กระบวนการเมมเบรน (Membrane Processes) หมายถึงกระบวนการต่างๆ ที่อาศัยเยื่อเมมเบรน (Semi-Permeable Membrane) ในการแยกสารละลายออกจากน้ำ หรือของเหลว กระบวนการเมมเบรนที่สำคัญมี 3 แบบ คือ
1 Electrodialysis (ED)
2 Reverse Osmosis (RO.)
3 Ultrafiltration (UF)
ความแตกต่างของกระบวนการทั้งสามประเภทอยู่ที่ความสามารถในการแยกสารละลายที่มีขนาดต่างๆ และแรงขับดันที่ทำให้เกิดการแยกสาร และน้ำออกจากกัน Electrodialysis (ED) ใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าเป็นแรงขับดันให้เกิดการแยกสารประกอบซึ่งแตกตัวเป็นไอออนได้ ออกจากน้ำ แต่ไม่สามารถแยกสารอินทรีย์ ส่วน Reverse Osmosis (บางครั้งเรียกว่า Hyperfiltration) และUltrafiltration (UF) ใช้แรงดันในการแยกสารต่างๆ ออกจากน้ำ Reverse Osmosis (RO) สามารถแยกสารอินทรีย์ขนาดใหญ่ และสารอนินทรีย์ชนิดต่างๆ เกือบทุกชนิดออกมาได้ แต่ UF มีความสามารถด้อยกว่า RO เพราะสามารถแยกสารอินทรีย์ขนาดใหญ่เท่านั้นอย่างไรก็ตาม UF มักใช้แรงดันประมาณ 100 ปอนด์ต่อตร.นิ้ว หรือน้อยกว่า ส่วน RO มักใช้แรงดันตั้งแต่ 300-1000 ปอนด์/ตร. นิ้ว หรือสูงกว่า
เยื้อเมมเบรนของกระบวนการทั้งสาม มีหน้าที่ และขีดความสามารถไม่เท่ากัน กล่าวคือ แผ่นเมมเบรนของ RO สร้างขึ้นเพื่อให้น้ำไหลผ่านเท่านั้น และไม่ตั้งใจให้สารอื่นๆ ไหลผ่านได้ แผ่นเมมเบรนสำหรับ UF นั้นกักได้เพฉาะสารอินทรีย์ ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า 500 และยอมให้สารอื่นๆ รวมทั้งน้ำไหลผ่าน แผ่นเมมเบรนสำหรับ ED มี 2 ชนิด คือ แผ่นบวก และแผ่นลบ ซึ่งยอมให้เฉพาะไอออนที่มีประจุไฟฟ้าเหมือนกันไหลผ่าน โมเลกุลของน้ำไหลผ่านแผ่นเมมเบรนได้ยาก
ความแตกต่างระหว่า ED, RO, และ UF
กระบวนการ
|
แรงขับดัน
|
สารที่แยกออกจากน้ำได้
|
RO
|
แรงดัน 300 – 1000 ปอนด์/ ตร.นิ้วหรือสูงกว่า
|
เกลือแร่, กรด, ด่าง, สารอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 200 (รวมทั้งแบคทีเรีย ฯลฯ)
|
UF
|
แรงดัน 100 ปอนด์/ ตร.นิ้ว หรือต่ำกว่า
|
สารอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 500
|
ED
|
แรงดันไฟฟ้า
|
สารที่แตกตัวเป็นไอออนได้
|
ในปัจจุบัน ความจำเป็นที่ต้องใช้น้ำสะอาดที่มีปริมาณสารละลายต่ำ และความสกปรกที่เพิ่มขึ้นของแหล่งน้ำดิบ ทำให้กระบวนการเมมเบรนต่างๆ มีความสำคัญเพิ่มขึ้น และกลายเป็นระบบที่จำเป็นในหลายกรณีเนื่องจากระบบ RO นั้น มีขีดความสามารถกว้างขวางกว่า UF และ ED ดังนั้น จึงมีการนำ RO ไปใช้ในการทำความสะอาดน้ำดีมากกว่าระบบเมมเบรนแบบอื่น
ความหมายของ Reverse Osmosis
ออสโมซิส (Osmosis) หมายถึงการเคลื่อนที่ซึ่งเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติของน้ำผ่านเยื่อเมมเบรนบางๆ (Semi Permeable Membrane) จากสารละลายเจือจาง ไปยังสารละลายเข้มข้น เยื่อเมมเบรนอุดมคติยอมให้น้ำไหลผ่านได้เท่านนั้น แต่ในทางปฎิบัติ โมเลกุล หรือไอออนบางชนิด อาจไหลผ่านได้เช่นกัน สมมติมีตู้น้ำอยู่ และเอาเมมเบรนมากั้นตรงกลางด้านซ้ายเป็นสารละลายเข้มข้น ด้านขวาเป็นสารละลายเจือจาง เมื่อปล่อยให้มีการไหลของน้ำผ่านเมมเบรนจนกระทั่งถึงจุดสมดุล (ไม่มีการไหลอีก) ระดับน้ำในด้านซ้ายซึ่งเป็นสารละลายเข้มข้นจะสูงกว่าระดับน้ำในด้านขวาซึ่งเป็นน้ำเจือจาง ผลต่างของระดับน้ำนี้เรียกว่า แรงดันออสโมซิส (Osmotic Pressure) นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายถึงปรากฎการณ์ออสโมซิสว่า อาจเกิดขึ้นเนื่องจากสารละลายเข้มข้นมี (Vapor Pressure) ต่ำกว่าสารละลายเจือจาง ระดับน้ำในทั้งสองด้านของเมมเบรนจึงมีการปรับตัว จนกระทั่งแรงดันบนผิวน้ำทั้งสองด้านมีค่าเท่ากัน ถ้ามีแรงดันที่มีค่าสูงกว่าแรงดันออสโมซิสมากระทำต่อด้านที่มีสารละลายเข้มข้น น้ำจะไหลย้อนกลับ ซึ่งเป็นการต้านการไหลตามธรรมชาติ วิธีดังกล่าวนี้วิศวกรนำมาใช้เพื่อแยกน้ำออกจากสารละลายเข้มข้นต่างๆ และเรียกว่า Reverse Osmosis (RO) หรือออสโมซิสย้อนกลับ ดังนั้นกระบวนการ RO จึงอาศัยปัจจัยสำคัญ 2 อย่าง คือ แรงดัน และ เมมเบรน
น้ำดื่มระบบ reverse osmosis(RO) เป็นอันตรายต่อสุขภาพหรือไม่
น้ำดื่มระบบ Reversr osmosis(RO) เป็นระบบกรองน้ำซึ่งจะทำให้น้ำที่ได้มา ค่อนข้างมีความบริสุทธิ์สูง จนแทบจะเรียกว่า ไม่มีสารอะไรตกค้างอยู่เลยนอกจากน้ำเปล่าๆเท่านั้น หรือแทบจะเรียกว่ามีคุณภาพเทียบเท่าน้ำกลั่นทีเดียว ซึ่งคุณภาพนี้ ก็ขึ้นกับว่า แผ่นกรองที่นำมาใช้มีประสิทธิภาพยังไง ถ้าแผ่นกรองที่ใช้มีสภาพดี มีรูพรุนขนาดเล็ก(เชื้อจุลินทรีย์ผ่านไม่ได้) และมีการดูแลอย่างดี ก็จะให้น้ำสะอาดที่สามารถใช้บริโภคได้
ส่วนกระบวนการผลิตน้ำวิธีอื่นๆ เช่น ต้มและกรองแบบปกติ (พวกน้ำขวดที่วางขายทั่วๆไป) จะทำให้หลงเหลือสารบางอย่างที่พบได้ในน้ำทั่วๆไป เช่น Zn Ca Cl ฯลฯ ซึ่งสารที่ตกค้างเหล่านี้ ต้องมีไม่เกินกว่าจำนวนที่กฎหมายกำหนดไว้(ถ้ามากกว่านี้ จะจัดเป็นน้ำแร่) และจะต้องไม่เป็นอันตรายต่อผู้บริโภคด้วย เช่น ไม่พบเชื้อจุลินทรีย์ในน้ำนั้นๆ
แต่เนื่องจาก การผลิตน้ำ RO ทำให้ได้น้ำที่บริสุทธิ์มาก เลยมีคนมาทักท้วงว่ามันอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพได้ เราจะมาดูว่าเรื่องนี้มีข้อเท็จจริงอย่างไร
น้ำ RO จะทำให้ร่างกายได้รับสารอาหารน้อยกว่าน้ำปกติหรือไม่
อย่างที่บอกไปแล้วว่า น้ำแบบปกติ จะมีสารอื่นๆเจือปนอยู่ ซึ่งหลายๆตัวนั้น ก็เป็นสารอาหารที่ร่างกายต้องการ เช่น Zn Ca หรือ F ล้วนมีประโยชน์ต่อร่างกาย การกินน้ำ RO ย่อมทำให้ร่างกายได้รับสารเหล่านี้น้อยลงครับ
แต่... ปริมาณสารเหล่านี้ในน้ำนั้น มีน้อยมากครับ (ถึงจะเป็นน้ำแร่ก็ตาม) ร่างกายของเรา ได้รับสารอาหารจากอาหารที่เรากินเข้าไปเป็นหลัก ไม่ได้รับสารอาหารจากน้ำเป็นหลักครับ ดังนั้น ถึงแม้จะกินน้ำ RO ไปนานๆ ก็ไม่มีผลต่อภาวะขาดสารอาหารแต่อย่างใด
ดื่มน้ำ RO แล้วจะทำให้ฟันผุ
น้ำ RO ค่อนข้างบริสุทธิ์มาก สามารถไปกัดกร่อนบริเวณเคลือบฟันของเราได้ และอาจจะไปละลายผิวเคลือบฟัน ทำให้ฟันไม่แข็งแรงหรือฟันผุได้ง่าย
แต่เหตุการณ์นี้ จะเกิดขึ้นได้ ก็ต่อเมื่อคุณได้สัมผัสกับน้ำนี้ เป็นเวลานานๆ เช่น อมน้ำไว้ในปากทั้งวัน หรือเอาฟันไปจุ่มไว้ในน้ำ RO ตลอดเวลา
การกินน้ำแบบปกติ น้ำจะมีเวลาสัมผัสกับฟันน้อยมาก แล้วก็จะไหลลงสู่คอและทางเดินอาหารต่อไป น้ำที่อาจเหลืออยู่ในปาก ก็จะถูกเจือจางด้วยน้ำลายของเรา และส่วนใหญ่ก็จะไหลลงไปสู่ทางเดินอาหารเช่นกัน จึงไม่มีผลที่จะทำให้เกิดฟันผุได้ครับ
สรุปแล้ว การกินน้ำ RO ไม่ทำให้สุขภาพเราย่ำแย่ไปกว่าการกินน้ำปกติแต่อย่างใดครับ (นอกจากว่าแผ่นกรองจะไม่ดี) และการใช้น้ำ RO นี้ ก็มีมานานแล้วด้วย ที่เห็นกันมากๆ คือ การใช้เป็นน้ำกินในการเดินเรือ เขาก็จะใช้น้ำทะเล มาผ่าน RO ทำเป็นน้ำกินได้ตลอดเวลาครับ
ที่มา
http://www.sangraphee.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=408158
http://www.boilerthailand.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=562743&Ntype=14
http://www.kochmembrane.com/sep_uf.html
