تصفیه آب از طریق آسموز معکوس: علم پشت آب خالص

تصفیه آب اسمز معکوس: علم پشت آب خالص

1. فیزیک فیلتراسیون در مقیاس نانو

هنگامی که آب خالص و آب شور توسط یک غشای نیمه‌تراوا از هم جدا می‌شوند، آب به طور طبیعی به سمت آب شور جریان می‌یابد (اسمز). اسمز معکوس (RO) این جریان را معکوس می‌کند با اعمال فشاری بیشتر از فشار اسمزی به سمت آب شور، مولکول‌های آب خالص را از غشا عبور داده و در عین حال آلاینده‌ها را مسدود می‌کند. قلب سیستم‌های RO—غشای RO—دارای منافذ 0.0001 میکرونی (1/1,000,000 از موی انسان)، یون‌ها و ذرات بزرگتر از 0.3 تا 0.6 نانومتر را فیلتر می‌کند.

2. کاربردهای دوگانه: پزشکی و خانگی

آب فوق خالص پزشکی
برای دیالیز و استفاده در آزمایشگاه، RO به تنهایی کافی نیست. RO دو مرحله‌ای + EDI (الکترودیزاسیون) مقاومت 18.2 MΩ·cm را به دست می‌آورد. EDI تبادل یونی و میدان‌های الکتریکی را برای حذف یون‌ها ترکیب می‌کند بدون مواد شیمیایی، و امکان تولید مداوم آب فوق خالص را فراهم می‌کند.

سیستم‌های RO خانگی
فیلتراسیون 5 مرحله‌ای معمولی:

• فیلتر رسوب PP: زنگ/شن را به دام می‌اندازد.

• فیلتر کربن: کلر/مواد آلی را جذب می‌کند (*مهم: کلر >0.1mg/L به غشاهای RO آسیب می‌رساند*).

• غشای RO: فلزات سنگین، ویروس‌ها را حذف می‌کند.

• فیلتر کربن پس از آن: طعم را بهبود می‌بخشد.
  اختیاری: بازدارنده رسوب برای جلوگیری از تجمع مواد معدنی.

3. بحث مواد معدنی: واقعیت در مقابل افسانه‌ها

ادعاهایی مبنی بر اینکه آب RO "فاقد مواد معدنی ضروری است" علم را نادیده می‌گیرند:

• سهم مواد معدنی: آب ≤5٪ از کلسیم/منیزیم روزانه را تامین می‌کند (منابع اصلی: غذا).

• مورد مالدیو: 100٪ آب RO-شیرین‌سازی شده؛ داده‌های WHO میانگین طول عمر 76.8 سال و عدم ارتباط با سوء تغذیه را نشان می‌دهد.

• مطالعه دانشگاه Tsinghua: 200 میلی‌لیتر شیر = کلسیم در 2760 لیتر آب RO.

راه حل: کارتریج‌های مواد معدنی اضافه کنید یا آب میکرو فیلتر شده (TDS 50–100 میلی‌گرم در لیتر) را برای نوزادان انتخاب کنید.

4. معیارهای کلیدی خرید و نگهداری

• نرخ جریان (GPD): 400–600 GPD برای خانواده‌های 3 تا 4 نفره مناسب است. جریان کم (<100 GPD) requires storage tanks (خطر باکتری).

• نسبت آب زباله: استانداردهای جدید راندمان ≥55٪ را الزامی می‌کنند (≤1.8 لیتر آب زباله در هر 1 لیتر آب خالص). مدل‌های پیشرفته: 3:1.

• هشدار هزینه: مراقب "فیلترهای مادام‌العمر" باشید. غشاهای RO 2 تا 3 سال عمر می‌کنند. هزینه سالانه = (قیمت غشای RO ÷ 2) + (قیمت پیش فیلتر × جایگزینی سالانه).
  
  نگهداری بحرانی:

  • 30 دقیقه در اولین استفاده شستشو دهید.

  • پس از دوره‌های طولانی بیکاری، سیستم را تخلیه کنید.

  • اگر فشار آب <0.1 MPa است، یک پمپ تقویت‌کننده اضافه کنید.