ระบบreverse osmosisคืออะไร

เครื่องกรองน้ำ RO ทำงานอย่างไร

หลักการออสโมซิส (osmosis) เป็นกระบวนการแพร่โมเลกุลของเหลวหรือน้ำผ่านเยื่อ จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของน้ำมาก (สารละลายความเข้มข้นต่ำ) ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของน้ำน้อย (สารละลายความเข้มข้นสูง) กระจายจนกว่าโมเลกุลของน้ำจะเท่ากัน เป็นกระบวนการทางกายภาพที่ตัวทำละลายจะเคลื่อนที่โดยอาศัยพลังงานความร้อน ผ่านเยื่อเลือกผ่าน (ซึ่งตัวทำละลายจะผ่านเยื่อเลือกผ่านได้ แต่สารละลายจะไม่สามารถผ่านเยื่อเลือกผ่านได้)^[ ออสโมซิสก่อให้เกิดพลังงาน และสามารถสร้างแรงได้

 

ออสโมซิส

การเคลื่อนที่ของตัวทำละลายจะเคลื่อนที่จากสารละลายความเข้มข้นต่ำกว่า ไปยังสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงกว่า เพื่อเป็นการลดความต่างของความเข้มข้นของสาร แรงดันออสโมซิส หมายถึง แรงดันที่ใช้สำหรับการคงดุลยภาพ โดยที่ไม่มีการเคลื่อนที่ของตัวทำละลายอีกต่อไป

ออสโมซิสเป็นกระบวนการสำคัญสำหรับระบบชีววิทยา โดยเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน โดยทั่วไปแล้ว เยื่อหุ้มเซลล์จะไม่ยอมให้สารละลายอินทรีย์ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ (เช่น พอลิแซ็กคาไรด์) ผ่านเข้าออกได้ ขณะที่น้ำ อากาศ และสารละลายที่ไม่มีประจุไฟฟ้าสามารถผ่านเข้าออกได้ ความสามารถในการผ่านเข้าออกเยื่อหุ้มเซลล์ของสารอาจขึ้นอยู่กับคุณสมบัติในการละลาย ประจุไฟฟ้า หรือคุณสมบัติทางเคมี และขนาดของสารละลายนั้น กระบวนการออสโมซิสเป็นกระบวนการพื้นฐานในการนำน้ำผ่านเข้าออกเยื่อหุ้มเซลล์ แรงดันเทอร์เกอร์ของเซลล์จะถูกควบคุมโดยออสโมซิส ตัวอย่างออสโมซิส เช่น การออสโมซิสของน้ำเข้าไปในเซลล์พืชทำให้ผิวของพืชเต่ง การออสโมซิสของสีนำเข้าไปในผิวกระดาษ ทำให้ผิวกระดาษเปลี่ยนสี

 -หลักการทำงานของเครื่องกรองน้ำ RO ระบบรีเวอร์ส ออสโมซิส 

หลักการทำงานของเครื่องกรองน้ำRO Reverse Osmosis System จะทำงานแบบย้อนกลับจากระบบ Osmosis โดยการดันน้ำที่มีสารละลายเข้มข้นสูงดันผ่านเยื่อเมมเบรนไปสู่น้ำที่มีสารละลายความเข้มข้นน้อย โดยใช้ปั๊มน้ำแรงดันสูงอาร์โอนั่นเอง

รูปภาพแสดงระบบ REVESE OSMOSIS  FILTER SYSTEM 

-เครื่องกรองน้ำอาร์โอทำงานอย่างไร

เป็นการกรองน้ำโดยใช้เยื่อเมมเบรนอาร์โอ(Membrane RO)ในการกรองน้ำเพื่อแยกแร่ธาตุ สารละลายหรือประจุในน้ำออก(ค่า TDS หรือค่า Conductivity) ซึ่งสามารถดึงสารละลายในน้ำได้ถึง 95-99% โดยน้ำที่กรองจะไหลผ่านเยื่อเมมเบรน จากน้ำ Feed Water ประมาณ 60% ของน้ำเข้า จะเป็นน้ำRO Product หรือ Permeate ส่วนน้ำทิ้งจะได้ RO Reject/Concentrate หรือ Brine Product ซึ่งเป็นน้ำที่มีสารละลายเข้มข้น

 -จุดประสงค์ของการใช้น้ำที่ได้จากเครื่องกรองน้ำอาร์โอ(ระบบRevese Osmosis) ในส่วนการผลิตของภาคอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อความสะอาด การผสมวัตุถุดิบในการผลิตอาหาร ในอุตสาหกรรมน้ำดื่ม ระบบกรองน้ำอาร์โอสามารถกรองเชื้อโรคได้ถึง 100% โรงงานผลิตยาใช้เป็นส่วนผสมของยา และในอุตสหกรรมที่เกี่ยวกับชิ้นงานน้ำที่ใช้หากไม่ได้คุณภาพน้ำที่มีค่าสารละลายที่ต้องการอาจทำให้ชิ้นงานเกิดความเสียหายได้ ยกตัวอย่างเช่นโรงงานผลิตชื้นส่วนอลูมิเนียม ถ้าน้ำที่เข้าในกระบวนการมีค่าสารละลายเกินกว่า ข้อกำหนดข้อการผลิตอาจทำให้เกิดคราบในชิ้นงานได้ หรืออุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับการผสมเคมี หากค่าน้ำที่นำมาผสมเคมีมีค่าสารละลายเกินกว่าที่กำหนดจะมีผลกับเคมีที่ผลิตออกมาเป็นต้น

-ขั้นตอนและกระบวนการทำงานของเครื่องกรองน้ำอาร์โอ รีเวอร์ส ออสโมซิส

-เริ่มตั้งแต่แหล่งน้ำดิบที่ใช้ในการนำมาผลิตเป็นน้ำอาร์โอหรือระบบReverse Osmosis Filter ควรจะต้องเป็นน้ำสะอาดที่ค่าความขุ่นไม่เกิน 5 Ntu หรือเข้าเกณฑ์มาตรฐานน้ำประปา

-การกรองจะสูบน้ำดิบผ่านระบบกรองเบื้องต้น หรือPretreatment Filter เพื่อกรองตะกอน คลอรีนตกค้าง สนิมเหล็ก หินปูนในน้ำ ก่อนเข้าเครื่องกรองน้ำระบบReverse Osmosis โดยผ่าน กระบอกกรองน้ำละเอียด 5 ไมครอน ผ่านปั๊มแรงดันสูง(High Pressure Pump)เพื่ออัดเข้าเมมเบรนอาร์โอ(Membrane RO) ผ่านกระบอกเมมเบรนอาร์โอหรือHousing Vessel Membrane RO

-การทำงานของเครื่องจะใช้แรงดันในท่อหรือแรงดันในกระบอกใส่เมมเบรนอาร์โอเป็นตัวควบคุมโดยใข้ Solinoid Valve และ Pressure Switch อัตราการไหลของน้ำเป็นตัวควบคุม

รูปภาพแสดง Flow diagram ของระบบกรองน้ำอาร์โอ RO อุตสาหกรรม

-การดูแลรักษาเครื่องกรองน้ำRO กับการใช้งานเครื่องกรองน้ำอาร์โอ โดยปกติการติดตั้งระบบกรองน้ำRO จะมีการใช้งานแบบออโตเมติก โดยควบคุมด้วยระบบของลูกลอยในถังพักน้ำRO สิ่งควรควรคำนึงถึงก่อนการเข้าสู่ไส่กรองเมมเบรนอาร์โอ ก็คือคุณภาพน้ำจะต้องมีความขุ่นไม่ควรเกิน 5 Ntu และควรกำจัดค่าหินปูนในน้ำออก โดยทำเป็นน้ำอ่อน Water Softener ด้วยวิธีการกรองด้วยCation Resin เพื่อดึงแคลเซียมกับแมกนีเซียมในน้ำออก หรือจะใช้น้ำยาป้องกันตะกรันในไส้กรองเมมมเบรนอาร์โอ ด้วยน้ำยาแอนตี้สเกล(Antiscale)

-ปัญหาที่เกิดกับการใช้งานเครื่องกรองน้ำอาร์โอ RO

1.ปัญหาเรื่องกรองน้ำอาร์โอออกมาแล้วมีกลิ่น เกิดจากปัญหาเรื่องการสะสมของสารปนเปื้อนในไส้กรองMembrane RO หรือเกิดจากชุดกรองก่อนเข้าระบบกรองน้ำอาร์โอไม่สมบูรณ์ จึงมีสิ่งสกปรก สารแขวนลอย ตะกอน สนิม เข้าระบบกรองน้ำอาร์โอได้ วิธีแก้ไข คือ ควรล้างเมมเบรนอาร์โอด้วย ชุด CIP  

รูปภาพเมมเบรนอาร์โอ RO สำหรับเครื่องผลิตน้ำ RO อุตสาหกรรม ที่จำหน่าย

2.ปัญหาการกรองน้ำอาร์โอแล้วน้ำไม่ค่อยไหล หรือไหลน้อยลง ให้สังเกตุFlow Meter ที่อยู่หน้าเครื่องกรองอาร์โอ อัตราการไหลจะได้น้ำที่น้อยลง เกิดจากการที่สิ่งปนเปื้อนหรือสารละลายเริ่มอุดตันไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ ซึ่งควรจะต้องถอดไส้กรองเมมเบรนนำมาล้างทำความสะอาด

 รูปภาพแสดงการการน้ำของไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ

3.ปัญหาเครื่องกรองน้ำอาร์โอ กรองแร่ธาตุหรือสารละลายในน้ำไม่ได้ค่าที่ต้องการ เกิดจากการใช้งานเครื่องกรองน้ำอาร์โอมาระยะหนึ่งซึ่งไส้กรองMembrane RO อาจเกิดการหมดสภาพการใช้งาน ซึ่งโดยปกติไส้กรองน้ำอาร์โอมีประสิทธิภาพในการกรองแร่ธาตุในน้ำออกได้ถึง95-99% ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของเครื่องกรองน้ำอาร์โอ ซึ่งค่าน้ำที่นำแร่ธาตุออกมีความสำคัญมากสำหรับLineผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม

 รูปภาพแสดงให้เห็นน้ำเข้าและน้ำกรองน้ำทิ้งของไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ

ระบบกรองน้ำอาร์โอ(Reverse Osmosis Filter System) น้ำทิ้ง

-ในการกรองน้ำด้วยเครื่องกรองน้ำระบบอาร์โอ จะมีน้ำที่ได้จากการกรองน้ำ Product RO 60% ส่วนน้ำทิ้งจากการกรองจะเหลือ 40% จากน้ำที่เข้าเครื่องกรองน้ำอาร์โอ 100% ซึ่งน้ำทิ้งหรือ น้ำConcentrate หรือ Brine Product จะเป็นน้ำที่มีสารละลายค่อนข้างสูงมาก เนื่องจากไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ ได้แยกสารละลายออกเกือบ 100% เต็ม

คุณสมบัติของน้ำ RO

-น้ำอาร์โอ ที่ได้จากการผ่านการกรองด้วยเยื่อเมมเบรน RO สามารถกรองไวรัส แบคทีเรียในน้ำได้100% รวมถึงกรองแร่ธาตุซึ่งเป็นสารพิษ โลหะหนักในน้ำ เช่นสารหนู ตะกั่ว และสารละลายที่เกินกว่ามาตรฐานน้ำดื่ม การบริโภคน้ำอาร์โอ จึงสามารถป้องกันสิ่งปนเปื้อนในน้ำได้ /ในภาคส่วนอุตสาหกรรม เช่นโรงงานอุตสาหกรรม จะมีความสำคัญในการผลิตชิ้นงาน ต่างๆซึ่งจำเป็นจะต้องนำน้ำอาร์โอมาใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตชิ้นงาน มิฉะนั้นชิ้นงานอาจเกิดความเสียหายได้

ระบบน้ำ RO ไตเทียม

-น้ำ RO มีบทบาทสำคัญในการรักษาเกี่ยวกับการรักษา ในการฟอกเลือดด้วยเครื่องไตเทียม เนื่องจากการฟอกเลือดด้วยเครื่องไตเทียมจำเป็นที่จะต้องใช้น้ำบริสุทธิ์ ที่ไม่มีแบคทีเรียและแร่ธาตุหรือสารปนเปื้อน เกินกว่ามาตรฐานการใช้น้ำบริสุทธิ์

 รูปภาพไส้กรองMembrane RO มีหลากหลายแบรนด์ เช่น com filmtec aquatek เป็นต้น

มาตรฐานเครื่องกรองน้ำอาร์โอ

-มาตรฐานของเครื่องกรองน้ำ RO  เนื่องจากการกรองน้ำ RO เป็นการกรองที่ผ่านไส้กรองMenbrane RO โดยอัดผ่านไส้กรองด้วยปั๊มอัดเมมเบรน ด้วยขนาดของรูปพรุนของไส้กรองซึ่งมีขนาดเล็กมาก 0.0001 Micron ทำให้สามารถกรองแร่ธาตุในน้ำ หรือTotal Dissolve Solid(TDS) ได้มากถึง 95-99% เพราะฉะนั้นน้ำที่ได้จากกรองน้ำอาร์โอ ที่ได้มาตรฐานของเครื่องกรองน้ำ ให้วัดค่า TDS เป็นหลัก ว่าหลังจากผ่านการกรองน้ำด้วยระบบกรองน้ำอาร์โอแล้วนั้นค่าสารละลายในน้ำได้ถูกการกรองแล้วหรือไม่ วิธีวัดอาจใช้ปากกาวัดค่า TDS หรือแปลงเป็นค่า Conductivity ก็ได้ ซึ่งมีหน่วยเป็น Us/Cm.

ระบบน้ำ ro  

-เครื่องกรองน้ำอาร์โอ RO มีความสำคัญอย่างมากในการนำน้ำที่ได้จากกระบวนการผลิตน้ำ RO หรือระบบรีเวอร์ส ออสโมซิส Reverse Osmosis เพื่อนำน้ำ RO ไปใช้ในกระบวนการผลิตน้ำอุตสาหกรรม เนื่องจากหากคุณภาพสารละลายในน้ำหรือค่า Conductivity หรือ TDS ของน้ำไม่ได้ค่าตามมาตรฐานการผลิตที่ต้องการอาจทำให้กระบวนการผลิตหรือชิ้นงานมีความเสียหายได้ หรือบางโรงงานอุตสาหกรรมอาจใข้น้ำบาดาลมาผลิตเป็นน้ำอาร์โอ ก็อาจจะต้องผ่านระบบSoftener เพื่อลดความกระด้างของน้ำหรือเป็นระบบผลิตน้ำอ่อนก่อน เข้ากระบวนการกรองระบบReverse Osmosis System

ระบบSoftener ก่อนเข้าระบบReverse Osmosis มีความสำคัญอย่างมากเพราะเพราะเป็นการป้องกันการอุดตันของเมมเบรน RO สำหรับบางหน่วยงานอาจใช้เคมีป้องกันตะกรันในเมมเบรนRO เพื่อป้องกันการอุดตันของไส้กรองเมมเบรน

ระบบReverse Osmosis กระบวนการผลิตน้ำ ro 

ระบบกรองน้ำ กระบวนการกรองน้ำให้ได้คุณภาพก่อนเข้าระบบกรองน้ำอาร์โอ(RO) เพื่อป้องกันการอุดตันในไส้เมมเบรนอาร์โอ

-แหล่งน้ำที่นำมาผลิตน้ำอาร์โอ

1.แหล่งน้ำผิวดิน เช่น แม่น้ำ เขื่อน คลอง อ่างเก็บน้ำ บึงน้ำ ซึ่งจะต้องนำน้ำดิบมาผ่านกระบวนการผลิตน้ำประปา ให้ได้คุณภาพความใสเทียบเท่ามาตารฐานน้ำประปา กระบวนการผลิตน้ำประปาอาจใช้การรวมตะกอนโดยใช้ถังตกตะกอนแบบ(Clarifier Tank) หรือกรองเป็นน้ำประปาด้วยเมมเบรน ระบบUF(Ultrafiltration System) โดยความขุ่นของน้ำจะได้ตามค่ามาตรฐานไม่เกิน 5NtU

2.กรองน้ำอาร์โอ โดยใช้น้ำบาดาล ซึ่งในน้ำบาดาล ค่าน้ำที่เป็นปัญหามักจะเกิดจากตะกรัน หินปูนในน้ำ ในแหล่งน้ำที่มี่ค่าความกระด้างสูงหรือHardness มากๆ แก้ปัญหาโดยการกรองหินปูนในน้ำด้วยระบบSoftener และปัญหาที่เกิดกับน้ำบาดาลมักจะมีค่าสนิมเหล็กในน้ำค่อนข้างสูง เป็นสาเหตุให้น้ำมีตะกอนสนิม แก้ปัญหาด้วยการใข้ถาดเติมอากาศ หรือAerator และกรองด้วยสารกรองน้ำแมงกานีสเพื่อดักสนิมเหล็กในน้ำ

หมายเหตุ หากไม่ใช้ระบบSotener เพื่อดักหินปูนในน้ำอาจใช้น้ำยาแอนตี้สเกล เพื่อป้องกันผิวเมมเบรนอาร์โอ ไม่ให้เกิดตะกรันในไส้กรอง RO

-หลังจากผ่านระบบPre-treatment แล้วน้ำดิบจะถูกดันส่งด้วย ปั๊มแรงดันสูงหรือ High Pressure Pump เข้าสู่ไส้กรองเมมเบรน RO ต่อไป

 รูประบบSoftenerโดยใช้ถังกรองน้ำไฟเบอร์กลาส

น้ำดื่มระบบกรองอาร์โอ RO(ระบบreverse osmosis)

ทำไมถึงเลือกใช้ระบบกรองน้ำดื่มRO 

-ในปัจจุบันเครื่องกรองน้ำดื่ม มีให้เลือกหลายประเภท วิธีเลือกซื้อเครื่องกรองน้ำดื่ม ให้เราเลือกที่จุดประสงค์ในการกรองน้ำดื่มที่เราต้องการ นอกจากเน้นความปลอดภัยในเรื่องของการกรองเชื้อโรค และตะกอน ฝุ่น ที่อยู่ในน้ำแล้ว ในน้ำที่เรามองเห็นด้วยตาเปล่าเป็นน้ำใส มีแร่ธาตุหรือสารละลายที่อาจจะเกินกว่ามาตรฐานน้ำดื่ม ซึ่งจะส่งผลที่ตามมากับการดื่มน้ำที่ไม่ได้มาตรฐานน้ำดื่มอย่างไร เช่น หากมีแร่ธาตุ ประเภทหินปูนเกินกว่ามาตรฐาน การดื่มน้ำที่สะสมจะทำให้เกิดโรคนิ่ว หรือน้ำที่มีโลหะหนักปนเปื้อน เช่นปรอท ตะกั่ว การสะสมอาจทำให้เกิดโรคมะเร็ง ระบบผลิตน้ำดื่มอาร์โอ RO สามารถแก้ไขปัญหาน้ำดื่มที่มีค่าความเสี่ยง ตรงนี้ได้ เนื่องจากว่า เครื่องกรองน้ำดื่มอาร์โอRO มีไส้กรองน้ำเมมเบรนที่มีความละเอียดสูงถึง 0.0001ไมครอน สารมาถกำจัดเชื้อโรค สารปนเปื้อน สารก่อมะเร็ง สารอันตรายในน้ำได้ 

ประเภทของขนาดของเครื่องกรองน้ำดื่มระบบอาร์โอ RO เราแยกออกเป็นประเภของขนาดตามลักษณะการใช้งานดังนี้

1เครื่องกรองน้ำดื่มอาร์โอ RO ขนาดเล็ก  เป็นเครื่องกรองน้ำอาร์โอ RO ขนาดเล็ก ขนาด50-150GPD ใช้ติดเครรื่องกรองน้ำดื่ม กับบ้านพัก สำนักงานออฟฟิส การทำงานของเครื่องกรองน้ำดื่ม RO ขนาดเล็ก ที่มีขายทั่วไป จะเป็นลักษณะ การทำงาน 5 ขั้นตอน โดยแบ่งเป็นการทำงานดังนี้ 1.ไส้กรองตะกอนPP 2.ไส้กรองคาร์บอน Activated Carbon 3.ไส้กรองเรซิ่น ดักจับหินปูนในน้ำ 4.ไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ กรองเชื้อโรค โลหะหนัก สารปนเปื้อนในน้ำ 5.ขั้นตอนสุดท้าย ส่วนใหญ่เป็น Post คาร์บอน เพื่อแต่ค่า PH ความเป็นด่างในน้ำและปรับกลิ่น ความนุ่มของน้ำ ยี่ห้อของเครื่องกรองน้ำดื่ม RO ขนาดเล็ก เช่น uni pure treatton colandas segapure senitra เป็นต้น

2.เครื่อกรองน้ำดื่มอาร์โอ RO ขนาดกลาง ระบบreverse osmosis ที่ใช้กับออฟฟิส สำนักงาน ที่มีพนักงาน หรือสถานที่ๆมีคนใช้น้ำดื่ม 20-100คน โดยประมาณ จะเป็นเครื่องกรองน้ำดื่ม RO ที่มีอัตราการผลิตน้ำระบบอาร์โอ RO 150/300GPD ขึ้นไป

3.เครื่องกรองน้ำดื่มอาร์โอ RO ขนาดใหญ่ ใช้กับสถานที่มีการใช้น้ำดื่มสำหรับคน 100คนขึ้นไป เช่นโรงเรียน โรงงานอุตสาหกรรม โรงพยาบาล สำนักงานหรือหน่วยงานขนาดใหญ่ โรงน้ำดื่ม หรือโรงงานผลิตน้ำดื่ม บรรจุขวดบรรจุถัง จำหน่าย ซึ่งเครื่องกรองน้ำดื่มอาร์โอ RO ขนาดใหญ่ จะมีขนาดที่ใช้ดังนี้เครื่องกรองน้ำอุตสาหกรรมอาร์โอ ROขนาด 3000ลิตรต่อวัน(3Q)/6000ลิตรต่อวัน(6Q)/12000ลิตรต่อวัน(12Q)/24000ลิตรต่อวัน(24Q) และระบบกรองRO ขนาดใหญ่ที่มากกว่านี้

อายุการใช้งานของไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ RO และเมื่อไหร่ควรจะเปลี่ยนไส้กรองอาร์โอ RO

-โดยปกติแล้วไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ ตามที่กล่าวจะมีความละเอียดของไส้กรองสูงถึง 0.0001 ไมครอน เพราะฉะนั้นหากมีสิ่งสกปรกเช่นฝุ่น เข้าไปอุดตันไส้กรอง อาจทำให้ไส้กรองเสียหายได้ ก่อนการกรองผ่านไส้กรองเมมเบรน ควรที่จะมีระบบ pretreatment ให้ได้ความสะอาดของน้ำหรือความขุ่นของน้ำเทียบเท่ากับน้ำประปาหรือค่าความขุ่นไม่เกิน 5NTU 

-สิ่งที่ต้องคำนึงถึงคือค่าหินปูนในน้ำก่อนเข้าเมมเบรนหรือค่า hardness จะต้องมีค่าไม่ควรเกิน 5 ppn โดยสามารถกรองน้ำกระด้างผ่านระบบ softener หรืออาจใช้น้ำยา antiscale เพื่อป้องกันตะกรันหินปูน เกาะไส้เมมเบรนอาร์โอ

 รูปภาพชุกกรองระบบPretreatnent ระบบ Softener กรองตะกรัน หินปูนก่อนเข้าระบบกรองน้ำอาร์โอ RO แบบการล้างถังกรองอัติโนมัติ

 ชุดเครื่องกรองน้ำ RO แบบComplete Set มีชุด Pretreatement สะดวกในการติดตั้ง และใช้งาน