ไส้กรองเมมเบรน Membrane
ระบบรีเวิร์สออสโมซิส (Reverse Osmosis System) ทำหน้าที่กรองสารละลายออกจากน้ำด้วยความละเอียดของรูของเมมเบรนที่ละเอียด 0.0001ไมครอน หลักการออสโมซิส (Osmosis) เป็นกระบวนการแพร่โมเลกุลของเหลวหรือน้ำผ่านเยื่อเลือกผ่าน(Membrane) จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายต่ำ ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูง ซึ่งในทางตรงกันข้าม ระบบรีเวอร์สออสโมซิส (Reverse Osmosis System) เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อเราใส่ความดันให้กับฝั่งที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูง จนความดันน้ำสูงกว่าความดันออสโมติก (Osmotic Pressure) โดยโมเลกุลของเหลวหรือน้ำจะถูกบีบให้ผ่านเยื่อเมมเบรน (Membrane) จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูง ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายต่ำ ระบบเครื่องกรองน้ำ RO เป็น เทคโนโลยีที่นิยมสูงสุดในการกำจัดสารละลายในน้ำ (TDS) ออกจากน้ำดิบและเป็นระบบที่ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในกลุ่มอุตสาหกรรม
Membrane Process คือ กระบวนการกรองโดยใช้เยื่อบางที่มีชื่อว่า “ เมมเบรน ” เพื่อแยกของเหลวออกจากกัน ทิศทางการกรอง ส่วนใหญ่จะนิยมใช้แบบ Cross Flow Filtration หลายทศวรรษที่ผ่านมานี้ กระบวนการกรองเมมแบรนได้เข้ามามีบทบาทอย่างมาก โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น อุตสาหกรรมผลิตน้ำดื่ม ไวน์ น้ำผลไม้ และอุตสาหกรรมทางชีวเคมี
ไส้กรองเมมเบรน หลักๆจะสำหรับน้ำจืดและน้ำเค็ม(น้ำทะเล)
สำหรับน้ำจืดจะนำมาใช้ในกระบวนการบำบัดเพื่อให้เป็นน้ำบริสุทธิ์ในการอุปโภคและบริโภค มีตั้งแต่สำหรับบ้านพักอาศัย ไปจนถึงธุระกิจขนาดใหญ่ ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้บริโภคและความต้องการของเครื่องจักรในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ จะขึ้นอยู่กับความต้องการที่ใช้นำน้ำไปใช้ในระบบไหน มีตั้งแต่บ้านพักอาศัย โรงผลิตน้ำดื่ม-น้ำแข็ง ในกระบวนการผลิตอาหาร กระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งแต่ละธุรกิจจะมีความต้องการคุณภาพน้ำที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตของธุรกิจนั้นๆว่าต้องการคุณภาพน้ำสูงมากน้อยแค่ไหน
สำหรับน้ำเค็ม จะเป็นการกรองเพื่อให้เป็นน้ำจืด ไปจนถึงสามารถบริโภคได้
น้ำทะเลเป็นสารละลายที่ซับซ้อนของเกลือ โดยมีเกลือละลายอยู่ 3.5% โดยน้ำหนัก ถึงแม้ว่า เปอร์เซ็นต์ของเกลือในน้ำทะเลจะน้อย แต่เมื่อพิจารณาจากปริมาณจะพบว่าเป็นมหาศาลมาก ถ้าหากน้ำในมหาสมุทรระเหยไปหมด จะได้ชั้นเกลือหนาถึง 60 เมตร
ค่าความเค็ม (salinity) เป็นสัดส่วนของเกลือที่ละลายกับน้ำบริสุทธิ์ ส่วนประกอบหลัก ที่พบมากในน้ำทะเล ได้แก่ sodium chloride (NaCl) ประมาณ 23.48 กรัม, magnesium chloride (MgCl2) ประมาณ 4.98 กรัม, sodium sulfate (NaSO4) ประมาณ 3.92 กรัม, calcium chloride (CaCl2) ประมาณ 1.10 กรัม potassium chloride (KCl) ประมาณ 0.66 กรัม และ sodium bicarbonate (NaHCO3) ประมาณ 0.192 กรัม จะพบว่าเกลือส่วนใหญ่เป็น sodium chloride สารประกอบ 5 ตัวแรก รวมกันจะมีปริมาณประมาณ 99% ของเกลือที่อยู่ในน้ำทะเล และสารประกอบทั้ง 5 ตัว
โดยปกติ น้ำทะเลจะมีโบรอนอยู่ประมาณ 4–5 ส่วนในล้านส่วน (ppm) แต่น้ำในเเม่น้ำลำคลองจะมีโบรอนประมาณ 0.01 ppm น้ำบาดาลจะมีโบรอนปนอยู่ในประมาณแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสภาพดินน้ำไหลผ่านว่ามีโบรอนเป็นองค์ประกอบอยู่หรือไม่และอยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ดีหรือไม่
โบรอนที่ละลายน้ำจะอยู่ในรูปของสารละลายกรดบอริก (Boric Acid) หรือสารละลายของบอเรตอิออน (Borate ion) กรดบอริกเป็นกรดอ่อนจะเเตกตัวเป็นอิออนได้น้อย
บอแรกซ์เป็นเกลือของกรดบอริกซึ่งเป็นสารประกอบอนินทรีย์ของธาตุโบรอน โบรอนเป็นธาตุกลุ่มที่ 3 ในตารางธาตุเดี่ยว ได้ตามธรรมชาติ สามารถสร้างสารประกอบ Trivalent มีคุณสมบัติเป็นอโลหะและออกไซด์ของโบรอน (B2O3) มีฤทธิ์เป็นกรดทำฎิกิริยากับออกซิเจนจนอยู่ในรูปของบอริกและบอเรต
สารประกอบโบรอนในธรรมชาติสามารถพบกระจายได้ทั่วๆ ไปในพื้นดิน ทะเลและมหาสมุทร โดยในพื้นดินจะอยู่ในรูปของสารบอเรต ส่วนใหญ่จะเป็นเกลือของโซเดียม แคลซียม และแมกนีเซียม สำหรับในทะเลและมหาสมุทรอยู๋ในรูปสารละลายจากกรดบอริก
บอริกมีน้ำหนักโมเลกุล 61.83 เป็นสารใส ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น เป็นผลึกหรือผงขาว บางครั้งเป็นเงาคล้ายไข่มุก ละลายได้ดีในน้ำและแอลกอฮอล์ จะละลายได้ดียิ่งขึ้นในน้ำร้อนและกลีเซอรอล กรดบอริกจะระเหยในไอน้ำเมื่อให้ความร้อนถึง 100 องศาเซลเซียส จะสูญเสียน้ำและค่อยเปลี่ยนเป็นเมตาบอริก แอซิค อุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียส จะเปลี่ยนเป็นเตตาบอริก แอซิค อุณหภูมิสูงๆจะเปลี่ยนเป็น โบรอนไตรออกไซด์
พิษของบอแรกซ์
สารประกอบโบรอนที่เข้าสู่ร่างกายโดยการรับประทาน จะถูกดูดซึมได้เกือบทั้งหมดจากการเดินอาหาร โดยซึมผ่านเนื้อเยื่อของกระเพราะอาหารและลำไส้อย่างรวดเร็ว ค่าครึ่งชีวิตของกรดบอริกในร่างกายมีค่าเท่ากับ 1 วัน สำหรับปฏิกิริยายาทางชีวเคมีในร่างกายมนุษย์ซึ่งทำให้เกิดพิษนั้นพบว่า บอแรกซ์จะเข้าไปสะสมในสมองส่วนกลางและไปลดการรัยออกซิเจนของร่างกาย มีการสร้างแอมโมเนียการสังเคราะห์กลูตามิค และการเผาผลาญแบบใช้ออกซิเจนของอะดรีนาลิน ในกรณีที่ได้รับสารประกอบโบรอนเพียงครั้งเดียวแต่เป็นจำนวนมากหรือได้รับติดต่อกันหลายๆครั้ง จะพบการสะสมของโบรอนได้ในสมองและตับ ระบบประสาทส่วนกลางถูกรบกวน สมองบวมช้ำ มีการคั่งของโลหิต ตับถูกทำลาย บอแรกซ์สามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ที่ได้รับเป็นประจำได้ พิษของบอแรกซ์มีผลต่อเซลล์ของร่างกายทั้งหมดเมื่อร่างกายได้รับเข้าไปทำให้เกิดความผิดปกติ ซึ่งจะรุนแรงมากน้อยขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของบอแรกซ์ที่ร่างกายได้รับและเกิดการสะสมในอวัยวะนั้น โดยเฉพาะไตเป็นอวัยวะที่ได้รับผลกระทบมากสุด อาการจะปรากฏให้เห็นภายใน 1 สัปดาห์ ส่วนกระเพราะอการและลำไส้จะอักเสบ ตับถูกทำลาย สมองบวมช้ำและมีการคั่งของเลือด อาการทั่วไปมีไข้ ผิวหนังมีลักษณะแตกเป็นแผลบวมแดงคล้ายถูกน้ำร้อนลวก อาจมีปัสสาวะออกน้อยหรือไม่ออกเลย เนื่องจากสมรรถภาพการทำงานของไตล้มเหลว
บริษัทผู้ผลิตเมมเบรนกรองน้ำทะเลได้มีการพัฒนาเมมเบรนชนิดที่สามารถคัดกรองโบรอนได้ดีจากการทดลองที่ pH 8 / ความเข้มข้นโบรอน 6.5 มิลลิกรัมต่อลิตร
Dopont (Filmtec) / ซีรี่ย์ SW / สามารถกรองได้ 90% / ความเข้มข้นที่ได้ 0.66 mg/l
Toray / TM820A-370 / สามารถกรองได้ 95% / ความเข้มข้นที่ได้ 0.33 mg/l
Hydranautics / SWC4 / สามารถกรองได้ 92% / ความเข้มข้นที่ได้ 0.53 mg/l
** องค์การอนามัยโลก (WHO) กำหนดให้น้ำดื่มมีปริมาณโบรอนไม่เกิน 0.5 ppm **
ขอขอบคุณข้อมูล : www.namsaithai.com // www.kb.psu.ac.th