اصولا آب شیرین کن برای حذف ذرات می باشد. این تاسیسات اغلب خودکار عمل می نمایند و فقط شامل صاف سازی و گندزدایی می باشند بنابراین با سایر فرآیندهای تصفیه به صورت تلفیقی وجود ندارند.اما اخیرا صاف سازی غشایی بعنوان یک گزینه جایگزین صاف سازی دانه ای صرفنظر از کیفیت منبع آب ارزیابی شده اند. این تاسیسات حتی برای منابع آبی که نیاز به کنترل DBP یا حذف NOM، رنگ، بو و طعم، سختی، آهن، منگنز، آرسنیک و سایر ترکیبات آلی و معدنی دارند، به کار می رود. برای تصفیه این نوع آب ها، فرآیندهای صاف سازی غشایی با سیستم های تصفیه پیچیده تلفیق می شوند.
اکنون صاف سازی غشایی همراه با اکسیدان ها برای حذف آهن و منگنز، با سختی گیری با آهک برای حذف سختی، با انعقاد برای آب های با کدورت زیاد یا NOM زیاد و با PAC برای حذف مواد آلی مصنوعی به کار می رود.
انعقاد، لخته سازی و گاهی اوقات با ته نشینی، واحدهای پیش تصفیه معمول برای صاف سازی غشایی می باشند. انعقاد قادر به حذف 15 تا 50 درصد NOM در آب های طبیعی است. انعقاد با ته نشینی اجازه کاربرد صاف سازی غشایی را برای آبهای با کدورت بالا و خیلی متغیر می دهد.
PAC در تصفیه خانه های متداول جهت حذف عوامل مولد بو و مزه و همچنین ترکیبات آلی مصنوعی به کار گرفته شده است. تلفیق تصفیه PAC با صاف سازی غشایی یک فرآیند بی نظیر در حذف این آلاینده مهیا می سازد. در راکتور معمول PAC به غشا، PAC به جریان آب تغذیه غشا ( در بالا دست غشا ) قرار داده می شود. با استفاده از غشاهای تحت فشار با مدل جریان جانبی یا با استفاده از غشاهای مستغرق، PAC را به آب تغذیه برگشت داده می شود. این عمل زمان تماس با PAC را افزایش می دهد و استفاده کربن را به حداکثر می رساند.
اساس کار این دستگاه ها بر عبور مولکول های غیر یونی مثل آب از یک غشا با روزنه های بسیار ریز بنا شده است. این غشاها به صورتی ساخته شده اند که مولکول های خنثی را به راحتی از خود عبور می دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریبا خالص تبدیل می گردد. در سیستم آب شیرین کن RO، جریان ورودی به دو جریان آب تصفیه شده و پساب غلیظ تبدیل می شود.
در فرآیند آب شیرین کن RO آب با فشار زیاد از یک سری غشا نیمه تراوا عبور داده می شود. این فشار خارجی از فشار اسمزی طبیعی بیشتر است در نتیجه مولکول های کوچک تر از منافذ غشا عبور می کنند در حالی که مولکول های بزرگ تر، قادر به عبور از غشا نیستند و سپس در جریانی جانبی از کنار غشا عبور داده شده و دفع می گردند. در این فرآیند میکروارگانیسم ها نیز از آب حذف می شوند. به طور کلی این فرآیند برای شیرین کردن آب های شور به کار می رود ولی در سال های اخیر برای حذف آلاینده های خاص نظیر نیترات مورد توجه قرار گرفته است.
آب شیرین کن RO یک روش تصفیه فیزیکی و نوعی فیلتراسیون است که نیاز به مواد شیمیایی ندارد. در اغلب منابع از روش آب شیرین کن به عنوان روشی موفق و اقتصادی در درازمدت برای کنترل آلاینده های آب از جمله نیترات یاد شده است. در این روش علاوه بر نیترات، کل جامدات محلول TDS آب نیز کاهش می یابد. اگر چه فرآیند آب شیرین کن می تواند میکروارگانیسم ها را نیز حذف کند، اما توصیه شده که آب پاک از نظر شاخص باکتریایی ( بدون کلی فرم ) به فرآیند RO وارد گردد.
ازن در تماس دهنده به آب تزریق شده و در آن پخش می شود. تماس دهنده می تواند بصورت ستون بلند عمودی، مخزن دو بخشی، ستون بستر آکنده ی شیب دار، همزن ثابت یا یک همزن با سرعت بالا باشد. روش های تزریق ازن به آب شامل :
وقتی ازن تحت فشار تزریق می شود، باید فشار آن به اندازه ای باشد که بر فشار استاتیکی و افت فشار در دیفیوزرها و لوله ها غلبه کند. اگر تزریق تحت فشار منفی انجام می شود، انژکتور باید برای کشیدن ازن از ازن ژنراتور، ایجاد خلا نماید. کارایی انتقال اکسیژن به غلظت ازن در گاز خوراک، فشار گاز خوراک در نقطه ی تزریق، اندازه ی حباب ازن، دمای آب، وضعیت راه بندها در حوضچه ی تماس و ظرفیت طراحی سیستم بستگی دارد.
در ابتدا ازن وارد شده به آب صرف برطرف کردن نیاز ازن شده و سپس به صورت باقی مانده در آب پایدار می شود. غلظت های معمول باقی مانده ی ازن بین 0/3-0/9 میلی گرم در لیتر قرار دارد.
میزان معمول تزریق ازن بسته به هدف از کاربرد آن ( یعنی گندزدایی، کنترل طعم و بو، کنترل رنگ و کنترل پیش سازهای THM ) بین 1 تا 5 میلی گرم در لیتر متغیر است.
بعلت اختلاط و وجود تلاطم در حوضچه ی تماس، تعیین زمان تماس مشکل است. چندین حوضچه ی تماس اختلاط کامل می تواند به طور سری بهم متصل شده تا شرایط جریان پیستونی بهتر فراهم شود.
در یک سیستم دو بخشی، بخش اول حوضچه ممکن است دو سوم کل ازن را دریافت کرده تا نیاز ازن تامین و ازن باقی مانده حداقل باشد. در بخش دوم، باقی مانده ی دوزاژ ازن برای دستیابی به مقدار باقیمانده ی مطلوب و پایدار به آب اضافه می شود. بهترین راه تعیین دوزاژ ازن، انجام مطالعات پایلون است.
دو نوع از معمول ترین انواع ممبران آب شیرین کن
اولین ممبران آب شیرین کن RO که آرایشی به صورت مارپیچی دارند. از مواد استات سلولزی ساخته شده اند. اغلی غشاهای CA امروزی از ترکیبات تری استات سلولز / دی استات سلولز با سطح غشای فعال و با ضخامت 0/1 تا 2 میکرون ساخته شده اند. که روی لایه محافظ متخلخلی با ضخامت 100 تا 200 میکرون قرار دارند.
این غشاها به صورت برگشت ناپذیر یا نامتقارن می باشند و تنها زمانی موثر هستند که روی سطح فعال آن ها محلول غلیظی به کار رود.
مقاومت در مقابل عوامل اکسید کننده مانند کلر آزاد و کلروآمین ها در آب تغذیه کننده تا غلظت 1 میلی گرم در لیتر است. این خصوصیت در جایی که احتمال گرفتگی بیولوژیکی زیاد است، اهمیت می یابد.
با توجه به آنکه غشاهای CA در معرض تجزیه شیمیایی و یا پدیده هیدرولیز قرار دارند، اگر چنانچه pH آب تغذیه کننده در خارج از محدوده 3/5 تا 7/5 باشد، اغلب سیستم ها به تزریق اسید نیاز دارند. تثبیت pH آب تغذیه کننده، در حد 6/5 می تواند طول عمر غشا تا 3 سال بیشتر را نتیجه دهد.
استفاده طولانی مدت از فشار بالاتر از 35 بار می تواند باعث فشردگی غیر قابل برگشت لایه متخلخل CA شود.
غشاهای پلی آمیدی PA برای اولین بار به شکل رشته های توخالی معرفی شدند اما در حال حاضر اغلب به صورت المان های مارپیچی استفاده می شوند. غشاهای پلی آمیدی امروزی از یک لایه نازک مواد پلی آمید آروماتیک با ضخامت 0/04 تا 0/1 میکرون تشکیل شده اند که بوسیله لایه ای با تخلخل بیشتر و با ضخامت 75 میکرون از جنس پلی سولفون به صورت کمپوزیت لایه نارک حمایت می شوند.