اسمز اجباری ( اسمز پیشرو یا FO) یک فناوری غشایی در حال ظهور است که یک سری ویژگی های سودمند را در رابطه با اسمز معکوس ارائه می دهد. اگرچه در حال حاضر به عنوان یک فناوری مکمل ارائه می شود، اما به اندازه کافی طرح ریزی برای تبدیل شدن به گزینه مرجع در برنامه های متعدد دارد.
در سطح صنعتی، اسمز اجباری مبتنی بر پدیده طبیعی است که در آن یک حلال از ناحیه ای با فشار اسمزی کم، از طریق یک غشای نیمه تراوا، به ناحیه دیگری با فشار اسمزی بالا جریان می یابد. این پدیده به طور مداوم در طبیعت، در گیاهان، در درختان، در باکتری ها، در سلول های حیوانی و غیره رخ می دهد.
اسمز اجباری فرآیندی است که در آن آب با کیفیت بالا از پساب آبی با درجه آلودگی بیشتر یا کمتر با استفاده از یک غشای نیمه تراوا و محلولی با فشار اسمزی بالا تولید می شود. انرژی بسیار کمی در این فرآیند مصرف می شود، زیرا در فشارهای بسیار کم و در دمای اتاق انجام می شود، که این یکی از برجسته ترین مزایای آن است.
برای بهره برداری از پدیده طبیعی در کاربردهای بتن، می توان از دو سیال با فشار اسمزی متفاوت استفاده کرد تا به عنوان مثال، آب خالص از محلول آب دریا از طریق غشا جریان یابد تا محلولی با فشار اسمزی حتی بالاتر رقیق شود. ذکر این نکته ضروری است که این پدیده طبیعی در دمای اتاق و بدون نیاز به اعمال فشار قابل توجه رخ می دهد. تنها انرژی خارجی مورد نیاز برای غلبه بر مقاومت اصطکاکی در دو طرف غشا (معمولاً 2-3 بار) است. محلول با فشار اسمزی بالا به عنوان “عامل اسمزی” (محلول قرعه کشی به زبان انگلیسی) شناخته می شود و باید آسان و ایمن باشد، به راحتی آماده شود و به راحتی از محصول نهایی جدا شود (به طور کلی آب با کیفیت بالا).
در مقایسه با یک سیستم اسمز معکوس معمولی، اسمز اجباری فهرست بلندبالایی از مزایای دارد. نکته اصلی در این واقعیت نهفته است که اسمز اجباری در فشارهای کاهش یافته انجام می شود و در نتیجه صرفه جویی در انرژی حاصل می شود. به همین ترتیب، غشاهای اسمز اجباری در برابر رسوب مقاوم‌تر هستند و کلر را بهتر تحمل می‌کنند، بنابراین تمیز کردن ضروری‌تر و مؤثرتر است و در نتیجه عمر مفید غشاها افزایش می‌یابد. با این حال، اسمز اجباری آب با کیفیت بالا و مناسب برای استفاده در یک مرحله تولید نمی کند، زیرا پس از مرحله اسمز اجباری، آب با عامل اسمزی مخلوط شده و مرحله دوم برای جداسازی عامل اسمزی از آب تولیدی لازم است. در مرحله دوم،
دو فرآیند، اسمز اجباری و بازسازی عامل اسمزی، با گردش مجدد محلول عامل اسمزی که فشار اسمزی بالاتر از غذا دارد، به هم مرتبط می‌شوند. عامل اسمزی غلیظ اجازه می دهد تا جریان آب خالص از محلول خوراک رخ دهد. در نتیجه، عامل اسمزی با جریان آب خالص در سراسر غشاء رقیق می شود. سپس عامل اسمزی رقیق شده با جداسازی آن از آب خالص در سیستم احیا، غلیظ می شود. ترکیب عملکرد دو سیستم یک پارامتر کلیدی در طراحی سیستم است به طوری که عملکرد کل ساده، قوی و قابل اعتماد باشد.
مهمترین مزایای اسمز اجباری در رابطه با اسمز معکوس معمولی به شرح زیر است:
- مصرف انرژی کمتر به ویژه در مورد محلول هایی با فشار اسمزی بالا.
- تمایل کم برای رسوب غشایی.
- تمیز کردن آسان تر و موثرتر غشا.
- عمر غشا طولانی تر
- هزینه های عملیاتی کمتر
اسمز اجباری را می توان در طیف گسترده ای از کاربردهای ممکن استفاده کرد، زیرا امکان تصفیه آب دریا و آب نمک، آب با نمک های معدنی و فلزات، پساب های با بار آلی بالا و پساب های با سیلیس و سایر انواع پساب را فراهم می کند. قابل توجه موارد زیر است:
- تولید آب در مناطق با مشکل کمبود.
- تصفیه پساب در مواقعی که مقررات نیاز به استفاده مجدد دارد.
- اجرای سیستم تخلیه صفر
- تصفیه پساب های پیچیده ای که تصفیه آنها با فناوری های مرسوم دشوار است.
- جایگزین مناسب زمانی که برای کاهش مصرف انرژی مورد نیاز است.
بنابراین، اسمز اجباری یک فناوری نوظهور، کاملاً قابل دوام و قابل اعتماد است که به عنوان یک رقیب آشکار برای اسمز معکوس معمولی و سایر فناوری‌های جداسازی ارائه می‌شود. به طور خلاصه، اسمز اجباری:
- این یک فرآیند جایگزین برای اسمز معکوس است که در آن انرژی کاهش می یابد و نسبت دفع تولید شده کاهش می یابد.
- این یک فناوری است که به عنوان یک جایگزین در حال ظهور برای فرآیندهای تبخیر حرارتی معمولی ارائه می شود.
- اجازه می دهد تا برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی مختلف.
- این یک فناوری نوظهور است که به توسعه خود ادامه خواهد داد و حتی بازده بهتری نیز حاصل خواهد شد.
- هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی را در برنامه های دبی صفر در مقایسه با سایر فناوری ها کاهش می دهد.
- بهبودهای آتی به کاهش نیازهای پیش تصفیه و افزایش بیشتر کارایی آن کمک خواهد کرد.
Condorchem Envitech طراحی و اجرای سیستم های اسمز اجباری بهینه را در اختیار مشتریان خود قرار می دهد. به طور خاص، دارای سه گزینه درمانی با استفاده از این فناوری است که در آن عامل اسمزی یک محلول ترمولیتیک است که می تواند نیازهای مشتریان بسیار متنوع را برآورده کند. گزینه های فناوری به شرح زیر است:
انتخاب 1
- محلول بر روی غشاء متمرکز شده است.
- بازیابی آب بالا، حتی در مورد پساب هایی که به طور قابل توجهی غشا را کثیف می کنند.
- تصفیه پساب با سیلیس، آلودگی آلی و مواد معدنی.
گزینه 2
- فناوری گل سرسبد اسمز اجباری را در نظر گرفت.
- حداکثر بازیابی آب با کیفیت بالا.
- تصفیه آب نمک تا 250000 ppm کل مواد جامد محلول.
گزینه 3
- بازیابی کامل آب محلول تخلیه صفر
- فناوری MBC را با کریستالایزرها ترکیب کنید.
- راندمان بهبود یافته در رابطه با فرآیندهای تبخیر چند اثره.