اسمز معکوس واژه‌ای است که در بسیاری از سیستم‌های تصفیه آب از دستگاه تصفیه آب خانگی تا آب شیرین کن به گوش می‌خورد. اما پیش از اینکه درباره ویژگی‌ها و عملکرد فیلتر اسمز معکوس بحث شود باید بدانیم فرآیند اسمز معکوس به چه معنا می‌باشد.
اسمز در حالت کلی به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن یک سیال پس از رد شدن از غشایی نیمه تراوا از محیطی رقیق به محلولی غلیظ‌تر بدون دخالت خارجی عبور می‌کند. این غشای نیمه تراوا اجازه می‌دهد فقط حلال (یعنی آب) از آن عبور کرده و جلوی عبور مواد حل شده در آن را می‌گیرد. در حقیقت در این فرآیند طبیعی سیال از محیطی با غلظت پایین به غلظت بالا جریان می‌یابد. این فرآیند در شکل زیر نمایش داده شده است.
عبور آب از طرف رقیق غشاء به سمت دیگر آن تا زمانی ادامه می‌یابد که فشار سیال به اندازه کافی بزرگ شود و از هر گونه انتقال خالص حلال (آب) بین طرفین غشاء ممانعت شود. در نقطه توازن، مقدار آبی که از دو طرف غشاء به سمت دیگر عبور می‌کند مساوی خواهد بود. در این حالت فشار حاصل، با عنوان فشار اسمزی محلول با تراکم حل شوندگی مشخص شناخته می‌شود.
اگر پیستونی بر روی سمت غلیظ غشای نیمه‌تراوا قرار داده شده و فشاری معادل P به محلول وارد سازد، با توجه به مقدار فشار P سه یکی از سه حالت زیر رخ خواهد داد:
- اگر P کوچکتر از فشار اسمزی محلول باشد، عبور خودبخودی حلال به سمت سیال غلیظ‌تر ادامه خواهد یافت.
- اگر P برابر با فشار اسمزی محلول باشد، حلال به صورت مساوی به هر دو طرف جریان خواهد یافت.
- اگر P بزرگتر از فشار اسمزی محلول باشد، حلال از سمت غلیظ به سمت رقیق حرکت کرده که طی آن حلال (آب) خالص در سمت رقیق ایجاد خواهد شد.
به حالت ۳ در بالا پدیده اسمز معکوس می‌گویند که در شکل زیر نمایش داده شده است.
هر چه غلظت محلول در سمت غلیظ بالاتر باشد، فشار اسمزی نیز بیشتر خواهد بود. به صورت تخمینی برای یک محلول سدیم کلراید به ازای هر میلیگرم بر لیتر افزایش غلظت، فشار اسمزی ۰٫۰۱ psi افزایش خواهد یافت. این تخمین برای بسیاری از آبهای طبیعی نیز صادق است. اما اگر جرم مولکولی مواد آلی موجود در آب بالا باشد، فشار اسمزی کمتری به نسبت تخمین فوق نیاز است. برای مثال در محلول آب و شکر به صورت تقریبی به ازای هر میلیگرم بر لیتر افزایش غلظت، فشار اسمزی ۰٫۰۰۱ psi افزایش می‌یابد. روش‌های علمی و تجربی مختلفی برای محاسبه فشار اسمزی وجود دارد و برخی دستگاه‌ها نیز به صورت مستقیم این فشار را محاسبه می‌کنند.
فرآیند اسمز معکوس، این امکان را فراهم ساخته است که بتوان انواع املاح موجود در آب مانند کلسیم، سدیم، سولفات و … را از آب جدا نموده و آب تصفیه شده و سالم به دست آورد. به همین علت اسمز معکوس نقش مهمی در مباحث تصفیه آب داشته و با به کار بردن غشای مناسب می‌توان از این فرآیند در فیلتراسیون آب جهت مصارف گوناگون مانند تصفیه آب خانگی و آب شیرین کن دریایی جهت تصفیه آبهای دریا استفاده نمود.
درباره اهمیت سلامت آب شهری بیشتر بدانید.
