bazarkeshavarzi

استاندارد دستگاه تصفيه آب آشاميدني ويژگي هاي ميكرو بيولوژي    Standard Drinking Water Microbiological Specifications
هدف از تدوين اين استاندارد تعيين ويژگي هاي ميكرو بيولوژي آب آشاميدني مي باشد و در مورد آب آشاميدني (به استثناي آب آشاميدني بسته بندي شده و آب معدني طبيعي ) كاربرد دارد.
 
آب آشاميدني و ويژگي هاي ميكروبيولوژي:                                                                                                           استاندارد ويژگي هاي ميكروبيولوژيكي تصفيه آب
آبي است كه عوامل فيزيكي، شيميايي، بيولوژي، و راديو نوكلوئيدي آن در حدي باشد كه آشاميدن آن عارضه سوئي در كوتاه مدت يا دراز مدت در انسان ايجاد نكند.
 
-كليفرم :
گروهي از باكتري هاي هوازي و بي هوازي اختياري ، گرم منفي ، بدون اسپور(هاگ) و تخمير كننده لاكتوز هستند اين باكتري ها ساكن روده بزرگ انسان و حيوانات مي باشند.
 
-اشريشياكلي :
منظور كليفرم هاي گرما پاي كه قادر به تخمير قند لاكتوز و توليد اسيد و گاز در دماي 44 تا 45 درجه سلسيوس نيز مي باشند كه شامل گونه هاي اشريشياكلي و سيترو باكتر نيز هستند.
زيستگاه طبيعي اشريشياكلي روده بزرگ انسان و حيوانات خونگرم مي باشد اين باكتري ها معمولا قادر به تكثير در محيط آبي نيستند . بنابراين وجود آنها در آب نشانگر آلودگي مدفوعي جديد است.
 
-باكتري هاي نشانگر آلودگي آب آشاميدني:
منظور باكتري هايي هستند كه وجود آنها در آب نشان دهنده ناكافي بودن فرآيند تصفيه و همچنين آلودگي آب با مدفوع انسان و حيوان است. بطور كلي آب آشاميدني بايد عاري از ميكرو ارگانيسم هاي بيماري زا و همچنين ارگانيسم هاي آزاد زي باشد.
 
رديف
نوع آب
نوع باكتري
حد مجاز در 100 ميلي ليتر
1
كليه آبهاي آشاميدني
اشريشياكلي يا كليفرم هاي گرماپاي
منفي
2
آب تصفيه شده براي استفاده در سيستم توزيع
اشريشياكلي يا كليفرم هاي گرماپاي
منفي
3
آب تصفيه شده موجود در سيستم توزيع
اشريشياكلي يا كليفرم هاي گرماپاي
منفي
 در هيچ زماني ميزان كدورت آب نبايد بيش از 5 واحد كدورت نفلومتري (NTU) باشد در آب هاي صاف سازي شده كدورت نبايد بيش از يك واحد باشد و ميزان PH بين 6.5 تا 9 و همچنين ميزان كلر آزاد باقيمانده پس از حداقل نيم ساعت زمان تماس در شرايط عادي بايد بين 0.5 تا 0.8 ميلي گرم در ليتر باشد.

دستگاه تصفيه آب يكي از معضلات بسيار شايع در مورد منابع آبي است كه در حدود بيش از 85% منابع آبي در كشورهاي مختلف ديده مي شود و نتيجه حل شدن مواد معدني همچون كلسيم (ca)،منيزيم (Mg)،و منگنز (Mn) در منابع آبي مي باشد .
در واقع يكي از دلايل ايجاد سختي آب را مي توان بارش باران اسيدي در مناطق صنعتي و يا اسيدي شدن باران دانست كه در اثر آن سنگ هاي زيرزميني در منابع آب هاي زيرزميني حل شده و يون هاي كلسيم (ca 2) و منيزيم (Mg 2) و يا آهن را وارد آب هاي زيرزميني كرده و سختي آب را ايجاد مي نمايد.
آب سخت يك نوع از آب است كه محتوي مواد معدني بالا در مقايسه با آب نرم است . مواد معدني آب سخت در درجه اول از كلسيم ، منيزيم ، كاتيون هاي فلزي (روي ،آلومينيوم،منگنز،آهن) و گاهي اوقات ديگر تركيبات محلول مانند كربنات ها و سولفات ها مي باشد.
كلسيم معمولا بصورت كربنات كلسيم (caco3) در قالب سنگ آهك و گچ يا بصورت سولفات كلسيم (caso4) در قالب ذخاير معدني ديگر و منبع قالب منيزيم دولوميت مي باشد.
هنگامي كه مي‌خواهيد در برخي از شهرها دست‌هاي‌تان را با آب و صابون بشوييد، براي شستن كامل دست‌هاي‌تان مجبور مي‌شويد مقدار زيادي صابون مصرف كنيد، زيرا صابون كف نمي‌كند.
اين وضعيت در مكان‌هايي رخ مي‌دهد كه آب‌شان «سخت» است، يعني داراي مقادير زيادي كلسيم، منيزيم و ساير مواد معدني قليايي است.
دانشمندان سختي آب را با استفاده از مقياس pH مي‌سنجند كه غلظت يون هيدروژن را در يك محلول اندازه مي‌گيرد. آب با pH پايين اسيدي‌تر است و آب با pH بالا قليايي‌تر يا سخت‌تر است، يعني مي‌توان اسيدها را خنثي كند.
مقياس pH اسيديته مواد در مقياسي از ۱ تا ۱۴ اندازه مي‌گيرد كه ۷ در آن به معناي وضعيت خنثي است.
توصيه سازمان حفاظت محيط زيست آمريكا اين است كه pH آب خانگي ميان ۵/۵ تا ۹ باشد. اما حتي سختي آب حتي اگر درون اين طيف قرار داشته باشد،‌باعث مشكلاتي مي‌شود.
اگر آب شير شما سخت باشد، نياز به صابون بيشتري براي شستن دست‌هايتان و مواد پاك‌كننده بيشتري براي لباسشويي داريد. اگر آكواريوم داشته باشيد، برخي از انواع ماهي در آب سخت خواهند مرد . و تجمع رسوبات قليايي مي‌تواند به لوله‌ها و تجهيزاتي مانند ماشين لباسشويي و ظرفشويي آسيب بزند.
ماده نرم‌كننده آب با اتصال به يون‌هاي كلسيم و منيزيم در آب سخت هنگام گذراندن آن از يك رزين منفذدار درون دستگاه نرم‌كننده آب، اين مواد معدني را با كلريد سديم يا كلريد پتاسيم جايگزين مي‌‌كند.
 
انواع سختي آب(Temporary hardness) :
 
1): سختي موقت يا سختي كربناتي (carbonated hardness) اين نوع سختي آب ناشي از بي كربنات كلسيم و منيزيم است و مي توان اين نوع سختي را با جوشاندن آب برطرف نمود هنگامي كه آب محتوي سختي موقت جوشانده مي شود كلسيم و منيزيم از بي كربنات رسوب مي كنند و غير قابل حل شدن در آب هستند ، هنگامي كه كلسيم و منيزيم از آب داراي سختي حذف مي شوند آن را به آب نرم (soft water) تبديل مي كنند .
 
2):سختي دايم يا سختي غير كربناتي (Noncarbonated hardness) اين نوع از سختي آب ناشي از سولفات و يا كلريد كلسيم و منيزيم است و با جوشاندن آب برطرف نمي شود . براي حذف سختي دايم مجبور به توسل به روش هاي ديگر مانند تصفيه آب با كربنات سديم (Naco3) و يا عبور آب سخت از طريق مبدل يون هستيم و با تقطير آب مي توانيم هردو نوع سختي را حذف نماييم
 
معايب آب سخت :                                                                                                                         
1): آب سخت به دليل داشتن كلسيم و منيزيم بالا به خوبي با صابون و مواد شوينده ديگر كف نمي كند بنابراين با آب سخت نمي توان براحتي شست و شو انجام داد.
2): آشپزي و پخت و پز با آب سخت دشوار است و گوشت و حبوبات براحتي با آب سخت پخته نمي شوند و همچنين آب سخت در كتري و لوله هاي آبگرمكن و رادياتور و ديگ هاي بخار رسوب كرده و سبب كاهش بهره وري از آنها مي گردد و در نهايت منجر به انسداد لوله و حتي تركيدن ديگ هاي بخار مي گردد.
 
اندازه گيري سختي آب :
اندازه گيري ميزان سختي آب در آزمايشگاه هاي صنعتي تعيين مي شود و برحسب ميلي گرم بر ليتر (mg/L ) يا PPM بيان مي شود .
آب هاي سبك 60-0 ميلي گرم بر ليتر
سختي متوسط 120-60 ميلي گرم بر ليتر
آب هاي سخت 180-120 ميلي گرم بر ليتر
آب هاي خيلي سخت بيشتر از 180 ميلي گرم بر ليتر حاوي دو يون كلسيم و منيزيم هستند .
 دستگاه تصفيه آب
جدول ميزان سختي آب
چه مناطقي از ايران داراي سختي آب هستند :
در كشور ايران بسياري از شهرهاي كويري كه خاك قليايي (شامل فلزات قليايي خاكي) دارند از جمله زاهدان ، سمنان ، گرمسار ، قم ، كرمان ميزان سختي آب در آنها بالاست .
 
راهكار سختي زدايي از آب آشاميدني :
در حال حاضر امروزه يكي از روش هاي حذف سختي آب از آب آشاميدني شهري استفاده از سيستم هاي تصفيه آب خانگي است كه مطابق با استاندارد هاي جهاني بفروش مي رسد كه اساس كار اين دستگاه هاي آب تصفيه كن ، تصفيه آب به روش اسمز معكوس و يا همان RO مي باشد و خروجي آب اين دستگاه ها از كيفيت آب آشاميدني استاندارد برخوردار است .

ممبران ( ممبرين )  ممبران ( ممبرين )
ممبران (ممبرين ، membrane) از چندين لايه نازك يا ورقه هاي فيلم (thin film composite) كه به هم فشرده شده و به طور مارپيچ دور يك لوله پلاستيكي پيچانده شده اند تشكيل شده است.
مواد تشكيل دهنده ممبران از نوع مواد نيمه نفوذپذير يا نيمه تراوا مي باشند كه مانع عبور آلودگي هاي شيميايي و املاح نامطلوب و حتي ويروسها و باكتريها  مي گردند بطوريكه ناخالصي ها از خروجي فاضلاب ممبران به بيرون هدايت مي شوند و تنها آب از اين غشاها عبور مي نمايد،غشاي ممبران توانايي اين را دارد كه املاح نامناسب موجود در آب تا ابعاد 0.0001 ميكرون را حذف نمايد بدين صورت آبي پاك به دست مي آيد.
عملكرد غشاي ممبرين جهت حذف املاح مضر تا ابعاد 0.001 ميكرون از جمله مواد غير آلي حل شده ، مواد آلي حل شده ، آلاينده هاي ميكروبيولوژيكي از قبيل آندوتوكسين ها ، ويروس ها و باكتري ها و نيترات و نيتريت و فلزات سنگين مانند جيوه ، آرسنيك ، سرب  روي و... مي باشد . ممبرين هاي با كيفيت بالا داراي استاندارد هاي NSF , ANSI بوده و املاح و مواد مضر را تا 98 % حذف مي كند .
 
ممبران ها (ممبرين ها) از چند لحاظ تقسيم بندي مي گردند . انواع اين تقسيم بندي ها بر مبناي تركيب شيميايي و ساختار فيزيكي ، اندازه حفره ممبران ، جنس و مدل ممبران ( ممبرين ) مي باشد .

آب مايه حيات است ، درمصرف آن صرفه جويي كنيم
آب خام نيازمند طي نمودن مراحل مختلفي است تا به كيفيت موردنظر جهت كاربري به عنوان آب آشاميدني برسد . به عنوان مثال : لخته سازي – زلال سازي – حذف آهن و منگنز- فيلتراسيون – تنظيم PH– گندزدايي – كنترل طعم وبو .
هدف از دستگاه تصفيه آب :
هدف از تصفيه آب حذف آلاينده ها و ارتقاء كيفيت آن است و مهمترين پارامتر تعيين كننده كيفيت كدورت مي باشد .
كدورت در آب عموما توسط مواد معلقي مثل خاك وگل ولاي ، مواد آلي و معدني ريز ، تركيبات آلي رنگي محلول و پلانكتونها و ساير ميكرواورگانيسم ها ايجاد مي شود .
كدورت آب را با كدورت سنج كه ميزان پراكندگي و جذب نور حاصل از منبع نوري حين عبور از محلول را اندازه مي گيرد و با واحد NTU گزارش مي كند ، مي سنجند .
كدورت آب تصفيه شده بعنوان يك پارامتر مهم در تعيين كيفيت آب در كليه تصفيه خانه ها اندازه گيري مي شود ، اما در سال هاي اخير علاوه بر كدورت ، شمارش ذزات نيز به عنوان يك پارامتر كيفي آب در كنار كدورت مطرح گرديده است .
انواع فرآيند در تصفيه آب و فاضلاب :
فرايندهايي كه در تصفيه آب و فاضلاب وجود دارد عبارتند از : ۱-فرآيند انعقاد ولخته سازي ۲-فرآيند جذب سطحي ۳-فرآيند غشايي ۴-فرآيند تبادل يوني ۵-فرآيند اكسيداسيون شيميايي ۶-فرآيند بيولوژيكي
۱) فرآيند انعقاد و لخته سازي
يكي از فرآيندهايي كه در تصفيه آب و فاضلاب صورت مي گيرد فرآيندي به نام انعقاد ولخته سازي مي باشد كه اين فرآيند براي حذف ذرات كلوئيدي مي باشد كه ذرات كلوئيدي باعث بوجود آمدن كدورت در آب ميشوند.
يكي از بهترين روشهاي راهبري صحيح تصفيه خانه و خصوصا فرآيند اختلاط و انعقاد ، مديريت تزريق مواد شيميايي است . مديريت تزريق منعقدكننده ها يك مسئله جهاني است كه معياري براي رسيدن به كدورت كم در هر تصفيه خانه مي باشد و شامل تعيين نوع مواد شيميايي ، ميزان تزريق ، روش كاربرد مواد و… مي باشد .
۱-۱ ) مواد شيميايي
تزريق ماده شيميايي مناسب معياري براي بهينه كردن عمليات لخته سازي و ته نشيني است. سه نوع ماده شيميايي متداول براي آب خام به كار مي رود كه شامل منعقد كننده ، كمك منعقد كننده و ماده كنترل كننده pHميباشد.
۱-۱-الف ) منعقد كننده ها :
منعقد كننده ها مواد شيميايي هستند كه براي جذب كدورت و مواد آلي از آب خام به كار مي روند و باكتري ها ، جلبك ها، رنگ ، اكسيد آهن ، اكسيد منگنز، كربنات كلسيم و خاك رس را حذف مي كنند .
دو نوع از متداولترين منعقدكننده ها نمكهاي فلزي و پليمرها هستند كه از متداولترين نمكهاي فلزي ميتوان آلوم ( زاج سفيد ) و كلرور فريك را نام برد .
توجه ) براي انتخاب منعقد كننده از آزمايش استاندارد جارتست كه تاثير نسبي منعقد كننده ها بر آب خام را نشان مي دهد ، استفاده ميشود.
آزمايش جار براي نشان دادن تاثير مواد شيميايي ، در تصفيه خانه ها طراحي شده است . اين آزمايش يك روش عمومي براي ارزيابي انعقاد ، لخته سازي و ته نشيني در تصفيه خانه مي باشد . آزمايش جار در واقع يك مدل كوچك از واحد هاي اختلاط سريع ، انعقاد وته نشيني در تصفيه خانه است كه در اين روش افزودن مواد شيميايي خصوصا موادي مثل آلوم , كلرور فريك , پليمرها كه براي كاهش كدورت آب استفاده مي شوند را مي توان در مقياس آزمايشگاهي ارزيابي نمود .
پس آزمايش جار به سه دليل ميباشد : ۱)كدام نوع مواد منعقد كننده لازم است ۲)آيا مواد منعقد كننده لازم است ۳)چه ميزان مواد منعقد كننده لازم است .
۱-۱-ب) كمك منعقد كننده ها :
كمك منعقد كننده ها به ورودي يا همزمان با منعقد كننده براي بهبود لخته ها ؛ اضافه ميشود.كمك منعقد كننده ها از طريق تشكيل سريعتر لخته ها ، فرآيند ته نشيني را ( كه ته نشيني مواد بر اساس دو مكانيزم ۱-قطر مواد ۲-سبك و سنگين بودن مواد انجام مي شود )تسريع و بارگذاري كدورت روي فيلترها ( كه در اغلب تصفيه خانه هاي آب از فيلتر شني ثقلي استفاده ميشود كه در كاربردهاي تجاري ميتوان از مواد منعقدكننده به همراه فيلترهاي تحت فشار نيز استفاده نمود .) را كاهش ميدهد و به تبع آن افزايش سيكل راهبري فيلترها را سبب مي شود .
كمك منعقد كننده ها شامل ۱- اكسيد كننده ۲- عوامل جاذب و سنگين كننده ۳- سيليكا فعال ۴- پلي الكتروليت ؛ كه انواع پلي الكتروليت سه نوع مي باشند يعني كاتيوني و آنيوني و غيريوني ويكي از كاربردهايي كه پلي الكتروليتها دارند اين است كه حالت پل سازي دارد.
۱)اكسيد كننده : زماني كه مواد آلي محلول در آب وجود داشته باشد و باعث كدورت و كدر شدن آب شود از اكسيدان استفاده مي شود ، مانند كلر و دي اكسيد كلر ، منگنات پتاسيم و ازن .
توضيحي درباره كلر در تصفيه آب و فاضلاب
گسترده ترين استفاده كلر ، ضد عفوني آب آشاميدني مي باشد و كلر ومشتقات آن مانند هيپوكلريت سديم و دي اكسيد كلر ضد عفوني كننده هاي قوي مي باشند و زماني كه به آب در مقادير ناچيز اضافه مي شوند به سرعت باكتري ها و ديگر ميكرواورگانيسم ها را مي كشند ، كلر نه تنها رشد توده بيولوژيكي و جلبك در لوله هاي توزيع و مخازن ذخيره را كنترل مي نمايد بلكه به حذف بو و طعمهاي ناخوشايند نيز كمك مي كند. در حال حاضر استفاده از كلر براي گندزدايي بدليل ارزان بودن و قدرت ميكروبكشي و اثر ابقايي نسبتا خوب آن ، متداولترين روش در دنيا و از جمله كشور ما مي باشد .
۲)عوامل جاذب وسنگين كننده : كه عبارتند از الف-رس بنتونيت ؛ كه داراي خواصي از جمله اينكه دانسيته مواد بنتونيت خيلي بالاست- خاصيت رنگ بري دارد – خاصيت جذب سطحي دارد . ب-پودر سيليكا ج-آهك د-كربن فعال ؛ كه كربن فعال جهت حذف كلر باقيمانده در آب ، كاهش وحذف مواد آلي محلول و حذف گاز رادن در آب به كار مي رود و موارد كاربرد كربن فعال عبارت است از :
– در نقاطي كه مواد آلي محلول در آب موجود است و اين مواد چون از بين نرفته اند براي رفع اينها از كربن فعال استفاده مي شود .
– در تصفيه فاضلاب هاي صنعتي وقتي كه فاضلاب قابليت تجزيه بيولوژيك نداشته باشد و يا سمي باشد مورد استفاده قرار مي گيرد.
– كربن فعال يك نقش كاتاليزوري دارد ودر كلرزدايي آب كاربرد دارد.
۱-۱-ج ) كنترل كننده PH و قليائيت :
بهينه كردن pH سبب ميشود كه منعقد كننده هاي فلزي ، نامحلول و لخته هاي قويتري تشكيل دهند ودر نتيجه حذف كدورت بهتر صورت گيرد . آب بايد مقدار مناسبي قليائيت براي تشكيل لخته كلريد آهن يا آلوم داشته باشد . به عنوان مثال – محدوده pH آلوم بين ۴ تا ۷ و محدوده pH كلرور فريك بين ۵/۳ تا ۵/۶ و بالاتر از ۵/۸ است .
تعيين ميزان تزريق
در حالي كه نوع منعقد كننده به شدت به ويژگي ورودي تصفيه خانه بستگي دارد، مقدار آن از آزمايش خروجي تعيين ميشود . آزمايشات انعقاد ميتواند به دو صورت بسته batch يا پيوسته continous انجام شود . آزمايش بسته شاخصهاي انتخاب ميزان تزريق منعقد كننده را در يك نقطه از جريان ورودي فراهم مي كند . اما آزمايش پيوسته مي تواند فرآيند انعقاد را پايش و عوامل راهبري را تنظيم كند .
توجه ) واكنش هاي شيميايي و بيولوژيك در تصفيه آب و فاضلاب مانند انعقاد و لخته سازي و… در مخازن ، حوضچه ها و محفظه هايي كه به آنها راكتور ميگويند صورت ميگيرد كه ميتوان به راكتورهاي بسته و پيوسته اشاره نمود .
02
آزمايش هاي انعقاد و پايش كدورت
سه آزمايش اصلي براي تعيين شرايط انعقاد و پايش كدورت شامل جارتست،تكنيك مشاهده بار ذرات ( پتانسيل زتا ) و فبلتر پايلوت مي باشد .
جارتست كه توضيح داده شد .
روش مشاهده پتانسيل زتا
در اين روش با الكترودهايي بار ذرات اندازه گيري مي شود . آزمايش بار ذرات ، خروجي الكترود را به پتانسيل الكتريكي بين آب و يون هاي اطراف ذرات كلوئيدي مربوط ميكند .
فيلترهاي پايلوت :
فيلترهاي پايلوت كيفيت آب را بصورت پيوسته اندازه مي گيرد . آن ها اندازه گيري مستقيم و دقيق از كدورت مورد انتظار آب خروجي را فراهم مي كنند و باعث حذف مرحله واسطه آزمونهاي آزمايشگاهي براي پيشگويي اجراي مقياس واقعي تصفيه خانه مي شوند . فيلترهاي پايلوت كافي بودن ميزان تزريق مواد شيميايي را تعيين مي كنند و با مكانيزم هاي تنظيم دستي يا اتومات استفاده مي شوند .
نقاط تزريق
نقطه تزريق هر ماده شيميايي به شدت ميتواند بر راندمان تاثير بگذارد . بهترين حاالت آن است كه مواد بتواند در هفت نقطه از فرآيند تصفيه به آب اضافه شود تا راهبر با انجام آزمايش قادر باشد بهترين نقطه تزريق را پيدا كند . اين نقاط عبارتند از :
قبل از اختلاط سريع ، در طي اختلاط سريع ، قبل از لخته سازي ، قبل از ته نشيني ، قبل از فيلتراسيون ، پس از فيلتراسيون ، قبل از شستشوي فيلترها .
۲) فرآيند جذب سطحي :
اين فرآيند نيز به منظور تصفيه مواد محلول ديرتجزيه ، تجزيه ناپذير و يا سمي ميباشد ودر فيلترهاي شني كه وجود دارد و در انعقاد صورت مي گيرد كه اين فرايند شامل دو حالت فيزيكي و شيميايي مي باشد كه بيشتر فرايندهاي جذب سطحي حالت فيزيكي را تحت نيروهاي الكترو والانس و جاذب دارد.
۳) فرآيند غشائي :
در فرايند غشائي آب يا اجزاي آب از طريق غشاء تحت نيروي محركه سه عامل ۱-فشار۲-پتانسيل الكتريكي ۳-گراديان غلظت حركت مي نمايد . امروزه تكنولوژي غشائي به واسطه كم بودن اثر مخرب آن بر محيط زيست ونيز كم بودن هزينه هاي نگهداري و بهره برداري ، در مقياس بسيار وسيع در صنايع تصفيه آب و فاضلاب بكار گرفته مي شود ، كه نتيجه آن حذف اغلب آلودگي هاي محلول ، معلق و بيولوژيكي در آب و فاضلاب مي باشد .
اساس تكنولوژي اسمز معكوس بر فرايند نفوذ يا تراوش آب از غشاي نيمه تراوا ميباشد، كه اين غشاهاي نيمه تراوا فقط قابليت عبور دادن آب خالص را از يك سمت به سمت ديگر دارند و در نتيجه ، باكتريها ، نمكهاي محلول و مواد آلي و معدني موجود در آب بدليل عدم توانائي در عبور از غشاي فوق ، از آب خالص جدا مي گردند .
سيستم اسمز معكوس يا دستگاه هاي آب شيرين كن تنها تكنولوژي است كه قابليت جداسازي انواع مواد خارجي محلول و معلق را دارد، كه نتيجه آن حصول آبي با كيفيت مناسب جهت شرب و مصارف صنعتي ميباشد .
توجه ) چنانچه يك محلول رقيق و يك محلول غليظ داشته باشيم كه وسط آن يك غشاء نيمه تراوا وجود داشته باشد ، در حالت عادي آب از قسمت رقيق به سمت غليظ مي رود تا محلول به تعادل برسد. اما اگر فشار كوچكي بر قسمت غليظ وارد كنيم تا نگذاريم آب از قسمت رقيق به سمت غليظ بيايد را فشار اسمزي گويند و اگر فشار را بيشتر كرده بطوريكه آب از غليظ به رقيق برود را فشار اسمزي معكوس گويند .
۴- فرآيند تبادل يوني
فرايند تبادل يوني يكي از شكل هاي پديده جذب سطحي است ، كه در آن فاز سيال در تماس با فاز جامد جاذب قرار ميگيرد . طي اين تماس برخي از اجزاي موجود در فاز سيال جذب فاز جامد شده و از سيال جدا مي گردند . فرايند تبادل يوني فرايند برگشت پذير است كه طي آن يون هاي خارجي موجود در آب جذب گروههاي عاملي قرار گرفته بر روي شبكه پليمري ( فاز جامد ) مي گردند و بدين ترتيب آب عاري از هر گونه ناخالصي يوني حاصل مي گردد .
دامنه كاربرد تكنولوژي تبادل يوني عبارت است از :
توليد آب بدون يون – حذف سختي آب – حذف كاتيونهاي خارجي از آب – حذف قليائيت – بازيابي مجدد آب در صنايع فلزي – حذف نيترات و سولفات و…
 
 
 
۵- فرآيند اكسيداسيون شيميايي :
زماني كه مواد موجود در فاضلاب سمي ، دير تجزيه و تجزيه ناپذير به لحاه بيولوژيكي باشند ازاين فرآيند استفاده ميشود .
در فرايند تصفيه آب و فاضلاب يك ماده شيميايي مضر را با يك ماده اكسيد كننده ( اكسيد كننده مانند پرمنگنات پتاسيم – كـلر – ازن – پراكــــــسيد هيدروژن ) تركيب مي كنيم كه در نتيجه آن ماده شيميايي اكسيد ميشود و به صورت رسوب در مي آيد و ماده اكسيد كننده احيا مي شود ، يعني در واقع با فرايند اكسيداسيون شيميايي يك ماده شيميايي مضر را تبديل به كم ضرر يا بي ضرر مي كنيم .
 
۶- فرايند بيولوژيكي :
فرايند تصفيه بيولوژيكي مهمترين مرحله در تصفيه آب و فاضلاب به شمار ميرود . سيستم هاي تصفيه بيولوژيكي ، محيطهاي زنده باكتريايي هستند كه با مصرف مواد مغذي فاضلاب ، آلودگي آنرا از بين ميبرند. نقش يك واحد تصفيه بيولوژيكي در واقع فراهم نمودن شرايطي مناسب براي رشد بيولوژيكي باكتريها جهت حذف الودگي است . در واقع موجودات زنده تحت عنوان ميكرواورگانيسم ها مواد آلاينده را به عنوان ماده غذايي استفاده مي كنند و باعث تصفيه آب يا فاضلاب ميشوند .
كه در اين نوع فرايند تصفيه دو روش وجود دارد :
-روش هوازي : در اين روش مواد آلي موجود را با كمك اكسيژن آزادي كه در آب وجود دارد (كه تامين اكسيژن مورد نياز مي تواند توسط هواده هاي سطحي ويا عمقي صورت پذيرد ) تجزيه مي كنند .
-روش بي هوازي : در اين روش مواد آلي را با كمك اكسيژن تركيبي مانند نيترات وسولفات تجزيه مي كنند .
 
توجه ) برآورد تخميني سرانه توليد فاضلاب برابر است با :
                                          جمعيت X سرانه مصرف آب (ليتر) X 80%
توجه ) سه مكانيزم در فرايند لخته سازي آب وفضلاب عبارتند از :
۱- جذب سطحي و خنثي سازي
۲- به دام افتادن ذرات كلوئيدي
۳- پل سازي

 معمولاً

 دسترسي به آب سالم و مطمئن محدود مي شود . تكنولوژي هاي تصفيه آب شرب در شرايط اضطراري به منظور تصفيه آب زماني است كه كيفيت آب خام به طور موقت در اثر تأثير پذيري از يك حادثه نامطلوب مي شود. تصفيه آب در چنين شرايطي معمولاً از نوع تصفيه در محل است .پكيج هاي تصفيه آب سيار، سريع ، قابل اعتماد و مقرون به صرفه براي رفع مشكل بحران آب ارائه مي شوند . در اين سيستم ها كليه ادوات شامل تجهيزات پيش تصفيه ، تصفيه و گندزدايي و بسته بندي در يك كانتينر يا ريموك قرار ميگيرد . تريلر حامل پكيج در كمترين زمان ممكن مي تواند به محل برسد و خدمات تصفيه و توليد آب آشاميدني را ارائه دهد .پكيج هاي تصفيه آب قابل حمل در شرايط بحراني مانند وقوع بلاياي طبيعي (سيل، زلزله ، حشكسالي و...)، در زمان بروز جنگ، تامين آب اردوگاه و كمپ هاي نظامي و در مواقعي از سال كه دسترسي به آب سالم آشاميدني و بهداشتي محدود مي شود كاربرد دارند.
پكيج تصفيه آب سيار
انواع واحدهاي تصفيه قابل حمل:
بر اساس نوع فرايند و منبع تأمين آب پكيج هاي ساخته شده توسط آبكالا در دو نوع كانتينري و كاميوني موجود مي باشد .
سيستم هاي كانتينري: در اين مدل دستگاه تصفيه و بسته بندي درون يك كانتينر قرار گرفته و توسط تريلي به محل مورد نظر انتقال مي يابد .سيستم هاي كاميوني (ريموك): در اين سيستم ها دستگاه تصفيه و بسته بندي بر ريموك قرار داده شده و در شرايط بحران (مانند شرايط جنگ ، سيل ، زلزله و .....) بين مكان هاي مختلف به راحتي جابه جا مي شود . اين سيستم ها قابليت تصفيه كليه آب هاي سطحي و زيرزميني را دارا مي باشد .

دستگاه تصفيه آب

 (Scale Inhibitors) 
مقدمه
بدون روش هاي جلوگيري از رسوب، ممبرين هاي اسمز معكوس و ميزان دبي عبوري از بين المان هاي ممبرين در نتيجه رسوب بخشي از نمك هاي محلول دچار گرفتگي خواهند شد. تعدادي از نمونه هاي رايج اين رسوب ها عبارتند از : كربنات كلسيم، سولفات كلسيم، سولفات باريم، و سولفات استرانسيم. موارد كمتر نيز شامل رسوب هاي سيليس و فلورايد كلسيم مي شود.
اثر رسوب بر روي نرخ توليد آب سيستم هاي RO در شكل 1 نشان داده شده است. در طول زمان القا دبي واحد به سرعت كاهش مي يابد. طول زمان القا بسته به نوع رسوب و درجه فوق اشباعيت بخشي از نمك هاي محلول متغير است.
زمان القا براي كربنات كلسيم بسيار كوتاه تر از رسوب هاي سولفات همچون سولفات كلسيم مي باشد. اگرچه شوينده هاي موثري براي رسوب موجود مي باشد اما مسايل اقتصادي ايجاب مي كند تا از تشكيل رسوب جلوگيري شود. رسوب اغلب با بستن مسير هاي عبور آب ورودي المان RO سبب مي شود تا عمليات شستشو سخت و بسيار وقت گير دنبال گردد. همچنين اين ريسك نيز وجود دارد كه رسوب سبب آسيب ديدن سطوح ممبرين شود.
بازدارنده رسوب
روش هاي كنترل رسوب
سه روش معمولا براي كنترل رسوب بكار گرفته مي شود:
1- اسيد زني (Acidification)
2- نرم سازي با زئوليت (Zeolite softening)
3- اضافه كردن آنتي اسكالانت (Antiscalant addition)
 
تزريق اسيد:
اضافه كردن اسيد موجب تخريب يون هاي كربنات مي شود. اين امر باعث حذف يكي از واكنشگرهاي لازم جهت رسوب كربنات كلسيم مي گردد. اگرچه اين روش در جلوگيري از تشكيل رسوب كربنات كلسيم بسيار موثر مي باشد اما تزريق اسيد در باز داشتن انواع ديگر رسوب ها همچون سولفات كلسيم غير موثر است. استفاده از اسيد سولفوريك نيز ممكن است حتي سبب رسوب سولفات شود چرا كه اسيد سولفوريك داراي يون سولفور مي باشد. بكارگيري اسيد كلريدريك از اين مشكل جلوگيري مي كند اما هزينه آن بيشتر است.
ديگر معايب شامل خورندگي اسيد، هزينه تانك هاي دخيره، تجهيزات مونيتورينگ و كاهش pH آب تصفيه RO مي باشد. بدون عمليات گاززدايي، دي اكسيد كربن اضافي موجود در آب تصفيه سيستم هاي با تزريق اسيد سبب افزايش هزينه هاي احيا فرايند تعويض يوني مي شود.
 
نرم سازي با زئوليت:
فرايند نرم سازي با استفاده از زئوليت شامل بكارگيري يك رزين تعويض كاتيوني اسيدي قوي با فرم يوني سديم مي باشد. سديم موجود در رزين با يون هاي كلسيم و منيزيم موجود در خوراك واحد RO جابجا مي شود. اين واكنش ها به شكل معادلات شيميايي زير مي باشد. NaZ معرف رزين زئوليت - سديم است. Ca و Mg به ترتيب كلسيم و منيزيم مي باشند.
فرمول
هنگامي كه تمامي يون هاي سديم با كلسيم و منيزيم جابجا شد، رزين بايد توسط محلول آب نمك (كلريد سديم) احيا شود. فرايند نرم سازي با زئوليت نياز به تزريق پيوسته اسيد و آنتي اسكالانت را برطرف مي كند. بعضي از آثار جانبي فرايند نرم سازي با زئوليت شامل حذف ذرات آلي موجود در خوراك واحد RO و به علاوه كاهش فولينگ سطوح ممبرين توسط آلودگي هاي كلوئيدي مي باشد. اگرچه اين حقيقت موجود است كه نرم سازي با رزين بسياري از مولكول هاي آلي مختلف را جذب مي كند و همچنين نرم سازي باعث افزايش بار الكترواستاتيكي منفي جامدات كلوئيدي مي شود اما به هر حال دليل قاطعي براي اثر بخشي قابل توجه اي از اين توابع بر روي عملكرد سيستم RO وجود ندارد.
در مقايسه با اضافه كردن اسيد و آنتي اسكالانت، اصلي ترين عيب فرايند نرم سازي، قيمت مي باشد. جدول 1 مقايسه بين هزينه هاي مابين گزينه هاي نرم سازي و تزريق آنتي اسكالانت را در مقادير مختلف سختي را نشان مي دهد. اساس اين مثال براي يك سيستم RO با ظرفيت توليد 75 گالن در دقيقه آب تصفيه شده و 75 درصد ريكاوري است. اين مقايسه شامل هزينه هاي مصرفي احيا رزين نمي شود هر چند كه در بعضي مناطق اين هزينه ها چشمگير است. با مشاهده هزينه هاي تجهيزاتي و تحليل بهايي موجود، ديده مي شود كه فرايند نرم سازي در هيچ يك از مقادير سختي قابل رقابت با تزريق آنتي اسكالانت نمي باشد.
ضدرسوب ممبرين
اضافه كردن آنتي اسكالانت:
آنتي اسكالانت ها مواد فعال سطحي مي باشند كه در واكنش هاي رسوب به سه صورت وارد مي شوند:
1- جلوگيري در غلظت هاي كم آستانه اي
2- تصحيح كريستال
3- پراكندگي
جلوگيري در غلظت هاي كم آستانه اي عبارت است از توانايي يك آنتي اسكالانت در نگه داشتن محلول هاي فوق اشباع بخشي از نمك هاي حل شده در محلول. وقتي كريستال ها در سطح زير ميكروسكوپي شروع به شكل گيري مي كنند، گروه هاي منفي قرار گرفته بر روي مولكول آنتي اسكالانت به بارهاي مثبت هسته رسوب حمله كرده و باعث توقف تعادل الكترونيكي لازم جهت ادامه رشد كريستال مي شوند.
شكل 2 مكانيسم كم آستانه اي كربنات كلسيم را نشان مي دهد. در شكل، آنتي اسكالانت (R) رشد كريستال را با حمله كردن به بارهاي مثبت يون هاي كلسيم قرار گرفته در گوشه هاي كريستال متوقف مي سازد.
ضد رسوب ممبرين
تصحيح كريستال نيز عبارت است از خاصيت يك آنتي اسكالانت در دگرگون كردن شكل هاي كريستال و در نتيجه نرم و يا غير چسبناك كردن رسوب. وقتي كريستال هاي رسوب توسط اين مواد اصلاح مي شوند، شكل آنها تغيير كرده و كمتر فشرده مي شوند.
پراكندگي عبارت است از توانايي بعضي آنتي اسكالانت ها در جذب شدن بر روي كريستال ها و يا ذرات كلوئيدي و انتقال مقدار بالايي بار آنيوني به آنها. بار زياد سبب پراكنده شدن كريستال ها مي شود. به علاوه عمليات جذب متفرق كننده ها به طور پيوسته ادامه يافته و سبب عدم رشد كريستال مي گردد. شكل 3 اين مكانيسم را نشان مي دهد. مقادير بالاي بارهاي آنيوني همچنين سبب جدا كردن ذرات از بارهاي آنيوني ثابت بر روي سطح ممبرين مي شوند. (در شكل 3 ممبرين به شكل خطي است كه بارهاي ثابت آنيوني بر روي آن قرار دارد).
ضد رسوب ممبرين
محصولات آنتي اسكالانت جهت رفع نياز سيستم هاي جداسازي غشايي مي باشند. بازدهي بالا، سازگاري با ممبرين و داشتن برهم كنش هاي خوب با ديگر عمليات هاي شيميايي صورت گرفته در امر تصفيه آب، از جمله خصوصيات لازم و ضروري براي آنتي اسكالانت هاي مرغوب مي باشد.

- آشنايي با مفاهيمقبل از بررسي نقش فناوري‌نانو در فيلترها، اجازه دهيد ابتدا با بعضي مفاهيم در اين زمينه آشنا شويم. دستگاه تصفيه آب
1. فيلتر چيست؟
فيلترها موادي متخلخلي هستند كه در فرآيند جداسازي يا تغليظ مورد استفاده قرار مي‌گيرند. مهم‌ترين ويژگي فيلترها، داشتن خلل و فُرج‌هايي با اندازه‌ و ابعاد مشخص است، به همين دليل، فيلتر را يك محيط متخلخل مي‌نامند. سوراخ‎ها درصد بسيار زيادي از حجم فيلتر را دربرمي‌گيرند و شبكه پيچيده‌اي از حفره‌ها را مي‌سازند. فيلترها مي‌توانند از جنس پليمـر و يا سراميك باشند. 
2. تعريف فيلتركردن يا فيلتراسيون
فيلتركردن يا فيلتراسيون، فرآيندي است كه در آن يك مايع و يا گاز (سيال) به دليل اختلاف فشار يا اختلاف پتانسيل الكتريكي و يا اختلاف غلظت از فيلتر عبور مي‌كند. با انجام عمل فيلتراسيون ذراتي كه از اندازه حفره‌هاي فيلتر كوچك‌تر هستند از آن عبور كرده و ذرات با اندازه بزرگ‌تر، از سيال جدا شده و در پشت فيلتر مي‌مانند. 

nanofiltration_filters نانوفيلتراسيون3. عوامل مؤثر در فيلتراسيون
دو عامل كه در انتخاب نوع فيلتر و كاركرد آن مؤثر مي‌باشد عبارت است از: 
3-1- اندازه حفره‎هاي فيلتر 
همان‌طور كه گفته شد موادي با اندازه بزرگ‌تر از حفره‎هاي فيلتر، در پشت آن باقي مي‌مانند و عبور نمي‌كنند، در نتيجه، براي جداسازي ذرات با اندازه مشخص بايد از فيلترهاي مناسب استفاده كرد. 
3-2- مقدار ذراتي كه در پشت فيلتر باقي مي‌مانند 
ذراتي كه در پشت فيلتر باقي مي‌مانند به مرور زمان و با استفاده مداوم از فيلتر بيش‌تر مي‌شوند. اين مسئله مي‌تواند باعث مسدود شدن روزنه‌هاي فيلتر شود. به اين دليل، بايد بعد از مدت زمان مشخصي، فيلتر را تعويض، و يا آن را پاك‌سازي نمود. اين مسئله كه به گرفتگي فيلتر معروف مي‌باشد از اهميت زيادي برخوردار است. زيرا تعويض و يا حتي تميزكردن فيلتر هزينه‌بر است. 
4. انواع فيلتراسيون
4-1- ميكروفيلتراسيون 
ميكروفيلتراسيون فرآيندي است كه براي جداسازي ذرات، جامدات معلق كوچك و موادي ديگر مثل باكتري‌ها، كيست‌ها، مولكول‌هـا و ذراتي بزرگتر از 2/0 ميكرون استفاده مي‌شود. 
4-2- آلترافيلتراسيون 
در اولترافيلتراسيون مولكول‌هايي بزرگ‌تر از 005/0 ميكرون جدا مي‌شوند. ابعاد حفره‌هاي فيلتر بين 2 تا 50 نانومتر است. اين فرآيند براي جداسازي و تغليظ مواد كلوئيدي و سوسپانسيوني به كار مي‌رود. 
4-3- اسمز معكوس 
اسمز معكوس فرآيندي است كه آب در اثر اختلاف فشار از يك غشاي نازك عبور مي‌كند تا محتويات و مواد معدني شامل نمك، ويروس‌ها، سموم و ساير تركيبات آلوده غير آلي را جدا كند و اتم‎ها و مولكول‌هايي در مقياس كوچكتر از 001/0 ميكرون را در محدوده يوني جدا مي‌كند. اسمز معكوس تكنيكي است كه در دياليز طبي هم از آن استفاده مي‌شود. دياليز مورد استفاده‌ افرادي است كه مشكل كليوي دارند. كليه‌ها باعث تصفيه خون شده، مواد زائد مثل اوره و آب را از خون جدا، و به شكل ادرار از بدن خارج مي‌كنند. يك دستگاه دياليز به تقليد از عملكرد كليه‌ها، كار مي‌كند. خون از بدن عبور كرده، وارد دستگاه دياليز شده و از فيلتر اسمزي عبور مي‌كند تا مواد زائد از آن جدا شود و خون تصفيه شده دوباره به بدن برگردد. 
4-4- نانوفيلتراسيون Nanofiltration
ابعاد حفره‌هاي نانوفيلتر بين 5/0 تا 2 نانومتر است. روش نانوفيلتراسيون طي چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانوفيلتراسيون جداسازي بر اساس اندازه مولكول صورت مي‌گيرد. اساساً اين روش، جهت حذف اجزاي آلي نظير آلوده‌كننده‌هايي در اندازه ميكروني و يون‌هاي چند ظرفيتي مي‌باشد. از ديگر كاربردهاي نانوفيلتراسيون مي‌توان به حذف مواد شيميايي كه به منظور كشتن موجودات مضر به آب اضافه شده‌اند، حذف فلزات سنگين مانند جيوه، تصفيه‌ي آب‌هاي مصرفي، رنگ‌زدايي و حذف آلوده‌كننده‌ها اشاره كرد. نانوفيلتراسيون مي‌تواند تقريباً از هر منبع آبي، آب پاك به وجود آورد و تمام باكتري‌هاي موجود در آب را حذف كند. 
5. كاربرد فيلترها
5-1- صنعت آب و فاضلاب 
آب يكي از ضروري‌ترين عناصر حيات بر روي زمين است و اگر چه بيش از 70 درصد از سطح كره زمين با آب پوشيده شده است اما، كمتر از 3 درصد آن آب شيرين مي‌باشد. از اين مقدار 79 درصد به قله‌هاي يخي تعلق دارد، 20 درصد آن آب‎هاي زيرزميني است كه به راحتي قابل دسترس نمي‌باشند و فقط 1 درصد آن شامل درياچه‌ها و رودخانه‌ها و چاه‌ها مي‌باشد كه به‎راحتي به دست مي‌آيد. فرآيند پاك‌سازي و تصفيه آب بسيار طولاني و زمان‌بر است. يكي از مراحل تصفيه آب جداكردن آلاينده‌ها از آب مي‌باشد كه در اين مرحله از فيلتراسيون استفاده مي‌شود. 
5-2- صنايع غذايي 
صنعت لبنيات، آب‌ميوه و صنايع ديگري كه در حوزه‌ صنايع غذايي قرار مي‌گيرند، يكي ديگر از مصرف‌كنندگان اصلي فرآيند فيلتراسيون محسوب مي‌شوند. به طور مثال، سيستم‌هاي آلترافيلتراسيون در توليد پنير استفاده مي‌شوند، هم‌چنين از سيستم‌هاي فيلتراسيون در پاستوريزاسيون و هموژنيزاسيون نيز استفاده مي‌شود. 
امروزه بوسيله آلترافيلتراسيون توانسته‌اند اجزاي شير را تغليظ نموده و به طور جزء به جزء جداسازي نمايند. اين امر موجب شده است تا بتوان محصولات جديدي مطابق با نياز هاي مصرف كننده به بازار عرضه نمود. 
5-3- صنايع داروسازي 
توليد دارو با سيستم‌هاي مختلفي انجام مي‌شود. داروي توليد شده، نياز به خالص‌كردن دارد و اهميت خالص‌سازي دارو كمتر از توليد دارو نيست. به طوري كه توليد دارو 30 درصد از هزينه‌هاي دارو را دربرمي‌گيرد، در حالي كه 70 درصد هزينه‌ها، صرف خالص‌سازي دارو مي‌شود. مهم‌ترين مرحله ‌خالص‌سازي، فرآيند فيلتراسيون مي‌باشد. در خالص‌سازي ِ داروها از فرآيندهايي مانند دياليز، ميكروفيلتراسيون و نانوفيلتراسيون استفاده مي‌شود. 
5-4- تصفيه هوا و خالص‌سازي گازها 
يكي از كاربردهاي اصلي فرآيند فيلتراسيون تصفيه هوا و يا توليد گازهاي خالص، مانند اكسيژن خالص و نيثروژن خالص مي‌باشد كه اين گازها كاربردهاي صنعتي زيادي دارند. در فرآيندهايي كه براي توليد اكسيژن و نيتروژن خالص به كار برده مي‌شود، از فيلتر استفاده مي‌شود. 
يك مثال آشنا از كاربرد فيلترها براي تصفيه هوا، ماسك‌هاي صورت مي‎باشند. ماسك‎هاي معمولي كه بيش‌تر در روزهاي آلوده از آنها استفاده مي‌كنيم، نوعي فيلتر دارند كه به ذرات معلق هوا اجازه عبور نمي‌دهند و به اين ترتيب مانع رسيدن آلودگي‎ها به مجاري تنفسي ما مي‎شوند . 
6. نتيجه‌گيري
با توجه به مطالب گفته شده، اهميت فيلترها و فرآيند فيلتراسيون مشخص مي‌شود. در اين زمينه استفاده از فناوري ‌نانو و ساخت نانوفيلترها براي جداسازي ذرات بسيار ريز از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. 

دستگاه تصفيه آب

كيفيت آب آشاميدني براي دام  و طيور اگرچه آب ماده مغذي محسوب نمي شود ولي يك از اركان حفظ حيات هر جاندار بوده و محيطي براي تمام فرايندهاي بدن است و از مواد متشكله تمام سلول ها و بافت هاي حيوان مي باشد. اگر حيواني از آب محروم شود سريعتر از حيواني كه از تمام مواد غذائي ديگر محروم شده باشد مي ميرد. آب باعث محلول شدن مواد قابل هضم غذا و انتقال آن به نقاط مختلف بدن و دفع مواد زيان آور مي شود. وجود آب براي حفظ تعادل مايعات بدن ، دفع مواد زايد ، حفظ تعادل صحيح يون ها ، كمك به هضم ، جذب و سوخت ‏ساز مواد غذايي ضروري است ، همچنين بسياري از فعل و انفعالات شيميائي كه آنزيم ها در آنها دخالت مي نمايند ( ئيدروليز ) درمحيط مايع صورت مي گيرند . آب موجود در بدن به قسمت هاي داخل سلولي و خارج سلولي تقسيم شده و آب داخل سلولي بزرگترين قسمت آن مي باشد ، كه حدود دو سوم آب بدن به شمار مي رود. مايع خارج سلولي متشكل از آب اطراف سلول ها، و بافت پيوندي، آب در پلاسما و آب عبوري بين سلولي يا آب موجود در دستگاه گوارش مي باشد. ميزان آب موجود در بدن حيوانات بر اساس سن و نوع دام متفاوت بوده و وجود آن تا سطح معيني در بدن حيوان يك مسئله حياتي است بطوريكه كاهش آب بدن به ميزان 20 درصد كشنده است . 75 درصد وزن بره در بدو تولد ‏و 50 درصد وزن بره پرواري از آب تشكيل شده است. اما اين مقدار دربدن يك حيوان بالغ وچاق به حدود 500‏گرم دركيلوگرم كاهش مي يابد . همچنين حداقل 55 درصد وزن زنده مرغ و 65 درصد وزن تخم مرغ از آب تشكيل شده است ، آب موجود در بدن گاوهاي شيري 56 تا 81 درصد وزن بدنشان را تشكيل ميدهد و در شير 78 درصد آب وجود دارد . بطور كلي گاوهاي كه چاقتر هستند، بدنشان آب كمتر ، ولي گاوهاي لاغر بدن پرآب تري دارند (بيشتر از 70%) كه اين اختلاف در ميزان آب، دلالت بر تركيب‏ متنوع بدن اين دو دسته گاوها دارد. هرچه آب بدن كمتر باشد، در عوض چربي بيشتر است و اين موضوع در گاوهاي چاق ديده مي شود.آب در تمام نقاط بد‏ن به صورت تركيبي يافت مي شود. حتي در استخوان هاي گاو كه سخت ترين عضو بدن است، 25% وزن آن را آب در بر مي گيرد . 


ميزان مصرف آب الف : مصرف آب در گاو آب مورد نياز روزانه گاوهاي گوشتي، نه تنها وابسته به نژاد آنها است، بلكه به سايز بدني، درجه حرارت محيط در روز، شرايط بدني ، نوع جيره و مقدار رطوبت آن، ميزان نمك موجود در خوراك ، نسبت افزايش وزن روزانه و دماي آب مصرفي ، وابسته است . بطور كلي ، چون گاوهاي درشت جثه تر و سنگين تر ، خوراك بيشتري مصرف مي كنند لذا آب بيشتري نسبت به گاوهاي ريز جثه تر مي خورند. همچنين گاوهاي گوشتي ، بخصوص گاوهاي جوان در حال رشد همواره بيشتر از گاوهاي بالغ تر به آب نياز دارند .گاوهاي كه از علوفه سبز و پرآب ( داراي حدود 80 الي 75 % رطوبت) استفاده مي كنند ، نسبت به گاوهاي ديگري كه خوراك هاي خشك ( داراي 12- 10 % رطوبت) مصرف مي نمايند ، به آب كمتري نيازمندند . مصرف آب همچنين به ميزان دسترسي دام به آب و درجه حرارت آن بستگي دارد .گاوهايي كه در تمام اوقات شبانه روز به آب دسترسي دارند در مقايسه با آنهايي كه روزانه يك يا دو بار فرصت دستيابي به آب دارند آب بيشتري مي نوشند و شير بيشتري نيز توليد مي كنند. گاو هاي پر توليد در مقايسه با گاوهاي كم توليد با افزايش دفعات نوشيدن آب ، افزايش بيشتري در توليد شير نشان مي دهند. ولرم بودن آب در روزهاي سرد ، در مقايسه با آبي كه كمي بالاتر از صفر درجه ‏است ، باعث مي شود كه گاوها آب بيشتري مصرف كنند. ‏گاوها، به علت اين كه مقدار مناسبي آب را مي توانند در شكمبه خود ذخيره كنند، تا 3- 2 روز بي آبي را هم مي توانند تحمل كنند. اين در صورتي است كه دماي هوا آنچنان گرم نشود كه براي گاو تنش زا باشد. بي ترديد، اين مقدار مقاومت به كم آبي، در هواي گرم كاهش مي يابد . ب: مصرف آب در طيور طيور تقريبا به مقدار زيادي آب نياز دارند. مقدار آبي كه بوسيله مرغ مصرف مي شود تابع عوامل متعددي مي باشد كه به موارد ذيل اشاره مي شود : 1. مقدار خوراك مصرف شده ، 2. حرارت ورطوبت محيط ، 3. فعاليت مرغ ، 4. ماهيت خوراك مصرف شده ، مخصوصا آب ، نمك و پروتئين موجود در خوراك 

تحت شرايط معمولي از نظرحرارت و رطوبت ، مرغ تقريبا دو برابر خوراك مصرفي خود آب مصرف مي كند . در شرايطي كه هوا گرم باشد اين مقدار ممكن است بدو برابرافزايش يابد . بطورمتوسط مقدارآ‏ب مصرف شده بوسيله مرغ معادل دو يا سه برابر مقدار خوراك مصرف شده است . توصيه مي شود در طول دوره پرورش آب شيرين فراوان ، تميز و خنك دردسترس مرغ باشد . اگر مرغ ها نتوانند تمام آب مورد احتياج خود را بدست آورند ، آنها به همان نسبت خوراك كمتري مصرف مي كنند لذا تامين آب به مقداركافي براي ادامه مصرف خوراك‏ بطور طبيعي لازم مي باشد ، نوسانات سرعت رشد غالبا مي تواند نشانه اي از نوسانات خوراك مصرف شده بوده و به نوبه خود ، اين نوسانات مي تواند نشانه اي از عدم تامين مقدار آب مورد نياز طيور باشد . پرريزي هاي جزئي در مرغ هاي تخمگذار غالبا ممكن است نشانه آن باشد كه ‏مرغ ها در بعضي اوقات نتوانسته اند مقدار آب كافي مورد احتياج خود را براي مدت چند روز و يا كمتر بدست آورند . ج : مصرف آب در گوسفند ‏در فصول تابستان، دفعات نوشيدن آب افزايش مي يابد و حتي در موقع لزوم گوسفند از آشاميدن آب نسبتا گرم با حرارت 63 درجه سانتيگراد نيز مضايقه ‏نمي نمايد. بهتر است آب آشاميدني حداقل 10‏درجه سانتيگراد حرارت داشته باشد زيرا‏ پايين بودن درجه حرارت آب تا صفر درجه، اثرات منفي بر تراكم ميكروارگانيسم هاي شكمبه داشته و فعاليت آنها را كم مي كند كه در نتيجه كاهش هضم مواد غذايي را در شكمبه خواهد داشت و گاهي در ميش هاي آبستن باعث سقط جنين مي گردد. ميش آبستن در شرايط تغذيه مناسب معمولا دو برابر دوره نگهداري، آب مي نوشد. در اواخر دوره آبستني حجم آب آشاميدني در ميش افزايش مي يابد و در دوره شيردهي از 30 ‏ تا 50‏درصد حد معمول نيز تجاوز مي كند. كمبود آب قدرت و كارايي حيوان را مختل مي سازد و بروز اختلالات مانند سنگ هاي ادراري در بره هاي پرواري و حتي مسموميت هاي دوران بارداري در ميشي ها را تسهيل مي نمايد. جدول پائين مقدار تقريبي آب در بدن گوسفند را نشان مي دهد: 


مقدار تقريبي آب در بدن گوسفند بطوريكه گفته شد آب نقشي مهم و غير قابل انكاري در بدن دارد زيرا كه حيوان مي تواند تقريبا كليه چربي ها و كمتر از نصف پروتئين هاي خود را از دست بدهد و هنوز زنده بماند، در صورتيكه با از دست دادن يك پنجم آب بدن تلف مي شود . ‏مقدار مصرف آب آشاميدني در گوسفند با عوامل مختلف ارتباط دارد: درجه ‏حرارت، ميزان بارندگي، مقدار فعاليت و تحرك حيوان ، سن، نوع توليد ، ميزان پشم و متابوليسم پايه اي، دفعات نوشيدن آب، مقدار مصرف غذا، سطح تغذيه (خوب يا بد)، كيفيت غذا (آبدار و خشك)، ظرفيت مرتع و آب منطقه از جمله عواملي هستند كه روي حجم آب آشاميدني گوسفند اثر مستقيم دارند . ‏ در شرايط طبيعي، مقدار آب مورد نياز گوسفند در محيط آب و هواي خشك و چراي آزاد تقريبأ 4 ليتر در روز است و در آب و هواي معتدل، نسبت احتياج گوسفند كمتر و تقريبأ معادل 1.5 ليتر در روز مي باشد. گوسفند تحت رژيم غذايي بيشتر و در رژيم غذايي آبدار ، كمتر به آب احتياج دارد. علاوه بر اين كيفيت علوفه مرتع از لحاظ سرسبزي و آبدار بودن، احتياجات گوسفند را از نظر آب كاملأ كاهش خواهد داد. معمولا براي هر 15‏ راس دام يك آبشخور به طول 45 سانتيمتر با آب تميز زلال ، شفاف و بدون بو با درجه حرارت بين 10 تا 18 درجه سانتيگراد در نظر مي گيرند كه براي جلوگيري از بروز بيماري هاي انگلي بايد شرايط بهداشتي بطور كامل رعايت شود. كيفيت آب يك موضوع مهم در توليد و سلامت دام ها است. پنج معيار در سنجش كيفيت آب ، هم در انسان هم در حيوان مورد توجه قرار دارند : 1. خواص ارگانولپتيك (بو و طعم)، 2. خواص فيزيكي شيميايي (pH ، مواد جامد محلول، اكسيژن محلول و سختي)، 3. وجود تركيبات سمي (فلزات سنگين، مواد معدني سمي، فسفات هاي آلي و هيدروكربن ها ). 4. وجود ‏املاح يا تركيبات اضافي (نيترات ها ، سديم، سولفات ها، آهن) 5. وجود باكتري ها قابليت دسترسي و كيفيت آب براي سلامت و توان توليدي حيوان بسيار مهم است كه بر اساس عواملي از جمله pH ، طعم و بو ، وجود املاح يا تركيبات سمي سنجيده شده و هر يك به نوبه خود در ميزان مصرف و جذب و دفع آب در بدن حيوان و رشد و توليد آن تاثير گذار هستند . در مصرف آب بايستي وجود بعضي از آلودگي ها نظير نيترات ، كلرور سديم و سولفات ها ، املاح كلسيم و منيزيم و همچنين عوامل ميكروبي و بيماريزا را جدي گرفته و سعي نمود آبي سالم با دماي مناسب و قابل قبول را در اختيار حيوان قرار داد. اكثر آلودگي هاي آب، يك اثر ناشناخته و نامحسوس روي توان توليدي حيوان دارد ، مخصوصا در صورتيكه ميزان آلودگي آب در غلظت هاي پائين باشد و به مدت طولاني مورد مصرف دام قرار گيرد در سلامت و توليد دام و طيور كاملا تاثير گذار است آب با املاح بالا مي تواند موجب مرگ و مير دام ها شود. تاثيرات TDS بالا به طور معمول موجب برهم خوردن تعادل آب مي شود و كمتر به اثر يون بخصوص ارتباط دارد، البته برخي از يون ها مي توانند مشكلات خاصي را به وجود آورند. مواد محلول در آب ممكن است علاوه بر مضر بودنشان ، موجب تغير فرمول غذائي يا جيره مصرفي شوند و يا ممكن است آب را غير قابل مصرف سازند در جدول ذيل كيفيت آب آشاميدني دام ها بر اساس ميزان كل مواد جامد محلول و تاثيرات ناشي از آن آمده است. 



دستگاه هاي تصفيه و ضد عفوني آب شركت عمران سازان مهاب با در نظر گرفتن نياز روزافزون صنعت كشاورزي و دامپروري به آب با كيفيت مطلوب، كاملا مناسب براي توليد آب مصرفي  در مرغداري ها و گاوداري ها مي باشند. 



فاكتورهاي كيفي آب و مقدار مناسب براي مصرف دام و طيور در جداول زير آمده است: 

دستگاه تصفيه آب
تمدن هاي قديمي همواره در مجاورت منابع آب شكل گرفته اند. با اين كه مقدار آب موجود و قابل استفاده دغدغه اصلي نياكان ما بوده است، اما تعريف درست و جامعي از كيفيت آب وجود نداشته است. با اين وجود منابع تاريخي بسياري حكايت از تلاش انسان هاي عصر گذشته براي تصفيه آب و زدودن ذرات معلق و طعم و بو از آن دارد. اما قرن ها طول كشيد كه انسان ها به اين نتيجه دست يافتند كه حواس بينايي، بويايي و چشايي نمي توانند تنها ملاك هاي تشخيص كيفيت آب باشند. استفاده از روش هاي مختلف جهت بهبود طعم و بوي آب به 4000 سال قبل از ميلاد بر مي گردد. در نوشته هاي بر جا مانده از سانسكريت و يونان باستان استفاده از زغال چوب جهت فيلتر كردن آب ، قراردادن آب در معرض نور آفتاب ، جوشاندن آب و قراردادن تكه هاي فلز داغ در آب قبل از نوشيدن آن توصيه شده است. مصري ها 1500 سال قبل از ميلاد از آلوم جهت تصفيه آب و ته نشين كردن ذرات معلق در آن استفاده مي كردند.   

بقراط، دانشمند يوناني كه در سال 460 تا 354 قبل از ميلاد مي زيسته، جهت دستيابي به آب با طعم مناسب، كه به باور او آب سالم مي بود، فيلتر پارچه اي اختراع نمود كه با عبور دادن آب جوشيده شده از آن باعث زدودن ذرات عامل طعم و بوي نامناسب از آب مي شد. جابر بن حيان شيميدان ايراني از ر وش تقطير كه در اصل نمونه آزمايشگاهي يكي از روش هاي عمومي تصفيه آب مي باشد براي مصارف آزمايشگاهي خود استفاده مي كرد.   

شرايط جغرافيايي ايران و در دسترس بودن آب شيرين و سالم شايد يكي از علت هاي عدم استفاده گسترده ايرانيان از روش هاي تصفيه آب بوده است. زيرا توجه به آب سالم و آلوده نكردن آن كه مستلزم شناخت انواع بيماري هايي ناشي از آلودگي هاي آب است ، از آموزه هاي اشو زرتشت پيامبر باستاني است. بقاياي سيستم فاضلاب متمركز شهري در زمان هخامنشيان كه در كاوش هاي سال هاي اخير پيدا شده نشانگرتسلط ايرانيان باستان به آب بوده و چه بسا در بعضي نقاط نيز از روش هاي قديمي تصفيه آب استفاده مي كردند. پس از تلاش هاي انجام شده در تمدن هاي باستاني ، پيشرفت در زمينه دستيابي به روش هاي تصفيه آب در قرون وسطي با يك وقفه طولاني روبرو گرديد. در سال 1627 ميلادي ، دانشمندان دوباره با طرح مسئله ضرورت تصفيه آب دريچه تازه اي در اين مقوله گشودند. در اين سال رابرت بيكن   (Robert Bacon) دست به يك سري آزمايش در جهت زدودن نمك از آب دريا از طريق فيلترهاي ماسه اي نمود. اگرچه آزمايشات او كاملا نا موفق بود اما مثل جرقه اي در ابداع فيلترهاي ماسه اي به شمار مي رود . در سال 1676، آنتون فان ليوونهوك (Anton Van Leeuwenhoek) اولين ميكروسكوپ را اختراع نمود . با اين اختراع دانشمندان دنياي جديدي از آلودگي هاي آب را كه تا آن زمان كاملا سالم و قابل آشاميدن تلقي مي شود مشاهده نمودند و به اين ترتيب ميكروارگانيسم ها كشف شدند. پس از سال 1700 ميلادي، با آشنايي مردم از خطرات آلودگي هاي موجود در آب شرب، فيلترهاي خانگي ساخته شده از پشم، اسفنج و زغال چوب مورد استفاده قرار گرفتند. اولين تصفيه خانه آب شهري در سال 1804 در شهر پيزلي (Paisley) اسكاتلند ساخته شد. اين تصفيه خانه از فيلترهاي با بستر شن و ماسه تشكيل شده بود و سيستم توزيع آن مشتمل بر يك اسب و يك گاري بود.  بعد از آن ، شهر گلاسكو اسكاتلند از اولين شهرهايي بود كه آب فيلتر شده را از طريق خطوط لوله به مصرف كننده ها مي رساند . در سال 1827 ، فيلترهاي ماسه اي كند (Slow Sand Filters) كه توسط رابرت تام ( Robert Thom) ابداع شده بودند در اسكاتلند مورد بهره برداري قرار گرفتند. اين فيلترها از طريق شستشوي معكوس تميز مي شدند. در عين حال در سال 1829 در شهر لندن فيلترهاي ديگري توسط جيمز سيمسون ( James Simpson) ابداع گرديد كه تميز كردن آنها توسط خراشاندن و برداشتن لايه هاي كثيف شده انجام مي گرفت. در قرن 19 ميلادي ، فيلترهاي شني كند بهترين گزينه جهت تصفيه آب باقي ماندند. با اين حال سطح بزرگ مورد نياز اين فيلترها همواره از معايب آنها به شمار مي رفت. با افزايش جمعيت شهرها و افزايش نياز به ظرفيت هاي بالا در تصفيه خانه هاي آب ، مساحت بزرگي از زمين مي بايست صرف ساخت اين فيلترها مي شد.  در سال 1880 ميلادي ، فيلترهاي شني سريع (Rapid Sand Filters) در آمريكا ابداع شدند. شستشوي اين فيلترها توسط آب و به صورت شستشوي معكوس انجام مي گرفت . بدين ترتيب ظرفيت تصفيه خانه هاي آب به طور قابل توجهي افزايش و مساحت زمين مورد نياز آنها بطور قابل توجهي كاهش يافت. با اين وجود فيلترهاي شني سريع نيازمند مراحل پيش تصفيه بوده و مي باشند بطوريكه جهت كاهش بارذرات معلق در فيلترها از انعقاد و ته نشيني استفاده مي گردد.  در اواسط قرن نوزدهم ميلادي ، بيماري هاي مختلفي در شهر لندن شايع شد. در اين زمان پزشك انگليسي دكتر جان اسنو ( John Snow) كشف كرد كه بيماري وبا از طريق آب آلوده گسترش يافته است. او ثابت كرد كه اين بيماري در شهر لندن از طريق يك چاه آب كه توسط فاضلاب آلوده شده بود شيوع پيدا كرده است. نكته جالب توجه اين است كه آب اين چاه به دليل طعم و بوي بسيار مناسب آن مورد استقبال مردم شهر بود. اين كشف در آينده تصفيه آب بسيار تاثير گذار بود. جان اسنو همچنين متوجه شد كه در مناطقي كه از فيلترهاي شني جهت تصفيه آب پيش از ورود آن به شبكه توزيع استفاده مي شده ، مرگ و مير در اثر وبا بسيار كمتر از ساير مناطق بوده است. بدين ترتيب حكومت انگلستان مقررات آب مترو پوليتن ( Metropolitan Water Act) را درسال 1852 وضع نمود كه بر مبناي آن دستور نصب فيلترهاي شني در سرتاسر شهر لندن صادر گرديد. اين قانون از اولين قوانين حكومتي در ارتباط با آب شرب عمومي به شمار مي رود. كلر به عنوان يك ماده شيميايي ارزشمند در تصفيه آب ، اولين بار توسط دكتر جان اسنو شناخته شد. او از كلر جهت از بين بردن ميكرب وبا در آب استفاده نمود. با مشخص شدن قدرت ضد عفوني كنندگي كلر، دولت بريتانيا شروع به كلرزني آب شرب عمومي نمود. اين اقدام همچنين باعث كاهش شديد مرگ و مير در اثر بيماري تيفوئيد گرديد.  پس از موفقيت عمل كلرزني در بريتانيا ، در شهر نيوجرسي و سپس سرتاسر آمريكا از كلر جهت ضد عفوني كردن آب شرب استفاده گرديد. كلرزني آب همراه با استفاده از فيلترهاي شني موجب از بين رفتن بسياري از بيماري ها از قبيل وبا ، تيفوئيد و اسهال شد. در همين زمان استفاده از ساير ضدعفوني كننده ها نظير ازن در اروپا آغاز گرديد اما تا دهه ها پس از آن، در ساير نقاط دنيا مورد استفاده قرار نگرفت. امروزه كلرزني نقش تعين كننده اي در تصفيه آب شهري ايفا مي كند. حدود 98% از تصفيه خانه هاي آب شهري از كلر جهت ضد عفوني كردن آب استفاده مي كنند. با اين حال دانشمندان در سال هاي اخير متوجه مشتقات بوجود آمده از كلر در آب و عوارض جانبي آنها شده اند. آب كلر دار در تحريك بيماري هاي دستگاه تنفسي نظير آسم نقش اساسي ايفاد مي كند. لذا توجه محققين و دانشمندان به استفاده از ساير روش هاي ضد عفوني كردن آب جلب شده است.  در ابتداي قرن بيستم تلاش در جهت تصفيه آب از پيشگيري انتقال بيماري هاي واگيردار ، به تهيه آب غير سخت و با مواد معدني كمتر معطوف گرديد. سختي گيري هاي آب كه از يون هاي سديم جهت جايگزين كردن مواد معدني سختي زا در آب بهره مي جستند  در سال 1903 به بازار معرفي شدند. تئوري تعويض يوني ، كه در آن يون هاي بي ضرر با يون هاي ضرر دار جايگزين مي شوند، تاثير قابل ملاحظه اي در صنعت تصفيه آب گذاشته و از آن جهت از بين بردن سرب ، جيوه و ساير فلزات سنگين در آب استفاده مي شود. در قرن بيستم ميلادي، شهرهاي پرجمعيت زيادي در اقصي نقاط جهان شكل گرفتند و اين مسئله كه اين جمعيت در حال رشد حق استفاده از آب خالص وتميز را دارا مي باشند بيش از پيش مورد توجه قرار گرفت. در اواخر دهه 1960 مشخص گرديد كه ذرات معلق و پاتوژن ها تنها آلودگي هاي موجود در آب نيستند. پيشرفت هاي صنعتي و كشاورزي باعث پديد آمدن مواد شيميايي مصنوعي بسياري شده بود كه راه خود را به منابع آب، از طريق پساب كارخانجات، نشت مخازن مواد دور ريز صنايع و غيره، باز كرده بودند. امروزه فيلتراسيون و كلرزني همچنان اصلي ترين روش هاي تصفيه آب به شمار مي روند. با اين حال در طي سال ها ، روش هاي ديگري نيز جهت ضدعفوني كردن آب ابداع شده اند . در دهه 1980 ميلادي و پس از آن ، پيشرفت هاي زيادي در ساخت غشاهايي جهت فيلتراسيون به روش اسمز معكوس و يا ساير روش ها نظير ازن زني و استفاده از  UVجهت ضدعفوني آب حاصل شد. اين پيشرفت ها نتيجه كشف پاتوژن هايي در آب مي باشند كه نسبت به كلر مقاومند و مي توانند بيماري هايي نظير هپاتيت و ورم معده را ايجاد كنند. بدين ترتيب تصفيه آب مهمترين دستاورد بشر در قرن بيستم در جهت حفظ و اعتلاي بهداشت عمومي به شمار مي رود. بسياري از روش هاي تصفيه آب كه امروزه در تصفيه خانه ها مورد استفاده قرار مي گيرند ، صدها و گاه هزارها سال است كه بكار مي روند. با اين حال روش هاي جديدتر تصفيه نظيراسمز معكوس استفاده از كربن فعال و غيره نيز در بسياري تصفيه خانه هاي مدرن مورد بهره برداري قرار گرفته اند. دستگاه تصفيه آب چنين روش هاي نويني با كشف آلودگي هاي جديد و پيچيده تر در آب بيش از پيش مورد توجه قرار خواهند گرفت. امروزه حكومت هاي كشورهاي صنعتي و پيشرفته ميلياردها دلار صرف مديريت پساب هاي صنعتي و ابداع روش هايي جهت توليد ضايعات بي خطر براي محيط زيست مي نمايند. بدين ترتيب حفاظت از منابع آب در برابر آلودگي هاي بيشتر و پيچيده تر و استفاده از تكنولوژي مدرن در جهت بهينه نمودن تصفيه آب از دستاوردهاي بشر درآينده خواهد بود. 

براي دستگاه تصفيه آب  فهميدن عمليات بهره‌برداري از يك سيستم RO ، داشتن شناختي بنيادي از مدل‌هاي تئوري گوناگون جهت توضيح در مورد حركت مواد حل‌شده و آب از ميان يك غشاء‌RO  ضروري است. به‌وسيله‌ي درك چگونگي انتقال مواد حل شده و آب از ميان ممبرين ، اصلاحات مناسبي براي پليمرهاي ممبرين جهت بهبود عملكرد ( شدت نفوذ و مقدار دفع ) ، مي‌تواند صورت پذيرد. اين بخش شامل توسعه‌ي مدل‌هاي انتقال مي‌باشد. همچنين پليمرهاي اساسي ممبرين و مدول‌ها ، و چگونگي ساخت هر كدام توضيح داده شده است. 
مدل‌هاي انتقال هدف يك مدل انتقال اين است كه مقدار عملكرد را ( معمولاً شدت نفوذ حلال و ماده‌ي حل شده  ) در شرايط بهره‌برداري ( معمولاً نيروهاي فشاري ناشي از فشار و غلظت)  به‌صورت رابطه‌ي رياضي بيان كند. هدف پيش‌بيني رفتار غشاء در شرايط معين مي‌باشد. چندين مدل براي توضيح نحوه‌ي انتقال جرم از ميان ممبرين‌هاي RO وجود دارد. اين مدل‌ها مبتني بر فرضيه‌هاي متفاوت بوده و داراي درجات مختلفي از پيچيدگي‌ هستند. مدل محلول-نفوذ بهترين توضيح را در مورد عملكرد "درست" و ممبرين‌هاي بدون نقص ارائه مي‌كند، و به‌عنوان تئوري پيشرو در پديده‌ي انتقال غشائي در نظر گرفته مي‌شود. در اين‌جا سه تئوري ديگر نيز براي تكميل شدن بحث مطرح مي‌شوند. مدل‌هاي انتقال در سه گروه اصلي طبقه‌بندي مي‌شوند:‌ مدل‌هاي مبتني بر محلول/نفوذ ماده‌ي حل‌شده (مدل‌هاي انتقال غير متخلخل) ، مدل‌هاي مبتني بر ترموديناميك برگشت ناپذير ، و مدل‌هاي مبتني بر غشاي متخلخل. نكات جالب برخي از اين مدل‌ها در زير توضيح داده شده‌ است. 
مدل محلول-نفوذ (مدل غير متخلخل) مدل انتقالي محلول-نفوذ در اصل توسط Lonsdale et. al  توضيح داده شد. در اين مدل فرض مي‌شود كه غشاء غير متخلخل است ( بدون نقايص ). در اين نظريه بيان مي‌شود كه چون ملكول تمايل به حل شدن در غشاء دارد به داخل آن نفوذ كرده و به اين دليل پديده‌ي انتقال در غشاء رخ مي‌دهد. اين امر در مورد مولكول‌هاي حلال و حل شونده در محلول صادق مي‌باشد.    در مدل محلول-نفوذ ، انتقال حلال و حل شونده مستقل از يكديگر است ، همان‌طوري‌كه در معادله‌ي 1 و 2 ملاحظه مي‌شود. شدت نفوذ حلال در ميان غشاء به‌طور خطي متناسب است با اختلاف فشار مؤثر در سراسر غشاء (معادله‌ي 1): (1)                                             Jw = A (ΔP – ΔΠ) كه : Jw = شدت نفوذ حلال A = ضريب نفوذپذيري آب ( تابعي از مقدار نفوذ آب در ميان غشاء ) ΔP = نيروي محركه‌ي ناشي از اعمال فشار ( تابعي از فشارهاي مربوط به خوراك ، محلول غليظ شده و آب تصفيه شده ) ΔΠ = فشار اسمزي محلول ( تابعي از غلظت‌هاي مربوط به خوراك ، محلول غليظ شده و آب تصفيه شده ) 
شدت نفوذ ماده‌ي حل شده در ميان غشاء متناسب است با اختلاف غلظت مؤثر ماده‌ي حل شده در سراسر غشاء ( معادله‌ي 1 ): (2)                                             Js = K (CA2 – CA3) كه : Js = شدت نفوذ ماده‌ي حل شده K = ضريب نفوذپذيري نمك ( تابعي از مقدار نفوذ نمك در ميان غشاء ) CA = غلظت مولي ماده‌ي حل شده زيرنويس‌ها : 2 = در لايه‌ي مرزي 3 = در آب تصفيه شده معادلات 1 و 2 معمولي‌ترين معادلاتي هستند كه به‌دليل سادگي و تقريب نزديك آن‌ها به داده‌هاي تجربي ، براي توضيح انتقال آب و مواد حل شده را از ميان غشاء مورد استفاده قرار مي‌گيرند. شكل 1 را در نظر بگيريد ، كه شدت نفوذ آب و نمك و نيز مقدار دفع نمك ارائه داده شده توسط ممبرين آب دريا را به‌عنوان تابعي از فشار اعمال شده ، نشان مي‌دهد. به‌طور خاص از ممبرين آب دريا FilmTec FT-30 براي محلول كلريد سديم 35000ppm  با فشار اسمزي 350 psi (2.5 Mpa) استفاده شد. همان‌طور كه در شكل نشان داده شده است ، تا فشار اعمال شده از فشار اسمز بيشتر نشود ، واقعاً هيچ آبي نفوذ نمي‌كند. به‌محض آغاز شدن نفوذ آب ، اين مقدار به‌طور خطي با افزايش فشار زياد مي‌شود ، همان‌طوري‌كه با معادله‌ي 1 پيش‌بيني شده بود. از طرف ديگر ، شدت نفوذ نمك در محدوده‌ي فشار اعمال شده نسبتاً ثابت باقي مي‌ماند ، همان‌طوري‌كه با معادله‌ي 1 پيش‌بيني شده بود. بنابراين ، همان‌طور‌كه فشار اعمال شده افزايش مي‌يابد ، به‌تدريج آب بيشتري نسبت به نمك از ميان غشاء عبور مي‌كند. 
شكل 1 داده‌هاي مربوط به شدت نفوذ و مقدار دفع براي ممبرين‌هاي آب دريا FilmTec FT-30 استفاده شده براي محلول كلريد سديم 35000ppm  (فشار اسمزي 350psi ) 

شكل 2 شدت نفوذ و مقدار دفع در ممبرين پلي‌آميد به‌عنوان تابعي از فشار اعمال شده. شرايط آزمايش :‌محلول NaCL 5000ppm  در 25 درجه سانتي‌گراد. 

 از اين مطالب مي‌توان نتيجه گرفت كه غلظت نمك در آب تصفيه شده با افزايش فشار اعمال شده كم مي‌شود. همان‌طور كه غلظت در آب تصفيه شده كاهش مي‌يابد ، درصد دفع نمك با افزايش فشار اعمال شده به 100درصد نزديك مي‌شود. در واقع اين مسئله در شكل 1 نشان داده شده است. اين نتايج براي ممبرين فشار پايين كه براي محلول كلريد سديم 5000ppm  در 25 درجه سانتي‌گراد به‌كار برده شده است ، مانند شكل 2 ، صادق مي‌باشد. 
مدل محلول-نفوذ ناقص ( مدل متخلخل ) نظريه‌ي محلول-نفوذ عملكرد ممبرين كامل را مدل‌سازي مي‌كند. در حالت واقعي ، ممبرين‌هاي صنعتي درگير نقايصي هستند ، آن‌چنان‌كه در زمان شكل گرفتن‌ تئوري كاملي كه عملكرد را مدل‌سازي مي‌كند ، برخي از مباحث را بايد در نظر گرفت. اساس مدل نفوذ ناقص ، فرض وجود نقايصي جزئي در ممبرين است كه در طي عمليات ساخت بوجود آمده‌اند ، آن‌چنان‌كه محلول بتواند از ميان ممبرين تراوش كند. اين مدل به توضيح در مورد كمتر بودن مقدار طراحي شده‌ي جداسازي مواد حل شده و آب نسبت به مقدار پيش‌بيني‌شده توسط مدل محلول – نفوذ ، غير متخلخل ، كه در ممبرين‌هاي صنعتي مشاهده شده است ، كمك مي‌كند. شدت نفوذ آب از ميان ممبرين با استفاده از معادله‌ي 3 به‌دست مي‌آيد. اين شدت نفوذ مبتني بر مدل محلول - نفوذ به‌علاوه‌ي عبارت انتقال برعكس به‌علت وجود محل‌هاي معيوب ، مي‌باشد. (3)                      Nw = Jw + K3 ΔPCw = A ( ΔP – ΔΠ ) + K3 ΔPCw كه : Nw = شدت نفوذ كلي آب K3 = ضريب كوپلينگ Cw = غلظت آب در سمت مربوط به خوراك ممبرين شدت نفوذ ماده‌ي حل‌شده از معادله‌ي 4 به‌دست مي‌آيد : (4)            Ns = Js + K3 ΔPCR = K ( CA2 – CA3 ) + K3 ΔPCR           كه : Ns = شدت نفوذ كلي ماده‌ي حل‌شده CR = غلظت ماده‌ي حل‌شده در سمت مربوط به خوراك ممبرين بار ديگر ، شدت نفوذ ماده‌ي حل‌شده مساوي با مقدار حاصل از مدل نفوذ- محلول ( معادلات 1 و 2 ) به‌علاوه‌ي عبارت شدت جريان نشان داده شده از ميان محل‌هاي معيوب مي‌باشد. آزمايشات نشان داده‌اند كه مدل محلول – نفوذ ناقص نسبت به مدل محلول – نفوذ به‌تنهايي ، با داده‌ها تناسب بيشتري داشته و از ديگر مدل‌هاي جريان متخلخل نيز بهتر مي‌باشد. به‌هرحال ، اغلب به‌دليل سادگي به مدل محلول – نفوذ استناد مي‌شود كه حقيقتاً عملكرد غشاء بدون نقص  RO را به‌دقت الگوسازي مي‌كند. 
مدل منافذ ريز (مدل متخلخل) مدل منافذ ريز مبتني‌بر تعادل نيروهاي اعمال‌شده و اصطكاكي در يك منفذ يك بعدي مي‌باشد. در اين مدل به اصطكاك بين ماده‌ي حل‌شده و محلول و نيز اصطكاك بين ماده‌ي حل‌شده و جسم غشاء توجه مي‌شود. همچنين اين مدل دربرگيرنده‌ي ضخامت غشاء و كسر سطح منفذ نسبت به سطح غشاء مي‌باشد. در اينجا ، به‌دليل پيچيدگي اين مدل ، به‌صورت رياضي آن‌را نشان نداده‌ايم ، اما به خوانندگان توصيه‌مي‌شود كه براي جزئيات بيشتر به منابع معرفي‌شده رجوع نمايند. 
مدل جذب ترجيحي – جريان مويرگي ( مدل متخلخل ) اين مدل مبتني‌بر مدل تعميم‌يافته‌ي جريان مويرگي مي‌باشد كه شامل جريان ويسكوز براي آب و انتقال مواد حل‌شده ، و نيز براي نفوذ از طريق خلل و فرج است. اين مدل بيشتر متكي به تئوري فيلم جهت انتقال از ميان لايه‌هاي مرزي مي‌باشد. در اين مدل توضيح داده مي‌شود كه به‌وسيله‌ي وارد نمودن فشار ، هم حلال و هم جسم حل‌شده به‌داخل منافذ بسيار ريز غشاء نفوذ مي‌كنند ، به‌همراه آبي كه ترجيحاً جذب ديواره‌هاي منافذ مي‌گردد. به‌دلايل فيزيك وشيميايي ، نمك از سطح غشاء‌ دفع مي‌شود. فرآيند انتقال در ميان غشاء تنها از طريق منافذ انجام مي‌پذيرد. شدت نفوذ حلال توسط معادله‌ي 1 محاسبه مي‌شود ، كه در آن فرآيند انتقال با نيروي محركه‌ي ناشي از فشار متناسب است. شدت نفوذ كلي ماده‌ي حل‌شده بستگي به مقدار نفوذ دارد و به‌وسيله‌ي معادله‌ي 5 محاسبه مي‌گردد : (5)                           NS = (DAM K / T)(CA2 – CA3)             كه : DAM = مقدار نفوذ ماده‌ي حل‌شده به‌داخل غشاء T = ضخامت مؤثر غشاء CA2 = غلظت مولي ماده‌ي حل‌شده در لايه‌ي مرزي CA3 = غلظت مولي ماده‌ي حل‌شده در جريان نفوذ كرده 
مطالعه‌ي پديده‌ي وابسته به انتقال (ترموديناميك برگشت‌ناپذير) پديده‌هاي وابسته به انتقال را مي‌توان حتي بدون داشتن هرگونه دانشي در رابطه با مكانيزم‌هاي انتقال از ميان غشاء يا هرگونه اطلاعاتي درباره‌ي ساختار غشاء مطالعه‌ نمود. در اساس ترموديناميك برگشت‌ناپذير فرض مي‌شود كه اگر سيستم به زيرمجموعه‌هايي به‌اندازه‌ي كافي كوچك تقسيم شود تا تعادل محلي به‌وجود آيد ، مي‌توان معادلات ترموديناميكي را براي چنين زيرمجموعه‌هايي نوشت. مانند مدل منافذ ريز ، بيان رياضي شدت نفوذ‌هاي حلال و ماده‌ي حل‌شده براي مدل ترموديناميك برگشت‌ناپذير بسيار پيچيده بوده و فراتر از اين متن مي‌باشد. به‌هرحال توصيه‌مي‌شود كه خوانندگان براي جزئيات بيشتر به منابع معرفي‌شده رجوع نمايند.