ระบบรีเวิร์สออสโมซิส STARK Reverse Osmosis ทํางานอย่างไร?

บทความนี้มุ่งเป้าไปที่ผู้ชมที่มีประสบการณ์เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยกับน้ํา Reverse Osmosis และจะพยายามอธิบายพื้นฐานในแง่ง่ายๆ ที่จะทําให้ผู้อ่านมีความเข้าใจโดยรวมที่ดีขึ้นเกี่ยวกับเทคโนโลยีน้ํา Reverse Osmosis และการใช้งาน

ทําความเข้าใจกับ Reverse Osmosis
Reverse Osmosis, commonly referred to as RO, is a process where you demineralize or deionize water by pushing it under pressure through a semi-permeable Reverse Osmosis เยื่อ.

Reverse Osmosis ทํางานอย่างไร? 
Reverse Osmosis ทํางานโดยใช้ปั๊มแรงดันสูงเพื่อเพิ่มแรงดันที่ด้านเกลือของ RO และบังคับให้น้ําผ่านเมมเบรน RO กึ่งซึมผ่านได้ โดยทิ้งเกลือที่ละลายน้ําเกือบทั้งหมด (ประมาณ 95% ถึง 99%) ไว้ในกระแสคัดแยก ปริมาณแรงดันที่ต้องการขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือในน้ําป้อน ยิ่งน้ําป้อนมีความเข้มข้นมากเท่าไหร่ก็ยิ่งต้องใช้แรงดันมากขึ้นเพื่อเอาชนะความดันออสโมติก

น้ําที่แยกเกลือออกจากแร่ธาตุหรือปราศจากไอออนเรียกว่าน้ําซึมผ่าน (หรือผลิตภัณฑ์) กระแสน้ําที่มีสารปนเปื้อนเข้มข้นที่ไม่ได้ผ่านเมมเบรน RO เรียกว่ากระแสการปฏิเสธ (หรือเข้มข้น)


เมื่อน้ําป้อนเข้าสู่เมมเบรน RO ภายใต้ความกดดัน (ความดันเพียงพอที่จะเอาชนะความดันออสโมติก) โมเลกุลของน้ําจะผ่านเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้ และไม่อนุญาตให้เกลือและสารปนเปื้อนอื่นๆ ผ่านและถูกระบายออกทางกระแสคัดแยก (หรือที่เรียกว่ากระแสน้ําอัดหรือน้ําเกลือ) ซึ่งจะระบายออกหรือสามารถป้อนกลับเข้าไปในแหล่งจ่ายน้ําป้อนในบางกรณีเพื่อนําไปรีไซเคิลผ่านระบบ RO เพื่อ ประหยัดน้ํา น้ําที่ผ่านเมมเบรน RO เรียกว่าน้ําซึมผ่านหรือน้ําผลิตภัณฑ์ และมักจะมีประมาณ 95% ถึง 99% ของเกลือที่ละลายน้ําถูกกําจัดออกจากน้ํา

สิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจว่าระบบ RO ใช้การกรองข้ามมากกว่าการกรองมาตรฐานที่สารปนเปื้อนจะถูกรวบรวมภายในสื่อกรอง ด้วยการกรองข้ามสารละลายจะผ่านตัวกรองหรือข้ามตัวกรองโดยมีทางออกสองช่อง: น้ําที่กรองไปทางเดียวและน้ําที่ปนเปื้อนไปอีกทางหนึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของสารปนเปื้อน การกรองแบบ Cross Flow ช่วยให้น้ําสามารถกวาดสิ่งปนเปื้อนที่สะสมอยู่ และยังปล่อยให้ความปั่นป่วนเพียงพอเพื่อให้พื้นผิวเมมเบรนสะอาด

สิ่งปนเปื้อนอะไรที่รีเวิร์สออสโมซิสจะขจัดออกจากน้ํา?
Reverse Osmosis สามารถกําจัดเกลือ (ไอออน) อนุภาค คอลลอยด์ สารอินทรีย์ แบคทีเรีย และไพโรเจนที่ละลายน้ําได้มากถึง 99%+ จากน้ําป้อน (แม้ว่าไม่ควรพึ่งพาระบบ RO ในการกําจัดแบคทีเรียและไวรัส 100%) เมมเบรน RO ปฏิเสธสารปนเปื้อนตามขนาดและประจุ สารปนเปื้อนใด ๆ ที่มีน้ําหนักโมเลกุลมากกว่า 200 มีแนวโน้มที่จะถูกปฏิเสธโดยระบบ RO ที่ทํางานอย่างถูกต้อง (สําหรับการเปรียบเทียบโมเลกุลของน้ํามี MW 18) ในทํานองเดียวกันยิ่งประจุไอออนิกของสารปนเปื้อนมากเท่าใดก็ยิ่งมีโอกาสที่จะไม่สามารถผ่านเมมเบรน RO ได้มากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น โซเดียมไอออนมีประจุเพียงประจุเดียว (โมโนวาเลนต์) และไม่ถูกปฏิเสธโดยเมมเบรน RO เช่นเดียวกับแคลเซียม เช่น ซึ่งมีประจุสองประจุ ในทํานองเดียวกันนี่คือเหตุผลที่ระบบ RO ไม่สามารถกําจัดก๊าซเช่น CO2 ได้เป็นอย่างดีเนื่องจากพวกมันไม่ได้แตกตัวเป็นไอออนสูง (มีประจุ) ในขณะที่อยู่ในสารละลายและมีน้ําหนักโมเลกุลต่ํามาก เนื่องจากระบบ RO ไม่ได้กําจัดก๊าซ น้ําที่ซึมผ่านจึงอาจมีระดับ pH ต่ํากว่าปกติเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับระดับ CO2 ในน้ําป้อน เนื่องจาก CO2 ถูกเปลี่ยนเป็นกรดคาร์บอนิก

Reverse Osmosis มีประสิทธิภาพมากในการบําบัดน้ํากร่อย น้ําผิวดิน และน้ําใต้ดินสําหรับการใช้งานทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ตัวอย่างบางส่วนของอุตสาหกรรมที่ใช้น้ํา RO ได้แก่ ยา น้ําป้อนหม้อไอน้ํา อาหารและเครื่องดื่ม การตกแต่งโลหะ และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เป็นต้น

Reverse Osmosis Performance & Design Calculations
มีการคํานวณจํานวนหนึ่งที่ใช้ในการตัดสินประสิทธิภาพของระบบ RO และเพื่อการพิจารณาในการออกแบบ ระบบ RO มีเครื่องมือที่แสดงคุณภาพ การไหล ความดัน และบางครั้งข้อมูลอื่นๆ เช่น อุณหภูมิหรือชั่วโมงการทํางาน ในการวัดประสิทธิภาพของระบบ RO อย่างแม่นยําคุณต้องมีพารามิเตอร์การทํางานต่อไปนี้เป็นอย่างน้อย:

• แรงดันฟีด
• ความดันซึมผ่าน
• เข้มข้นความดัน
• การนําไฟฟ้าของอาหารสัตว์
• การนําไฟฟ้าซึมผ่าน
• การไหลของฟีด
• ซึมผ่านการไหล
• อุณหภูมิ

VIEM เพิ่มเติม
ระบบ Reverse Osmosis