1. בית
  2. מידע מקצועי
  3. אוסמוזה הפוכה לתעשייה ואוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה (Reverse Osmosis)

אוסמוזה הפוכה לתעשייה ואוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה (Reverse Osmosis)

מהי אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה?
אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה (Reverse Osmosis או בקיצור RO) היא טכנולוגיה המשמשת להסרת רובם הגדול של המַזְהֵמִים מהמים באמצעות דחיפת המים בלחץ גבוה ע"י משאבה דרך מֶמְבְּרָנָה (קְרוּם) חֲדִירָה-לְמֶחֱצָה (Semi-permeable membrane). תהליך הסינון הפיסיקלי שבו מסולקים המינרלים (כולל מתכות ומלחים) נקרא נְטִילַת מִינֵרָלִים (דֵּמִינֶרָלִיזַצְיָה, Demineralization).
מֶמְבְּרָנָה (קְרוּם) חֲדִירָה-לְמֶחֱצָה

קְרוּם סִינְתֵּטִי דק וחדיר חלקית, הבנוי משתי שכבות או יותר של חומרים שונים המתפקדים כמסננים מולקולריים, ומאפשר לאטומים או למולקולות מסוימים לעבור אך לא לאחרים. דוגמה פשוטה לכך היא רשת לחלון, המאפשרת מעבר של מולקולות אוויר, אך לא למזיקים או חלקיקים הגדולים יותר מחורי הרשת. דוגמה נוספת הם אריגים של גור-טקס המורכבים משכבת מֶמְבְּרָנָה דקה בעלת נקבוביות גדולות מספיק כדי לאפשר למולקולות זיעה להתנדף החוצה אך קטנות מספיק כדי למנוע ממולקולות מים לחדור פנימה.

אוֹסְמוֹזָה (פִּעְפּוּעַ)
אוֹסְמוֹזָה היא תופעה המתרחשת באופן טבעי, ואחת מהתהליכים החשובים ביותר בטבע לקיום החיים. זהו תהליך פִּעְפּוּעַ של נוזלים שבו למֵמֵס (מים במקרה שלנו) מתמיסה עם ריכוז מומסים נמוך יותר תהיה נטיה טבעית לעבור במעלה מפל ריכוזים, דרך קְרוּם חֲדִיר לְמֶחֱצָה, לתמיסה מרוכזת יותר, כדי ליצור איזון בין ריכוזי המומסים משני צידי הקְרוּם. דוגמאות לאוֹסְמוֹזָה בטבע הן היכולת של שורשי הצמח לספוג מים מן האדמה או הכליות שבבעלי החיים לספוג מים מן הדם כדי למהול את הרעלים והמלחים המסולקים דרך השתן.

במקרה של שני מֵכָלִים לאֲגִירַת מים המחוברים בצינור (כלים שלובים) ומופרדים באמצעות מֶמְבְּרָנָה (קְרוּם) חֲדִירָה-לְמֶחֱצָה, המאפשרת מעבר של מולקולות מים אך לא של רוב המַזְהֵמִים המצויים במים: יוֹנִים מְמֻיָּמִים או חלקיקים בלתי מסיסים גדולים יותר שאינם טעונים כגון תִּרְכּוֹבוֹת אוֹרְגָּנִיּוֹת, קוֹלוֹאִידִים (Colloids), חַיְדַּקִּים (Bacteria), נְגִיפִים (Viruses) ופירוגנים (Pyrogens). המֵכָל האחד מכיל מים טהורים בעוד המֵכָל האחר מכיל נפח זהה של תמיסת מלח בישול (נַתְרָן כְּלוֹרִי). במשך הזמן מפלס המים הטהורים יירד, ואילו המפלס בצד תמיסת המלח יעלה, לכאורה בסתירה לחוקי הכבידה, עקב הימשכות מולקולות המים, מהצד האחד של המֶמְבְּרָנָה המכיל מים הטהורים, לעבר היונים של תמיסת המלח בצד השני של המֶמְבְּרָנָה. מכיוון שהיונים בתמיסת המלח אינם יכולים לעבור דרך המֶמְבְּרָנָה, מולוקולות המים מהצד של המים הטהורים הן אלה שחייבות לעבור כדי להמשיך ולהקיף את היונים המומסים שבצד האחר. מולקולות המים עוברות לשני הכיוונים דרך המֶמְבְּרָנָה הודות לפעילות המולקולרית המושפעת מהטמפרטורה. אך מולקולות מים העוברות מצד המים הטהורים דרך המֶמְבְּרָנָה, שוהות משך זמן רב יותר בצד של תמיסת המוצקים, מאשר משך שהיית מולוקולת המים העוברות בכיוון ההפוך. הסיבה לכך היא הימשכות מולקולות המים אל היונים בצד שבו ריכוז המומסים הכולל גבוה יותר. כאשר מפלס המים בצד המהול עולה, ומפלס המים בצד הטהור יורד, ההפרש מחולל לחץ הפוך, המתנגד לנדידת מולקולות המים. הלחץ שמפעיל מפלס המים מוכר כלַחַץ הִידְרוֹסְטָטִי, ואילו הלחץ המנוגד מוכר כהפרש הלחצים ההִידְרוֹסְטָטִים. זהו לחץ שנוצר למעשה מכך שהמפלס בצד המהול גבוה יותר מזה שבצד הטהור. ככל שעולה ההפרש במפלסי הנוזלים, כך פוחת כושרן של מולקולות המים להמשיך ולנדוד מכיוון צד המים הטהורים, עקב מספרן הגדל של מולקולות המים המנסות לנדוד מהכיוון ההפוך. אפשר להיווכח מדוגמה זו שתהליך האוֹסְמוֹזָה מתרחש עקב הימשכות מולקולות המים אל היונים בצידה האחר של המֶמְבְּרָנָה. ניתן לראות גם שהתהליך יוגבל ע"י ההפרש בין מפלסי המים הנוצר כשכמות נטו של מולקולות מים עוברת מצד א' לצד ב'. הלחץ בו התגובה נעצרת נקרא גם הלַחַץ האוֹסְמוֹטִי של התמיסה.
אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה

אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה היא תהליך הפוך של אוֹסְמוֹזָה טבעית. בעוד שאוֹסְמוֹזָה טבעית מתרחשת ללא השקעת אנרגיה חיצונית, תהליך אוסמוזה הפוכה דורש הפעלת כח חיצוני (משאבה), כדי לדחוף את מולקולות המים של התמיסה עם ריכוז המומוסים הגבוה יותר, ולאלץ אותן לעבור דרך מֶמְבְּרָנַת אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה לתמיסה פחות מרוכזת, תוך כדי הדיפת מרבית המַזְהֵמִים. יש ליצור לחץ עבודה חיובי בכיוון הנגדי לאוֹסְמוֹזָה, כלומר להפעיל על התמיסה המרוכזת לחץ גדול יותר מהלַחַץ האוֹסְמוֹטִי הטבעי.

כיצד פועלת אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה?
אוסמוזה הפוכה לתעשייה פועלת באמצעות משאבת לחץ גבוה כדי להגביר את הלחץ על צד התמיסה המרוכזת יותר ולאלץ את המים לחדור את המֶמְבְּרָנָה החֲדִירָה-לְמֶחֱצָה, תוך כדי השארת מרבית המלחים המומסים (95%-99%) מאחור. כמות הלחץ הנדרשת תלויה בריכוז המלחים במֵי-ההֲזָנָה. ככל שריכוז מֵי-ההֲזָנָה יהיה גבוה יותר, יידרש לחץ גבוה יותר כדי להתגבר על הלחץ האוסמוטי. פעולת הסינון של המֶמְבְּרָנָה מכונה זְרִימָה צוֹלֶבֶת (Cross flow). בניגוד לסינון המְקֻבָּל (המכונה Dead-end) שבו המַזְהֵמִים נאספים על-גבי אמצעי הסינון, בזְרִימָה צוֹלֶבֶת התמיסה מתפצלת לשני זרמים ביציאה: זרם מי התּוֹצָר (Permeate) שחדר דרך המֶמְבְּרָנָה ומכיל שארית זעירה של מַזְהֵמִים, וזרם מי התַּרְכִּיז (concentrate) המכיל את כל המלחים אשר נדחו ע"י המֶמְבְּרָנָה. כדי להימנע מהצטברות של מַזְהֵמִים על-גבי המֶמְבְּרָנָה, סִנּוּן בזְרִימָה צוֹלֶבֶת מאפשר לזרם המים לסחוף את המַזְהֵמִים, וליצור עַרְבֹּלֶת (טוּרְבּוּלֶנְטִיּוּת) מספיקה כדי לשמור את פְּנֵי הַשֶּׁטַח של המֶמְבְּרָנָה נקיים.

אילו מַזְהֵמִים מסירה אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה מהמים?
אוסמוזה הפוכה לתעשייה מסוגלת להסיר עד 99% מהמלחים המומסים, קוֹלוֹאִידִים, תִּרְכּוֹבוֹת אוֹרְגָּנִיּוֹת, חַיְדַּקִּים ופירוגנים ממֵי-ההֲזָנָה. מֶמְבְּרָנַת אוסמוזה הפוכה דוחה מַזְהֵמִים בהתבסס על גודל החלקיקים ומטענם החשמלי. כל מזהם שהמשקל המולקורי שלו גדול מ-200, סביר שיידחה ע"י מערכת אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה הפועלת כראוי. כמו כן, ככל שהעֶרְכוּת היוֹנִית (אֵלֶקְטְרוֹוָלֶנְטִיּוּת) של המַזְהֵם גדול יותר, כך קטן יותר הסיכוי שלו לחדור את מֶמְבְּרָנַת ה-RO. לדוגמה, יון נַתְרָן Na- הוא חַד-עֶרְכִּי ובקושי נדחה ע"י מֶמְבְּרָנַת ה-RO, בניגוד ליון סידן Ca2-, שהוא דּוּ-עֶרְכִּי. בדומה לכך, זו הסיבה שמערכת RO אינה מסלקת היטב גזים כמו CO2, מכיוון שהם אינם מְיוּנָּנִים (טעונים) במידה רבה כשהם נמצאים בתמיסה, ובנוסף בעלי משקל מולקולרי נמוך מאוד. מכיוון שמערכת RO אינה מסלקת גזים, מי התּוֹצָר יכולים להיות בעלי רמת pH נמוכה מעט מהרגיל, תלוי ברמת ה- CO2 במֵי-ההֲזָנָה, שכן גז CO2 מומס מגיב עם המים ליצירת חֻמְצָה פַּחְמָתִית H2CO3.

תַּחְשִׁיבֵי תִּכְנוּן ובִּצּוּעִים לאוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה
ישנם תחשיבים המשמשים כדי לשפוט את הביצועים של מערכת אוסמוזה הפוכה וגם כשיקולים בתכנון המערכת. מערכות אוסמוזה הפוכה כוללות מכשור המציג את איכות המים, קצב הזרימה, לחצים, ולעיתים נתונים אחרים כמו טמפרטורה או שעות פעילות. על-מנת למדוד באופן מדויק את הביצועים של מערכת אוסמוזה הפוכה יש לדעת את המאפיינים הבאים:
לחץ מֵי ההזנה
לחץ מֵי התּוֹצָר
לחץ מֵי התַּרְכִּיז
מוליכות מֵי ההזנה
מוליכות מֵי התּוֹצָר
זְרִימַת מֵי ההזנה
זְרִימַת מֵי התּוֹצָר
טמפרטורה
דְּחִיַּית מְלָחִים%
משוואה זו מציגה את יעילות ממברנות האוסמוזה ההפוכה בהרחקת מַזְהֵמִים. היא אינה מציגה את התפקוד של כל ממברנה במערכת כפרט, אלא את התפקוד הממוצע של סך הממברנות במערכת ככלל. מערכת אוסמוזה הפוכה תעשייתית המתוכננת היטב, עם ממברנות המתפקדות כראוי, תדחה 95%-98% ממרבית מזהמי מי ההזנה. ניתן לקבוע את היעילות שבה הממברנות מרחיקות מזהמים באמצעות המשוואה הבאה:

"דחיית מלחים%"=("מוליכות מי הזנה" -"מוליכות מי התוצר" )/"מוליכות מי הזנה" ×100
ככל שדחיית המלחים גבוהה יותר, כך ביצועי המערכת טובים יותר. דחיית מלחים נמוכה יכולה להצביע על כך שהממברנות צריכות ניקוי או החלפה.
מַעֲבָר מְלָחִים%

זהו הנתון ההוֹפְכִי לדחיית המלחים המתוארת במשוואה הקודמת, או במילים אחרות הוא כמות המלחים המתבטאת באחוזים החודרים את מערכת האוסמוזה הפוכה. ככל שמעבר המלחים נמוך יותר, כך ביצועי המערכת טובים יותר. מעבר מלחים גבוה יכול להצביע על כך שהממברנות צריכות ניקוי או החלפה.
"מעבר מלחים%"=(1-"דחיית מלחים%" )

שִׁיּוּב (Recovery)%
השִׁיּוּב (או יחס ההֲשָׁבָה) באחוזים הוא כמות המים המוּשָׁבִים כמי התּוֹצָר טובים. דרך אחרת לחשוב על אחוז השִׁיּוּב היא כמות המים שאינה מוּשְׁלֶכֶת לניקוז כמי תַּרְכִּיז, אלא נאספת בחזרה כמי תּוֹצָר. שיעור הֲשָׁבָה גבוה יותר, פירושו, פחות מים מוּשְׁלָכִים לניקוז כמי תַּרְכִּיז, ויותר מים נחסכים כמי תּוֹצָר. עם זאת, במקרה ויחס ההֲשָׁבָה גבוה מדי עבור תכנון המערכת, הדבר עלול להוביל לכשלים שיגרמו כתוצאה מהִתְהַוּוּת אַבְנִית (Scaling) או התפתחות צִמְדָּה (Fouling) על פני הממברנות. יחס ההֲשָׁבָה נקבע בעת תכנון המערכת תוך התחשבות בגורמים רבים ביניהם ההרכב הכימי של מי ההזנה וטִפּוּל-קְדָם לפני מערכת האוסמוזה הפוכה. לפיכך, יחס ההֲשָׁבָה הנכון, שבו מערכת אוסמוזה הפוכה צריכה לפעול, תלוי בתכנון המערכת. באמצעות חישוב יחס ההֲשָׁבָה ניתן לקבוע במהירות אם המערכת פועלת מחוץ לתכנון המיועד. יחס ההֲשָׁבָה ניתן לחישוב עפ"י המשוואה הבאה:
"יחס השבה%"=(קֶצֶב" מי התוצר (ליטר/דקה)" זְרִימַת)/(קֶצֶב" מי ההזנה (ליטר/דקה)" זְרִימַת)×100
לדוגמה:
אם יחס ההשבה הוא 75%, פירוש הדבר כי עבור כל 100 ליטר של מי הזנה הנכנסים למערכת אוסמוזה הפוכה, 75 ליטר מהם מוּשָׁבִים כמי תוצר, ו-25 ליטר מוּשְׁלָכִים לניקוז כמי תַּרְכִּיז. מערכות אוסמוזה הפוכה תעשיתיות לרוב פועלות עם יחס השבה של 50%-75% בהתאם למאפייני מי ההזנה ושיקולי תכנון אחרים.

מְקַדֵּם-רִכּוּז (Concentration Factor)
מְקַדֵּם-הרִכּוּז קשור ליחס ההֲשָׁבָה ובעל חשיבות לתכנון מערכת RO. ככל שיותר מים מוּשָׁבִים כמי תוצר (יחס ההֲשָׁבָה גבוה יותר), כך עולה ריכוז המלחים והמזהמים בזְרִימַת מי התַּרְכִּיז. מצב שבו מְקַדֵּם-הרִכּוּז גבוה מדי בניגוד לתכנון המערכת והרכב מי ההזנה, עלול להוביל לאפשרות גבוהה יותר להִתְהַוּוּת אַבְנִית על פני ממברנות ה-RO. הרעיון אינו שונה מזה של דּוּד חִמּוּם (בּוֹיְלֶר) או מגדל קירור. בשני המקרים יוצאים מהמערכת מים בצורה טהורה (קיטור) ובסופו של דבר משאירים אחריהם תמיסה מרוכזת במלחים. ככל שמידת הריכוז עולה היא תחרוג מגבולות המְסִיסוּת ותזרז היווצרות משקעים על גבי הממברנה. כדי למצוא את מְקַדֵּם-הרִכּוּז, הנוסחה תהיה:
"מְקַדֵּם-הרִכּוּז"=1/(1-%" " ההֲשָׁבָה " " יחס )
לדוגמה:
אם זְרִימַת מי ההזנה הוא 100 ליטר/דקה וזְרִימַת מי התּוֹצָר הוא 75 ליטר/דקה, אז יחס ההֲשָׁבָה יהיה 75%. מכאן שמְקַדֵּם-הרִכּוּז יהיה 4. מְקַדֵּם-רִכּוּז 4 פירושו שמי התַּרְכִּיז לניקוז יהיו מרוכזים פי 4 ממי ההזנה. אם המוליכות של מי ההזנה בדוגמה זו תהיה 700 מיקרוסימנס, אז המוליכות של מי התַּרְכִּיז לביוב תהיה 2800 מיקרוסימנס.
שֶׁטֶף (Flux)
נפח המים (ליטרים) העובר דרך יחידת שטח (מטר רבוע) ליחידת זמן (שעה).
"שטף (" ליטר"/מ\"ר/שעה)"=("זֶרֶם מי התּוֹצָר (ליטר/דקה)" ×"60 דק'/שעה" )/("מס'# ממברנות במערכת " ×"מ\"ר שטח של כל ממברנה" )
לדוגמה:
מערכת RO מייצרת 35 ליטר/דקה. המערכת כוללת 6 ממברנות. לכל ממברנה שֶׁטַח-פָּנִים (Surface area) של 8 מ"ר.
שטף=("35 ליטר/דקה" ×"60 דק'/שעה" )/("6 ממברנות" ×"8 מ\"ר" )=2100/48=43.75LMH
משמעות הדבר היא, כ- 44 ליטר של מים מועברים בכל מ"ר של כל ממברנה בכל שעה. מספר זה יכול להיות טוב או רע, תלוי בהרכב הכימי של מי ההזנה ותכנון המערכת. להלן חוק אצבע כללי לטווחי שטף עבור מי מָקוֹר שונים:
מֵי קוֹלְחִים 8.5-17
מֵי יָם 13.6-20.4
מַיִם עִלִּיִּים מְלֵחִים 17-23.8
מֵי תְּהוֹם מְלֵחִים 23.8-30.6
מֵי תּוֹצָר אוֹסְמוֹזָה הֲפוּכָה 34-51

מַאֲזַן סְכוּמִי (Mass balance)
משוואת מַאֲזַן סְכוּמִי משמשת כדי לקבוע האם המכשור למדידת איכות המים והזרימות קורא כראוי או דרוש לכיול. אם המכשור אינו קורא נכון, נתוני הביצועים הנאספים אינם מועילים. כדי לבצע את החישוב יש צורך בנתונים הבאים:
קֶצֶב זְרִימַת מֵי-הֲזָנָה (ליטר/דקה)
קֶצֶב זְרִימַת מֵי התּוֹצָר (ליטר/דקה)
קֶצֶב זְרִימַת מֵי התַּרְכִּיז (ליטר/דקה)
מוליכות מֵי-הֲזָנָה (מיקרוסימנס)
מוליכות מֵי התּוֹצָר (מיקרוסימנס)
מוליכות מֵי התַּרְכִּיז (מיקרוסימנס)
"קֶצֶב זְרִימַת מֵי " הֲזָנָה"*" ×הֲזָנָה מֵי מוליכות =("קֶצֶב זְרִימַת מֵי התּוֹצָר" ×מוליכות" מֵי התּוֹצָר" )+("קֶצֶב זְרִימַת מֵי " התַּרְכִּיז×מוליכו"ת מֵי התַּרְכִּיז" )
*קֶצֶב זְרִימַת מֵי-הֲזָנָה=קֶצֶב זְרִימַת מֵי התּוֹצָר+קֶצֶב זְרִימַת מֵי התַּרְכִּיז
לדוגמה:
אם הנתונים שנאספו ממערכת אוסמוזה הפוכה הם:
קֶצֶב זְרִימַת מֵי התּוֹצָר= 35 ליטר/דקה
מוליכות מֵי-הֲזָנָה= 500µS
מוליכות מֵי התּוֹצָר= 25µS
קֶצֶב זְרִימַת מֵי התַּרְכִּיז= 14 ליטר/דקה
מוליכות מֵי התַּרְכִּיז= 1200 µS
לפיכך תוצאת משוואת המַאֲזַן הסְכוּמִי תהיה:
{(35+14)×500}=(35×25)+(14×1200)
24500≠17675
אז:
הפרש/סכום×100
(24500-17675)/(24500+17675)×100=16%
הבדל של 5%± הוא סביר. הבדל של 5%-10%± הוא די מספיק. הבדל שהוא גדול מ-10%± אינו מקובל ונדרש כיול של מכשור המדידה כדי להבטיח שאוסף הנתונים בעל תועלת. בדוגמה לעיל תוצאת משוואת המַאֲזַן הסְכוּמִי נופלת מחוץ לטווח ודורשת התייחסות.

ההבדל בין "מעבר" (Pass) ל"שלב" (Stage) במערכות אוסמוזה הפוכה
לכל מי שמשתמש במערכת RO, לרוב קל לטעות בין המונחים שָׁלָב (Stage) ומַעֲבָר (Pass), שהם טֶרְמִינוֹלוֹגְיָה מבלבלת. חשוב להבין את ההבדל בין "שלב 1" ו"שלב 2" לבין "מעבר 1" ו"מעבר 2".
ההבדל בין מערכת RO "שלב אחד" (1 stage) למערכת RO "דו-שלבית" (2 stage)
ב"מערכת RO שלב אחד" מֵי-הֲזָנָה נכנסים בזרם אחד ויוצאים מהמערכת כזרם מי תוצר וכזרם מי תרכיז. ב"מערכת RO דו-שלבית" זרם מי התרכיז מהשלב הראשון הופך להיות מי ההזנה לשלב השני. מי התוצר נאספים מהשלב הראשון ומשתלבים ביחד עם מי התוצר מהשלב השני. שלבים נוספים מגדילים את יחס ההשבה מהמערכת.

מַעֲרָךְ (Array)
במערכת אוסמוזה הפוכה, המַעֲרָךְ מתאר את מִסְדָּר תאי הלחץ ב"מערכת RO דו-שלבית". תאי הלחץ מכילים ממברנות RO. בכל שָׁלָב יכולה להיות כמות מסוימת של תאי לחץ עם ממברנות RO. זרם הרֶכֶּז שנדחה מכל שלב הופך להיות זרם ההזנה לשלב הבא ברציפות. לדוגמה, "מערכת RO דו-שלבית" עם מערך 2:1 משמעותה כי הרכז של 2 תאי הלחץ בשלב הראשון מועבר לתא הלחץ שבשלב השני.

מערכת RO עם מִחְזוּר רֶכֶּז (Recycle)
ניתן להשתמש במִחְזוּר רֶכֶּז ע"י הזרמת חלק ממֵי התַּרְכִּיז בחזרה למֵי-ההֲזָנָה לשלב הראשון, כדי לעזור להגדיל את שיעור ההֲשָׁבָה של המערכת.
ההבדל בין מערכת RO "מעבר אחד" (Single Pass) למערכת RO "מעבר כפול" (Double Pass)
יש לראות את ה"מעבר" כמערכת RO עצמאית. בהתחשב בכך, ההבדל בין מערכת RO "מעבר אחד" למערכת RO "מעבר כפול" הוא בזרם מֵי התּוֹצָר מ"מעבר אחד" שהופך להיות זרם ההזנה ל"מעבר כפול" (או מערכת RO שנייה) ובסופו של דבר תורם לייצור מים נטולי מלחים באיכות גבוהה יותר, מכיוון שהמים עברו למעשה דרך 2 מערכות RO.
טִפּוּל-קְדָם (Pre-treatment)
טיפול מקדים נכון באמצעות טיפולים מכניים (סינון, ספיחה, ריכוך) וכימיים (אנטיסקאלאנט) הוא קריטי למערכת RO, למניעת זיהומים וסתימות מהתהוות אבנית ושיקוע מלחים, המגבירים את הכשלים בממברנות ואת דרישות הניקיון התכופות. להלן בעיות נפוצות במערכות RO עקב חוסר טיפול נכון:

בֵּאוּשׁ (Fouling)
בֵּאוּשׁ (או צִמְדָּה) הוא זיהום-סתימה המתרחש כאשר מַזְהֵמִים מצטברים על פני שטח הממברנה וסותמים אותה. ישנם הרבה מַזְהֵמִים במי המקור העירוניים אשר אינם נראים לעין האנושית ואינם מזיקים לצריכת מי שתיה, אך גדולים מספיק כדי לסתום ממברנת RO. הבֵּאוּשׁ מתרחש בדרך-כלל בקצה הקדמי של מערכת ה-RO וגורם למפל לחצים גבוה בקצה השני של המערכת, בנוסף לירידה בקֶצֶב זְרִימַת מֵי התּוֹצָר. כשלים אלו מתורגמים בסופו של דבר לעלויות תפעול גבוהות יותר עקב צריכת אנרגיה מרובה, והצורך בניקיון או החלפת הממברנות לעיתים תכופות יותר. בסופו של דבר בֵּאוּשׁ יתרחש בכל אופן במידה מסוימת על גבי הממברנה, ללא קשר ליעילות הטיפול המקדים או תזמון ניקיון הממברנות. עם זאת, הקפדה על טיפול מקדים נכון תפחית מהצורך לטפל בתקלות הקשורות לבֵּאוּשׁ על בסיס קבוע.
בֵּאוּשׁ יכול להתהוות כתוצאה מהגורמים הבאים:
חֹמֶר חֶלְקִיקִי או קוֹלוֹאִידִי (לכלוך, סְחֹפֶת, חַרְסִית וכו')
אוֹרְגָּנִים (חֻמְצַת הוּמוּס, חֻמְצָה פוּלְוִית וכו')
מִיקְרוֹאוֹרְגָּנִיזְם (חַיְדַּקִּים וכו'). חַיְדַּקִּים אחראים לאחת מבעיות הזיהום הנפוצות ביותר מכיוון שלממברנות RO אין עמידות בפני חומר חיטוי כמו כלור, ולכן מיקרואורגניזמים לרוב מסוגלים לשגשג ולהתרבות על גבי פני שטח הממברנה. הם עשויים ליצור שכבה רירית (בִּיּוֹפִילְם) המכסה את פני שטח הממברנה וגורמת לצִמְדָּה עבה. ניתן לחזות את פוטנציאל הזיהום הביולוגי באמצעות בדיקה של ספירת חיידקים בהזנה.
נְקֻדַּת-פְּרִיצָה (Breakthrough) של אמצעי סינון במעלה הזרם למערכת RO. מצעי פחם פעיל ושרף ריכוך עשויים לפתח דְּלִיפָה (leakage) בתחתית מערכת הניקוז שלהם, ובמידה ולא קיים סינון הולם אחריהם, מצעי הסינון עלולים לסתום את מערכת

אוסמוזה הפוכה לתעשייה

על-ידי ביצוע בדיקות אנליטיות מוקדמות ניתן לקבוע אם למי הזנת ה-RO יש פוטנציאל בֵּאוּשׁ גבוה. כדי למנוע זיהום-סתימה של מערכת RO מומלץ להשתמש בשיטות הסינון המכניות הנפוצות כמו מסנני מולטימדיה (MMF) או מיקרופילטרציה (MF). במקרים מסוימים מסנני עומק גליליים (Depth Cartridge Filters) מספיקים.

אַבְנִית (Scaling)
ככל שתרכובות אִי-אוֹרְגָּנִיות מומסות הופכות להיות מרוכזות יותר וחורגות מגבולות המסיסות שלהן, תתרחש התהוות אבנית כל פני שטח הממברנה. התוצאות המתקבלות מהתהוות אבנית הן מפל לחצים גדול, מעבר מלחים גדול יותר (דחיית מלחים נמוכה), ירידה בקֶצֶב זְרִימַת מֵי התּוֹצָר, ובאיכות המים.

תְּקִיפָה כִּימִית
ממברנות שִׁכְבָה דַּקָּה (Thin Film) מְרֻכָּבות אינן עמידות לכלור או כלורמין. חוֹמָרִים מְחַמְצְנִים כמו כלור יצרבו חורים בנַקְבּוּבִיּוֹת הממברנה ויגרמו לנזק בלתי הפיך. התוצאה של תְּקִיפָה כִּימִית היא זרימה גבוהה של מי תוצר יחד עם מעבר מלחים גבוה.
פתרונות לטִפּוּל-קְדָם

נוֹגֵד אַבְנִית (אַנְטִיסְקַלַנְט)
כִּימִיקָל הניתן להוספה למי ההזנה לפני מערכת ה-RO כדי לסייע בהפחתת פוטנציאל התהוות האבנית. אַנְטִיסְקַלַנְט משבש את תהליך התהוות האבנית ע"י הרחבת גבולות המסיסות של תרכובות אִי-אוֹרְגָּנִיוֹת. ע"י הרחבת גבולות המסיסות, ניתן לרכז את המלחים עוד יותר, ובכך להגדיל את יחס ההשבה ולעבוד במקדם רכוז גבוה יותר. השימוש באַנְטִיסְקַלַנְט עדיף על-פני רִכּוּךְ-מַיִם (באמצעות חִלּוּף-יוֹנִים) כאשר קַשְׁיוּת (Hardness) מי ההזנה נמוכה מ-100ppm בגלל עלויות וקלות התפעול.

רִכּוּךְ-מַיִם
מְרַכֵּךְ-מַיִם מסייע במניעת הצטברות אבנית על-גבי ממברנות RO באמצעות שְׂרַף חִלּוּף-קַטְיוֹנִים. יוני קַשְׁיוּת כמו סידן (Ca2+) ומגנזיום (Mg2+) היוצרים משקעי אבנית קְשֵׁי-תֶּמֶס, מורחקים מהמים ומוחלפים ביוני נתרן (Na+) היוצרים חומרים קַלי-תֶּמֶס.

נַתְרָן בִּיסוּלְפִיט (Sodium Bisulfite)
כִּימִיקָל הניתן להוספה למי ההזנה לפני מערכת ה-RO כדי לסייע בהסרת כְּלוֹר/כְּלוֹרֵמִין מהמים. בתגובה הכימית עם הכְּלוֹר נוצרים נַתְרָן בִּיסוּלְפָט (NaHSO4) וחֻמְצָה כְּלוֹרִית (HCl). המינון התֵּאוֹרֵטִי להסרת כְּלוֹר (Dechlorination) נדרש להיות ביחס של 1.78 נַתְרָן בִּיסוּלְפִיט ל-1 כְּלוֹר/כְּלוֹרֵמִין. בפועל, יש להשתמש במינון עודף של 10% כדי להבטיח הסרה מוחלטת של הכְּלוֹר.
פֶּחָם מְשֻׁפְעָל (Activated Carbon)
פֶּחָם פָּעִיל גַּרְגְּרִי (Granular) מיוצר מפַּחַם-אֶבֶן (Coal), קְלִיפּוֹת אֱגוֹזִים או פַּחַם-עֵץ (Charcoal), ומשמש להסרת תרכובות אורגניות וחומרי חיטוי (כלור/כלורמין) מהמים בתהליך סְפִיחָה (Adsorption) על פני שטח הפחם.

אוסמוזה הפוכה לתעשייה

אוסמוזה הפוכה לתעשייה

כאשר אנו מדברים על אוסמוזה הפוכה לתעשייה אנו בעצם מדברים על תהליך של טיהור מים מחומרים אורגניים, חומרים מזיקים, יונים, חלודה, כלור, חיידקים, חול ועוד מגוון רחב של חומרים מזיקים שאנחנו לא רוצים שיהיו קיימים במי השתייה שלנו. בנוסף על כך, אוסמוזה הפוכה לתעשייה תורמת למניעה של ריחות רעים במים ושל טעם לוואי במים. מדובר בשיטה טכנולוגית מתקדמת במיוחד, שיטת האוסמוזה הפוכה מבוססת על הפעלת לחץ חיצוני נגדי ללחץ הטבעי שקיים. כתוצאה מכך יש אפשרות להעביר תמיסה שבה ריכוז המומסים הוא גבוה דרך מסנן מיוחד. המים שעוברים במסנן מסתננים ונפלטים עם ריכוז מומסים נמוך יותר מלפני כן.

היתרונות של אוסמוזה הפוכה לתעשייה

תהליך האוסמוזה ההפוכה כרוך ביתרונות רבים אשר תורמים רבות לטיהור המים העולמי.
השימוש בתהליך האוסמוזה מוביל לכך שהצורך בבקבוקי מים מינרלים והצורך במיכלי מים גדולים קטן מעת לעת.
תהליך האוסמוזה ההפוכה עומד בכל התקנים המחמירים ביותר של מכון התקנים הישראלי, כמו כן התהליך אינו דורש אחזקה מיוחדת בכלל.
המסננים של האוסמוזה ההפוכה אפקטיביים במיוחד ויכולים לטהר כמות רבה של מים בבת אחת, עד כ-6,000 ליטר בפעם אחת. מעבר לכך, המסנן המיוחד שקיים בתוך המערכת מחזיק מעמד במשך שלוש שנים ועשוי להחזיק מעמד גם במשך חמש שנים.

שלבי הסינון בשיטת אוסמוזה הפוכה לתעשייה

שיטת האוסמוזה הפוכה לתעשייה כוללת בתוכה ארבעה שלבי סינון עיקריים:

● סינון מים באמצעות פילטר חלקיקים – בשלב הראשוני פילטר החלקיקים מסנן את כל שאריות החלקיקים הקיימות במים, בשלב זה נעשה סינון לחלקיקים הגדולים יותר כמו למשל: חלודה וחול.
● סינון מים באמצעות פילטר פחם – בשלב זה פילטר הפחם מסנן את המים מכלור, גזים ותרכובות אורגניות שונות. שלב זה תורם להעלמת ריחות וטעמי לוואי של המים.
● סינון מים באמצעות ממברנה – לאחר שהמים סיימו לעבור את שני השלבים הקודמים, הם עוברים דרך ממברנה, המים הנקיים יאספו במיכל מיוחד והמים המלוכלכים ישלחו אל הביוב.
בשלב זה הממברנה מסננת את המים מפני וירוסים, אבנית, רעלים וכימיקלים שונים.
● סינון מים באמצעות פילטר פחם נוסף – בשלב האחרון של סינון המים הם יעברו דרך פילטר פחם פעם נוספת, מטרתו של הסינון האחרון היא להבטיח שהמים אכן טהורים וראויים לשתייה של בני אדם.

בשל הניסיון הרב שלנו לאורך השנים, אנו יודעים להתאים את מערכות הסינון בדיוק לרצונותיו של הלקוח שלנו. צרו עימנו קשר עוד היום ותזכו לשירות מקצועי ואדיב.