Ters ozmoz nedir?
Ters ozmoz (RO) konusuna girmeden önce, ozmosun temel bir açıklamasıyla başlamak faydalı olacaktır. Tanımı gereği ozmoz, çözücü moleküllerinin yarı geçirgen bir zarın her iki tarafındaki çözünen madde konsantrasyonunu eşitlemek için hareket etme eğilimidir. Kulağa uzun geliyorsa, bunu şu şekilde düşünün: suyla (veya başka bir çözücüyle) dolu bir kap hayal edin. Kabı ikiye bölmek için yarı geçirgen bir zar yerleştirdiğinizi varsayalım. Yarı geçirgen zar, yalnızca çözücü moleküllerini (bu durumda suyu) kabul edecek kadar büyük gözenekler içerir. Bu nedenle su zardan akabilse de, suda bulunan çözünen iyonlar, moleküller veya partiküller genellikle gözeneklerden kolayca geçemeyecek kadar büyüktür.

Sonra, kabın bir tarafına tuz (veya başka bir çözünen madde) eklediğinizi varsayalım. Su molekülleri zardan tuzsuz taraftan geçecek ve tuzun eklendiği tarafta birikerek çözeltiyi tuz tarafında etkili bir şekilde seyreltecektir. Çözücü moleküllerinin düşük çözünen madde konsantrasyonlu bir alandan yüksek çözünen madde konsantrasyonlu bir alana kendiliğinden hareketi, ozmoz olarak bilinen işlemdir. Su, yarı geçirgen membranın her iki tarafındaki çözelti konsantrasyonunu eşitlemek için ozmoz yoluyla membrandan akmaya devam edecektir.

Bir çözücü membrandan aktıkça, alıcı tarafta daha yüksek hacimde sıvı ile karşılaşabilirsiniz. İki taraf arasındaki fark, saf çözücünün yüksek çözünen madde konsantrasyonlu bir alana net akışını durdurmak için gereken basınç miktarı olarak tanımlanan ozmotik basınç olarak bilinir. Doğada ozmoz, bitki ve hayvan hücrelerinin hücre duvarları ve hücre zarları aracılığıyla su, besin maddeleri ve mineralleri değiştirmesine olanak tanıyan hayati bir işlemdir.

Ters ozmoz (RO) bunu tersine çevirir. Tanımı gereği, ters ozmoz, suyu yarı geçirgen bir membrandan geçirerek arıtmak ve böylece onu diğer bileşenlerden ayırmak için kullanılan basınçla çalışan bir ayırma işlemidir. Esasen, çözücü doğal ozmozun ters yönünde akar, dolayısıyla "ters" ozmoz terimi kullanılır.

Ters ozmoz sistemleri nasıl çalışır?
Ters ozmoz, sıvı akışına basınç uygulayarak akışını yarı geçirgen bir membrandan geçirerek çözünmüş katıları ve parçacıkları sudan (veya diğer çözücülerden) filtreleyerek çalışır. RO sistemleri çapraz akışlı filtrasyon kullanır, yani sıvı membranın yüzeyinden akar ve bunu yaparken saf çözücü molekülleri filtreden geçer. RO membranı çoğu çözünen maddenin veya diğer kirleticilerin geçmesini önler ve bunlar sistemden oldukça yoğun bir red akışı olarak akar. Bu arada, membrandan geçen herhangi bir su, sistemden saflaştırılmış bir permeat akışı olarak çıkar.

Daha önce de söylediğimiz gibi, RO sistemleri doğal ozmoz sürecine karşı çalışır. Bunu yapmak için besleme akışına basınç uygulanması gerekir. Uygulanan basınç miktarı, çözeltinin ozmotik basıncını aşmaya yetecek kadar olmalı ve çözünen madde konsantrasyonu ve sıcaklık gibi değişkenlere bağlı olarak değişecektir.

Ters ozmoz hangi kirleticileri temizler?
RO, tüm membran ayırma teknolojilerinin en küçük membran gözenek boyutlarına sahiptir ve bu nedenle mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyondan daha eksiksiz bir ayırma yeteneğine sahiptir. RO, partikül boyutuna ve yüke göre kirleticileri giderir ve 0,0001 µm'ye kadar iyonları ve molekülleri ayırma yeteneğine sahiptir, örneğin:

* Metaller ve mineraller (örn. kalsiyum, florür, potasyum, kurşun, demir, manganez, krom)
* Çözünmüş tuzlar, sülfatlar, deterjanlar ve yüzey aktif maddeler
* Nitratlar ve nitriller (örn. siyanür)
* Toplam çözünmüş katılar (TDS)
* Bazı tat, renk ve koku üreten bileşikler, organik kirleticiler ve pestisitler
* Bazı pirojenler ve patojenler (örn. bakteri ve virüsler)

RO, çok çeşitli kirleticileri gidermek için harika olsa da, çözünmüş gazların, uçucu organik kirleticilerin ve bazı pestisit, çözücü ve patojen türlerinin giderilmesinde etkinliği bir miktar sınırlı olabilir.

Ters ozmoz endüstride nasıl kullanılır?
Analistler önümüzdeki birkaç yıl içinde RO membran pazarında hızlanan bir büyüme öngörüyorlar, bu da birçok endüstride RO'nun daha geniş bir şekilde kullanılacağının göstergesi. Bu büyümenin arkasındaki itici faktörler arasında hızlı endüstriyel genişleme ve su kıtlığı sorunlarına artan ilgi yer alıyor. Gerçekten de RO, enerji verimliliği, daha küçük bir ayak izi ve su geri dönüşümü ve yeniden kullanım sistemleri için uygunluk gibi bazı avantajlar sunabilir. Bu nedenlerden dolayı RO, aşağıdaki yaygın uygulamalar da dahil olmak üzere birçok endüstride çeşitli uygulamalarda kullanılır:

Güç: RO, enerji endüstrisinde onlarca yıldır kullanılmaktadır. Buradaki uygulamaları arasında, termal sistemlerde kireçlenmeyi ve diğer sorunları önlemek, güvenli çalışmayı teşvik etmek, ekipman hizmet ömrünü uzatmak ve soğutma kulesi döngülerini artırmak için kazan besleme suyu arıtımı ve diğer ön arıtma uygulamaları yer alır. Ek olarak, RO teknolojisi, su, enerji, mineraller ve diğer kaynakları hedefleyen geri kazanım çabalarıyla enerji endüstrisi atık suyundan kaynak geri kazanımı için giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Rafineri: Yüksek kaliteli saf su üretme ana uygulamasının ötesinde, RO besleme suyunda bulunan malzemeleri yoğunlaştırmak için de faydalıdır. Değerli kaynakları proseslerinden ve atık su akışlarından geri kazanmak isteyen rafineri tesisleri bunu RO red akışını toplayarak yapabilir. Bu tür uygulamalara örnek olarak bir Kanada rafinerisinin lityum geri kazanımı için RO kullanımı ve bir Kansas rafinerisinin yakındaki bir belediyeden atık suyu geri kazanmak için hem mikrofiltrasyon hem de RO kullanımı verilebilir.
Petrokimya ve kimyasal: Kimya endüstrileri üretim hatlarında tutarlılık ve güvenliği sağlamak için yüksek kaliteli suya ihtiyaç duyduklarından, genellikle proses ve ham su arıtımı için RO'ya yönelirler. Ancak faydası burada bitmez, çünkü kimya ve petrokimya tesisleri de atık su hacimlerinin azaltılması ve deşarj maliyetleri gibi avantajlardan yararlanmak için atık su arıtma uygulamaları için RO kullanır.
Petrol ve gaz: Petrol ve gaz endüstrisi, üretilen su arıtımı, atık su arıtımı ve su geri kazanımı için RO'yu kullanır ve ayrıca açık deniz sondaj kulelerinde içilebilir su üretmek için deniz suyunun tuzdan arındırılmasını kullanır.
Madencilik ve metaller: RO, metallerin, askıda katıların ve sülfatların giderilmesinde etkilidir ve bu da onu maden atık suyunun ve asitli maden drenaj suyunun arıtımı için kullanışlı hale getirir. RO yüksek kaliteli su ürettiğinden, madenler ve metal tesisleri bazen RO'yu içilebilir olmayan yeniden kullanım uygulamaları için de benimser.
Gıda ve içecek: RO'nun yüksek kaliteli su üretme yeteneği, tutarlılık, kalite ve güvenliğin en önemli öncelikler olduğu gıda ve içecek endüstrisindeki bir dizi uygulama için uygun hale getirir. Yaygın uygulamalar arasında bileşen suyunun, işlem sıvılarının ve kazan makyaj suyunun arıtılması ve atık sudaki biyokimyasal oksijen ihtiyacının (BOD) azaltılması yer alır. RO ayrıca çözücüleri ve tuzlu su gibi işlem çözeltilerini yeniden kullanım için konsantre etmek için de yararlıdır.
Belediyeler: RO genellikle içme suyu uygulamaları için kullanılır ve sistemler tek bir ikametgah, kurum veya topluluğa hizmet edenlerden tüm belediyelere hizmet edenlere kadar değişir. RO ayrıca tatlı suya sınırlı erişimi olan bölgelerde deniz suyunun tuzdan arındırılması ve sert kuyu suyunun arıtılması gibi daha özel uygulamalar için de yararlıdır.
Kağıt hamuru ve kağıt: Son birkaç on yılda, su ve kaynak koruma çabaları kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde RO'nun benimsenmesini artırdı. RO, ham suyu arıtma, geleneksel atık su arıtma teknolojilerinin yerini alma veya bunların arasında herhangi bir şey gibi çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Özellikle diğer membran teknolojileri, iyon değişim sistemleri veya diğer ön arıtma adımlarıyla birleştirildiğinde, RO atık su hacimlerini azaltmak, enerji tüketimini kesmek isteyen kağıt ve kağıt hamuru tesisleri için harika bir çözüm olabilir ve ayrıca yeraltı suyu veya proses suyunu arıtmak için de yararlı olabilir.
Diğer endüstriler ve uygulamalar: RO ayrıca durulama suyu arıtımında da yaygın olarak kullanılır, çünkü su lekelerinin kabul edilemez olduğu, örneğin araba yıkama ve yarı iletken üretimi gibi uygulamalar için yararlı olan ultra saf, düşük sertlikte su üretebilir.