمت آب خالص و در سمت دیگر آب نمک بریزید. به طور طبیعی مولکول های آب از سمتی که آب خالص است به سمتی آب نمک وجود دارد تراوش میکند.

اسمز معکوس چگونه به وجود می‌آید؟

به همان مثال اتاق ها بر میگردیم. اگر در اتاق دوم مثلا یک حیوان درنده وارد شود اتفاقی که میافتد این است که بر خلاف میل باطنی افراد که داشتن ماشین است، مجبور میشنود اتاق دوم و ماشینها را رها کنند و به اتاق اول فرار کنند.

در طبیعت نیز زمانی که یک عامل خارجی فرآیند طبیعی اسمز رو به هم بزنه و آن رو برعکس کند به این فرآیند برعکس شده ، فرآیند اسمز معکوس (Reverse osmosis) یا همان RO میگوییم.

همان ظرف آب نمک و آب خالص که در بالا گفتیم را در نظر بگیرد، اگر در سمتی که آب نمک داریم ۱ عامل خارجی اضافه شود مثلا فشار به شدت افزایش پیدا کند. این فشار باعث میشود مولکول های آب بر خلاف طبیعت خود از سمتی که آب نمک است به سمتی که آب خالص است تراوش کنند و از آنجا که گفتیم غشاء ما نیمه تراوا بوده و فقط اجازه عبور به مولکول های آب را میدهد در نتیجه موکلول های نمک در همین سمت می مانند و در سمت دیگر آب خالص جمع میشود. این دقیقاً اتفاقی است که در دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس می‌افتد.

تاریخچه تصفیه آب به روش اسمز معکوس

دانشمندی به اسم ژان آنتوان نولت اولین کسی بود در سال ۱۷۴۸ میلادی فرایند اسمزی از طریق غشاهای نیمه تراوا را کشف و مشاهده کرد. تا سال ۱۹۵۰ یعنی در حدود ۲۰۰ سال بعد این روند تنها یک پدیده علمی بود که فقط داخل آزمایشگاه‌ها دیده میشد، برای اولین بار در اواسط دهه ۵۰ میلادی محققان در ۲ دانشگاه کالیفرنیا و فلوریدا موفق شدند به روش اسمز معکوس از آب دریا آب شیرین تولید کنند که در آن زمان میزان آب خروجی به قدی کم بود که قابل تجاری سازی نبود. در طی سالیان بعد و تحقیقات انجام شده توسط دیگر محققان این روش تکمیل شد و تجاری شد و تا به امروز که به راحتی هریک از ما میتوان ۱ دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس در خانه خود داشته باشیم.

نحوه تصفیه آب در سیستم RO

به زبان ساده در دستگاه های تصفیه آب به روش نیز به کمک فشار ایجاد شده توسط موتور پمپ دستگاه آب پر از املاح را مجبور میسازیم تا از فیلتری به نام ممبران (که از جنس همان غشاء نیمه تراوا است) عبور کند و بدین شکل آب تصفیه شده به دست ما میرسد و املاح به جا مانده و به همراه مابقی آب از سمت دیگر دور ریخته میشود. این اصل دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس است، از دستگاه هایی عظیم صنعتی تا دستگاه های کوچک خانگی. پیشنهاد میگردد جهت آشنایی بیشتر با دستگاه های تصفیه آب خانگی به روش اسمز معکوس مقاله مرتبط را مطالعه فرمائید.

معایب روش تصفیه RO

از بین روشهای متفاوت تصفیه آب روش اسمز معکوس به عنوان روشی کارآمد و عین حال کم هزینه شناخته شده که همین امر نیز باعث استفاده گسترده از آن از صنایع بزرگ تا خانه های مسکونی شده است. اما هر روشی در کنار مزایایی که دارد برخی معایب را نیز شامل میشود.

در روش تصفیه به شکل اسمز معکوس آب پس از ورود به چرخه تصفیه به ۲ بخش تقسیم میشود، ۱ بخش آب تصفیه شده که مورد مصرف قرار میگیرد و ۱ بخش نیز آب تصفیف نشده به همراه املاح باقی مانده از فرایند تصفیه که دور ریخته میشود. این میزان تقریبا ۴۰ به ۶۰ است، یعنی اگر ۱۰۰ لیتر آب وارد فرایند تصفیه شود ۴۰ لیتر آب تصفیه شده در اختیار ما قرار میگیرد و ۶۰ لیتر آب غلظ شده از املاح دور ریخته میشود و این میزان بسیار زیاد است. به همین دلیل است که از این دستگاه های در خانه فقط برای شرب استفاده میشود و نمیتوان از آن برای تصفیه کل آب یک ساختمان استفاده نمود.

پوست خود را با آب تصفیه نشده از بین نبرید!

قطعاً همه ما لکه های و رسوباتی که بر روی سطوح روشویی، سینک آشپزخانه، شیر آلات و … به وجود آمده است را دیده ایم، اما تا به حال از خود پرسیده اید چگونه این رسوبات به وجود آمده است؟ قطعا پاسخ این سوال را همه میدانیم و آن هم آب است، ولی چیزی که به آن اهمیت نمیدهیم این است چه عامل در آب باعث تشکیل این رسوبات میشود. این رسوبات در واقع املاحی هستند که در آب وجود دارند. وقتی آب روی سطحی ریخته شود بعد از مدتی آب آن تبخیر میشود ولی املاحی که داخل آب بودند در همانجا رسوب میکنند و در نهایت همان لکه ها و رسوباتی که همه ما از آن بدنمان می آید را روی اون سطح ایجاد میکنند. حال زمانی که شما به فرض صورت خود را با آب میشویید دقیقا همین اتفاق بر روی پوست صورت شما می افتد و همون املاح آب روی پوست صورتتان رسوب میکند.

رسوبات چه بلایی سر پوست می آورد؟

این رسوبات باقی مانده از آب بر روی پوست، باعث بسته شدن منافذ پوست شده، با بسته شدن منافذ رطوبت توسط پوست جذب نمی گردد، از طرفی چربی هایی که پیش از این توسط همین منافذ به سطح پوست آورده میشده است نیز دیگر راهی به سطح پوست ندارند و به مرور سطح پوست شروع به خشک شدن میکند و در نهایت شادابی و طراوت خود را از دست میدهد.

کلر عامل اصلی خشکی پوست

در آب لوله کشی شهری به منظور از بین بردن میکرو ارگانیسمها، باکتریها، قارچ ها و سایر عوامل زنده آب که میتوانند موجب بروز بیمار شوند، آب را با استفاده از کلر گندزدایی میکنند. استفاده کردن از کلر برای حفظ سلامت آب اجتناب ناپذیر است ولی از سوی دیگر این کلر برای سلامت پوست و مو بسیار مضر است و موجب خشکی شدید پوست و مو میگردد و زمانی که صورت خود را با آب تصفیه نشده میشوییم، پوست صورت شروع به خشک و بد حالت شدن میکند.

پوست شسته شده با آب تصفیه شده = پوست شادابتر

زمانی که از آب بدون املاح و تصفیه شده برای شستشو صورت خود استفاده کنیم تمامی آلودگی های پوست شسته شده و از طرفی هیچ رسوبی از آب دیگر بر روی پوست باقی نخواهد ماند و به این شکل تمامی منافذ پوست باز شده در نتیجه میتواند رطوبت مناسب خود را جذب کند و از خشکی آن نیز جلوگیری میشود و همه اینها در نهایت باعث میگردد شما پوستی شاداب و با طراوت داشته باشید.

آب تصفیه شده ساده‌ترین، ارزان ترین و کارآمدترین راه برای داشتن ظاهری زیبا

جالب است، تمامی کارشناسان و متخصصین اولین و موثر ترین اقدام در جهت داشتن پوستی شاداب را شستشو آن با آب خالص میدانند، راه حلی بسیار ساده و در دسترس. افرادی که به فکر سلامت خود هستند با خرید دستگاه تصفیه آب خانگی به روش اسمز معکوس، همیشه آب تصفیه شده و بدون املاح برای نوشیدن در دسترس دارند و علاوه بر نوشیدن به راحتی میتوانند از همین آب برای شستن صورت خود نیز استفاده کنند و به همین سادگی پوستی سالم، شاداب و با طراوت داشته باشند، این افراد با ۱ تیر ۲ نشان زده‌‌اند و تنها با خرید ۱ دستگاه تصفیه آب با کیفیت همیشه هم آب سالم و بدون املاح مضر (مانند کلر، نیترات و نیتریت) مینوشند و هم برای شستن صورت، آب بدون املاح و کلر در اختیار دارند. برای مشاهده و خرید دستگاه های اسمز معکوس میتوانید از فروشگاه دستگاه های تصفیه آب زینود بازدید فرمائید.