تصفیه آب و همودیالیز

غشاء های نیمه تراوا که نقش مهمی در کارکرد نرمال بسیاری از سیستم های زنده بازی می کنند در گستره وسیعی از کاربردهای صنعتی و پزشکی وارد شده اند و غشاء هایی با ویژگیهای نفوذ پذیری متفاوت برای مقاصد گوناگون ساخته شده است.

فرض کنید غشایی نیمه تراوا را بین محلول نمک وآب خالص قرار داده ایم، اگر محلول نمک تحت فشاری بالاتر از فشار اسمزی خودش قرار گیرد جهت جریان می تواند عکس شود، به عبارت دیگر مولکول های آب محلول آب نمک از غشاء عبور کرده به سمت آب خالص جریان می یابند این فرایند اسمز معکوس نامیده می شود. غشاء به طور معمول از سلولز استات یا رشته های تو خالی یک ماده که ساختار شبیه نایلون دارد تشکیل شده است.

روش اسمزمعکوس که برای تصفیه آب شور به کار می رود از مزیت های قیمت پایین، سهولت ساخت وسایل و سادگی عملکرد بهره می برد و همچنین چون به گرما نیاز ندارد نسبت به روش تقطیر برتری دارد. با استفاده از روش اسمز معکوس غلظت کل مواد جامد محلول در آب از ppm1744 به ppm 90 کاهش می یابد. آب تصفیه شده از این روش با آب تصفیه شده به روش تعویض یون مخلوط می گردد تاآبی با حدود ppm500 ناخالصی ( استاندارد تعیین شده توسط سازمان جهانی بهداشت برای آب آشامیدنی سالم ) به دست آید.

کلیه های انسان فعالیت های مهمی انجام می دهند. یکی از مهمترین فعالیت ها حذف محصولات زاید حاصل از سوخت و ساز ( مانند کراتین، اوره و اسید اوریک ) از خون بدون حذف مواد مورد نیاز بدن ( مانند گلوکز، الکترولیت ها و آمینو اسیدها ) است. فرایندی که طی آن این عمل در کلیه انجام می شود دیالیز نام دارد. در این فرایند غشاء عبور مولکول های حلال و مولکول های حل شونده و یون های معین را فراهم می کند ( به طور معمول گونه های کوچک تر).

بسیاری از بیماران که مشکل کلیه دارند می توانند دیالیز را با استفاده از یک ماشین کلیه مصنوعی انجام دهند. در این فرایند مکانیکی که همودیالیز نامیده می سود، خون از بدن خارج شده و از یک غشاء نیمه تراوا عبور می کند. غشاء خون را از محلول دیالیز کننده که مشابه پلاسمای خون از نظر غلظت و مواد مورد نیاز است و فاقد مواد زاید می باشد جدا می کند. چون غلظت مواد نامطلوب در خون نسبت به دیالیز کننده بالاتر است از خون خارج شده و به بیرون شسته می شود. غلظت مواد مورد نیاز در دو سمت غشاء یکسان است و بنابراین این مواد با غلظت مناسب در خون باقی می مانند. لازم به ذکر است که اندازه حفره های غشاء به گونه ای است که از عبور سلول های خون جلوگیری می کند و مولکول های کوچک و یون های سدیم و کلر می توانند از غشاء عبور کنند.

برای پایین نگه داشتن هزینه عمل همودیالیز محلول دیالیز کننده با ترکیبی از روشهای مختلف مانند صاف کردن، تقطیر و اسمز معکوس خالص شده و دوباره استفاده می شود.

منبع:انجمن مهندسی شیمی