فوروارد اسموز

 

فورواردوسموز فرآیند غشایی اسمز شده است که از گرادیان فشار اسمزی برای تشویق شار آب از طریق غشایی نیمه تراوا از محلول خوراک (فشار اسمزی کم) برای کشیدن محلول (فشار زیاد هضم) استفاده می کند. حمل و نقل مولکول های آب امکان ایجاد تعادل بین دو سیستم را فراهم می کند. Thispaper چالش های مربوط به فورودوزموز را توضیح می دهد از جمله: قطبی شدن غلظت خارجی و داخلی ، انتشار حلال برگشت پذیر و غشای غشایی. تا کنون موثرترین روشها برای کاهش این مشکلات نیز شرح داده شده است. مخازن اسید الزاماتی که راه حل قرعه کشی باید برآورده کند متعدد است: فشار اسمزی بالا ، انتشار نفوذ معکوس ، وزن مولکولی کم و گرانروی کم ، بازیابی آسان ، دستکاری آسان ، سازگاری با غشا و سمیت صفر علاوه بر این ، یک غشای ایده آل مورد نیاز است: آنها باید شار بالای آب ، رد زیاد مواد از محلول خوراک و محلول کشش ، قطبش غلظت کم ، مقاومت شیمیایی بالا ، مقاومت مکانیکی بالا و رسوب کم را فراهم کنند. بنابراین ، عوامل و غشاهای اسمزی مختلفی که کم و بیش این نیازها را برآورده می کنند ، توسعه یافته است. اسمز رو به جلو به عنوان فن آوری جدید دارای برنامه های مختلفی است که برخی از آنها را می توان برجسته کرد: نمک زدایی ، تصفیه فاضلاب ، صنایع غذایی و دارویی و تولید برق.  فاضلاب صنعتی

مقدمه کمبود آب در نتیجه رشد جمعیت ، صنعتی شدن ، گسترش فعالیت های کشاورزی ، افزایش نابرابری بین عرضه و تقاضا ، مدیریت نادرست ، تخریب منابع طبیعی آب ، افزایش درگیری های منطقه ای و بین المللی بوجود آمده است. تحقیقات اخیر نشان می دهد که حدود 15٪ از مردم در جهان به آب آشامیدنی دسترسی ندارند و 36٪ از مردم جهان حداقل به مدت یک ماه در سال از کمبود آب رنج می برند. در قرن گذشته ، تقاضا برای آب و استفاده از آن دو برابر جمعیت جهان افزایش یافته است. پیش بینی ها و پیش بینی های آماری نشان می دهد که دو سوم جمعیت جهان می توانند تا سال 2025 در معرض شرایط تنش آبی قرار بگیرند. سال ها. این امر نه تنها مانع رشد اقتصادی-اجتماعی می شود بلکه تهدیدی برای اکوسیستم های سالم نیز محسوب می شود.به منظور تأمین مجدد منبع آب تمیز ، صنعت آب امروز بیشتر به نمک زدایی آب دریا متکی است. با این وجود ، به دلیل پیوندهای ناگسستنی بین آب و انرژی ، فن آوری های نمک زدایی معمولی مانند اسمز معکوس (RO) و نانو فیلتراسیون (NF) به دلیل مصرف زیاد انرژی ، به ویژه در مورد کارخانه های آب شیرین کن با ظرفیت پایین ، انرژی بر و گران در نظر گرفته می شوند. در نتیجه ، دانشمندان به طور مداوم در حال تحقیق در مورد فن آوری های کم مصرف و کم هزینه برای حذف نمک از دریا. در طی دهه گذشته ، اسمز پیشرفته (NO) به عنوان یک گزینه کم مصرف و مقرون به صرفه برای فناوری های نمک زدایی معمولی در نظر گرفته شده است. علاوه بر نمک زدایی ، فرآیند پیشرفته اسمز در تصفیه فاضلاب ، صنایع غذایی و دارویی ، دارو و تولید برق اعمال می شود.  فاضلاب بهداشتی

مفهوم اسمز از قدیم الایام برای انسان شناخته شده است. اسمز پیشرفته یک فرآیند غشایی راهنمای اسمزی است که از یک گرادیان فشار اسمزی برای تحریک شار آب از طریق یک غشا sem نیمه نفوذ پذیر از یک مایع مکش (با فشار اسمزی پایین تر) به یک عامل اسمزی (با فشار اسمزی بالاتر) استفاده می کند. در طی فرآیند NO ، غشا یونهای نمک یا سایر ناخالصی ها را حفظ می کند و بنابراین مایع جاذب (PK) غلیظ شده و عامل اسمزی (OS) رقیق می شود. پس از آن ، آب تصفیه شده باید از سیستم رقیق جدا شود و این می تواند با اسمز معکوس حاصل شود. برخلاف RO ، NO از یک گرادیان فشار طبیعی در سراسر غشا برای انتقال مولکول های آب استفاده می کند و نیازی به اعمال فشار هیدرولیکی ندارد  لوله کاروگیت

توجه به این نکته مهم است که غشاهای NO از نظر ماهیت نامتقارن بوده و با یک لایه متراکم فعال (برای دفع نمک) که توسط یک لایه پشتیبانی متخلخل پشتیبانی می شود ، سنتز می شوند. چنین ساختاری منجر به دو جهت غشایی می شود. اولین جهت گیری ، که در آن لایه فعال رو به سیستم عامل است ، نمونه ای از اسمز عقب مانده فشار (TUO) است. دوم ، که در آن لایه غشای فعال رو به PK است و لایه پشتیبانی متخلخل رو به سیستم عامل است ، نمونه ای از تصفیه آب NO است. به طور کلی ، اختلاف فشار اسمزی از طریق لایه فعال غشای NO در مقایسه با اختلاف کل نظری فشارهای اسمزی در معادله (5) به طور قابل توجهی کمتر است. این منجر به شار به طور قابل توجهی کوچکتر از نظری است. شار کمتری در تصفیه NO به پدیده اجتناب ناپذیر مربوط به غشای معروف به قطبش غلظت (KP) نسبت داده می شود. اثرات قطبش غلظت یکی از بزرگترین چالش ها برای کاربرد عملی اسمز پیشرفته و فشار اسمزی عامل اسمزی است. روی لایه فعال غشا. ازن