تئوری های حذف درفرآیند اسمز معکوس

تئوری های حذف درفرآینداسمزمعکوس

به طورکلی حذف یون ها ،نمک ها و مولکول ها توسط روش اسمز معکوس ،براساس چهار عامل بارذرات ،وزن مولکولی ،اندازه ذرات وساختار شیمیائی آن ها می باشد.درواقع حذف ذرات توسط فرآیند اسمز معکوس تلفیقی از4 عامل یادشده است.اگر از نظر وزن مولکولی بررسی کنیم ،MWCOیک فاکتور بسیار مهم برحسب دالتون است که نشان می دهد 90درصدترکیبات باوزن مولکولی بزرگتر ازآن توسط غشاءحذف خواهند شد.ازنظر بار ذرات،آب ورودی شامل آنیون ها وکاتیون هایی است که وقتی در مجاورت بار منفی غشاء قرار می گیرند،آنیون ها ازغشاءدفع می شوند وغلظت کاتیون ها درغشاءازغلظت آن ها درآب خروجی بیشتر می گردد.هم زمان غلظت آنیون ها در غشاءنسبت به آب خروجی کاهش یافته ودر نتیجه یک پتا نسیل الکتریکی بنام پتا نسیل دونان بین غشاءومحلول پدید می آید.این پتا نسیل ،کاتیون ها رابه سمت غشاءجذب کرده وبنا براین آنیون ها دفع ودرصد حذف آن ها افزایش می یابد. بر طبق این تئوری حذف کلیه ی نمک ها بستگی به حذف آنیون ها دارد به ترتیب که هر چه بار منفی غشاءقوی تر باشد،حذف نمک ها نیز بهتر انجام می گیرد.ازطرفی چون آنیون ها وکاتیون ها به طور مداوم درحال حرکت هستند،گاهی اوقات به قدری به هم نزدیک می شوند که جذب یکدیگر شده وبار آن ها خنثی می گرددکه در نتیجه می توانندبه آسانی ازغشاءعبور کنند.همچنین درفرآینداسمز معکوس،ساختار شیمیایی ترکیبات نیتروژن تاثیر بسیار مهمی روی حذف آن ها دارد.ترکیبات یونی نیتروژن مانند آمونیوم،نیتروت ونیترات نسبت به ترکیبات آلی آن به علت فعل وانفعا لات الکتریکی با غشاءحذف بیشتری دارند.فعل وانفعا لات 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 غشاءمی توان بزرگتر از 8%وپتانسیل دونان بزرگتر ازV5%باشد،حذف ضعیف خواهد بود.لذا اثرات الکتریکی برای حذف یون ها ی کوچک ومولکولها بسیار مهم است.

نیترات یک بسیار محلول در آب بوده وبرای سیستم ROبه لحا ظ ایجاد رسوب وجرم مشکلی ایجاد نمی کنند.باتوجه به این که ترکیبات معدنی ونمک ها براساس تئوری هیداراتاسیون درآب محلول هستند،یون های دیسوسیه شده براساس بار یونی وشعاع یونی خود جذب مولکولهای آب شده و هیداراته می گردند.بسیاری از آنیون ها که نسبت بار به شعاع یونی بزرگتر یدارند (مانندSOو C)  می توانند در فیلتر اسمز معکوس ایجاد رسوب نمایند.

باافزایش PHبه دلیل اثر روی بار یون ها ،حذف نیترات بهتر انجام می گیرد.کاهشPH،تعادل راازسمت یون تک ظرفیتی نیترات مولکول اسید نیتریک(که بدون بار است)جا بجا می نمایدودرنتیجه چنین مولکول بدون بار کوچکی ،به راحتی می تواند ازغشاءهای ROعبور نماید.با افزایش PHسطوح غشاءها شدیدادارای بار منفی شده که درنتیجه آنیونها طبق پدیده دونان دفع می گردند.درمقایسه دوغشاءپلی آمیدی آروماتیک(PA)واستات سلولز CA))،حذف یون نیترات توسط غشاءها PAبهتر انجام میگیردکه این امربه علت تفاوت درخصوصیات شیمیایی سطح پلیمری غشاءهاوکوچک تربودن قطرمنافذPAمی باشد.

نفوذ پذیری موادمحلول توسط اثر دونان کنترل می گرددلذا دانستن مختلف جهت تعیین میزان نفوذپذیری الکترولیت های یونی بسیار مفیداست. به طور مثال شعاع اندازه گیری شده یون نیترات برابر000125/0میکرون است اما طبق جدول شماره 2شعاع یونی نیترات هیدارته حدود0003/0 میکرون می گردد که تقریبا بیش از دوبرابر حالت بدون آب است.

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