عوامل موثر بر عملکرد غشاهای اسمز معکوس

1. مقدار pH آب ورودی
مقدار pH آب ورودی تاثیر بسزایی بر عملکرد غشاهای اسمز معکوس دارد. تغییرات در مقدار pH بر تعادل گازهای محلول در آب تأثیر می گذارد و سپس بر میزان نمک زدایی غشاهای اسمز معکوس و مقدار pH آب تولید شده تأثیر می گذارد. به طور خاص، یک تعادل پویا بین دی اکسید کربن، بی کربنات و کربنات در آب وجود دارد. هنگامی که بی کربنات و کربنات از آب ورودی حذف می شوند، دی اکسید کربن با مولکول های آب ترکیب می شود و بی کربنات و هیدروژن را تشکیل می دهد و در نتیجه مقدار pH آب تولید شده کاهش می یابد. مطالعات نشان داده است که برای اکثر سیستم‌های RO، مقدار pH آب تولیدی با اسمز معکوس بین 1 تا 2 واحد pH کاهش می‌یابد، به‌ویژه زمانی که قلیاییت و غلظت بی‌کربنات آب ورودی بالا باشد، کاهش مقدار pH آب تولیدی چشمگیرتر است.
علاوه بر این، تغییرات در مقدار pH نیز بر راندمان حذف غشاهای اسمز معکوس برای یون‌های مختلف تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، تغییرات در مقدار pH بر حذف یون‌های بور تأثیر می‌گذارد زیرا تغییرات در مقدار pH باعث تغییر یونیزاسیون یا عدم یونیزه شدن برخی یون‌ها مانند اسید هیدروفلوئوریک، اسید استیک، اسید بوریک، آمونیاک و غیره می‌شود. بنابراین، در طراحی و عملکرد سیستم‌های اسمز معکوس، کنترل مقدار pH غشای نفوذی در محدوده مناسبی است.

2. کیفیت آب نفوذی
کیفیت آب ورودی یکی دیگر از عوامل مهم موثر بر عملکرد غشاهای اسمز معکوس است. کیفیت آب ورودی شامل شاخص هایی مانند کدورت، محتوای مواد آلی، میزان کلر باقیمانده، میزان آهن و محتوای سیلیکون است. فراتر رفتن از استاندارد این شاخص ها درجات متفاوتی بر غشای اسمز معکوس تاثیر خواهد گذاشت که شامل پوسته پوسته شدن غشا، آلودگی اکسید فلزی، گرفتگی مواد معلق، آلودگی کلوئیدی و آلودگی آلی و میکروبی می شود.
به عنوان مثال، مقدار شاخص چگالی سیلت (SDI) باید کمتر از 4.0، کدورت باید کمتر از 1.0 NTU، محتوای مواد آلی باید کمتر از 1.5 میلی گرم در لیتر، محتوای کلر باقیمانده باید کمتر از 0.1 میلی گرم در لیتر، محتوای آهن باید کمتر از 0.05 میلی گرم در لیتر باشد، و زمانی که غلظت آن از 0.05 میلی گرم در لیتر است. SiO2 در آب غلیظ باید کمتر از 100 میلی گرم در لیتر باشد. کنترل این نشانگرها برای جلوگیری از رسوب غشاء، افزایش عمر غشا و حفظ عملکرد پایدار سیستم ضروری است.

3. نرخ بازیابی سیستم

نرخ بازیابی سیستم عامل کلیدی دیگری است که بر عملکرد غشاهای اسمز معکوس تأثیر می گذارد. افزایش نرخ بازیافت باعث افزایش محتوای نمک در آب غلیظ شده و در نتیجه افزایش رسانایی آب محصول می شود. برای سیستم‌های RO بزرگ، نرخ بازیابی معمولاً توسط تمایل به پوسته‌گیری نمک‌های کم محلول، یعنی حداکثر غلظت آب غلیظ، محدود می‌شود. برای سیستم های RO کوچک، نرخ بازیابی معمولا کمتر از 30٪ تا 50٪ است.

تغییر نرخ بازیابی تاثیر زیادی در افت فشار هر بخش دارد. حتی اگر میزان بازیابی کمی تغییر کند، اختلاف فشار کل حدود 0.02 مگا پاسکال تغییر خواهد کرد. بنابراین، در عملیات واقعی، لازم است نرخ بازیابی به طور منطقی با توجه به پارامترهای عملکرد غشاء و طراحی سیستم تنظیم شود تا بهترین تعادل بین راندمان تولید آب و هزینه های عملیاتی سیستم حاصل شود.

به طور خلاصه، مقدار pH آب ورودی، کیفیت آب ورودی و میزان بازیابی سیستم سه عامل کلیدی موثر بر عملکرد غشای اسمز معکوس هستند. کنترل معقول این عوامل می تواند به طور موثری راندمان تولید آب غشاء اسمز معکوس را بهبود بخشد، عمر غشا را افزایش داده و عملکرد پایدار سیستم را حفظ کند.