ما در این پست از وب سایت مجله خبری دانشگاه آب قصد داریم نقش ممبران صنعتی در تصفیه آب را مورد بررسی قرار دهیم.که در واقع این نوع ممبران فیلتر هایی هستند که برای جلوگیری از آلودگی هاو محلول در آب استفاده می شود و باعث تصفیه آب می شود.
ممبران صنعتی تصفیه آب چیست :
فیلتر ممبران، اصلی ترین و مهم ترین قطعه در دستگاه های تصفیه آب صنعتی در حوزه فیلتراسیون و تصفیه به شمار می رود. فیلتر ممبران صنعتی یک غشای نیمه تراوا است. بدین صورت که غشاء نیمه اندازه به صورت لایه های نازک به دور لوله ای پیچیده شده و ساختار آن به گونه ایست که تنها اجازه عبور برخی از مواد را می دهد. و تمامی آلودگی های شیمیایی، نیترات، نیتریت، آرسنیک را تا 99.6 درصد حذف می کند. به همین دلیل گفته می شود این فیلتر موجب شیرین سازی آب و حذف محلول در آب می شود.
فشار کاری بر روی فیلتر ممبران صنعتی، به سختی آب و املاح موجود در آن بستگی دارد. بدین صورت که هر چه سختی آب بالاتر باشد، فشار اعمال شونده توسط آب نیز بر روی غشای ممبران بیشتر خواهد بود. به همین دلیل میزان فشار ایجاد شده توسط پمپ در فرآیند تصفیه آب به وسیله فیلتر ممبران از اهمیت بالایی برخوردار است این میزان فشار با توجه به میزان غلظت آب تعیین می گردد، بدین معنا که هر چه میزان غلظت بیشتر باشد به فشار بیشتری برای عبور مایع از فیلتر ممبران نیازمندیم.
نحوه ی عملکرد فیلتر صنعتی:
نحوه عملکرد فیلتر ممبران در طبیعت و رفتار طبیعی مولکول‌ها همیشه حلال است. که از طریق یک غشای نیمه تراوا از جایی که محلول رقیق‌تر است به جایی که محلول غلیظ تر است، نفوذ می‌کند.
عملکرد فیلتر ممبران فیلتر اسمزی با اختلاف فشار و اختلاف غلظت کار می‌کند و با تشخیص فشار و غلظت انواع ناخالصی‌های موجود در آب کار می کند.
سوراخ های موجود روی آن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نمی تواند ناخالصی های بزرگ از آن عبور کند و تنها مولکول‌های آب از آن عبور کنند .انواع فیلتر ممبران صنعتی عموماً در دو سایز با قطر 4 اینچ و 8 اینچ تولید شده و انواع مختلفی دارد . از جمله آنها برای آب دریا، آب لب شور، آب تصفیه شده شهری، نانوفیلتراسیون، مقاوم در برابر رسوب و… دارند.
انواع ممبران صنعتی تصفیه آب:
ممبران های تصفیه آب صنعتی بر اساس نوع کاربرد و شرایط آب ورودی، به انواع مختلفی تقسیم می شوند. از جمله مهمترین انواع ممبران های صنعتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
ممبران نانوفیلتراسیون (NF – Nanofiltration)
برای حذف یون های دو ظرفیتی، مولکول های آلی کوچک و سایر جامدات محلول طراحی شده است. یکی از کاربرد‌های غشاهای نانوفیلتراسیون کاهش سختی آب است.
ممبران اولترافیلتراسیون (UF – Ultrafiltration)
در جداسازی کلوئیدهای کوچکتر، پروتئین‌ها و ویروس‌ها موثر است. به طور کلی هدف غشاهای اولترافیلتراسیون کاهش موثر آلودگی آب است که با پارامتر NTU مشخص می‌شود. همچنین در کاهش ترکیبات آلی موجود در آب که با پارامتر TOC اندازه گیری می‌شود می‌تواند عملکرد موثری داشته باشد.
ممبران میکروفیلتراسیون (MF – Microfiltration)
برای حذف ذرات بزرگتر مانند باکتری ها و برخی ذرات کلوئیدی بزرگ استفاده می‌شوند. به طور کلی اگر هدف کاهش ذرات جامد معلق در آب باشد میکروفیلتر‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ممبران اسمز معکوس (RO – Reverse Osmosis)
به دلیل توانایی آن در حذف تقریباً تمام مواد جامد محلول از جمله نمک ها، مواد معدنی و ترکیبات آلی شناخته شده است. هدف اصلی غشاهای اسمز معکوس کاهش پارامتر TDS آب است، که دامنه گسترده‌ای از غلظت این ترکیبات، از ۵ تا ۵۰،۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر، را می‌تواند تصفیه کند.
کاربرد های ممبران صنعتی:
تصفیه آب و فاضلاب
- نمک زدایی:
فرآیندهای غشایی مانند اسمز معکوس (RO) و نانو فیلتراسیون (NF) به طور گسترده در کارخانه های نمک زدایی برای تبدیل آب دریا یا آب شور به آب آشامیدنی استفاده می شود. - بازیافت فاضلاب:
فرآیندهای غشایی نقش مهمی در تصفیه خانه های فاضلاب دارند، جایی که از آنها در فرآیندهایی مانند میکروفیلتراسیون (MF) و اولترافیلتراسیون (UF) برای حذف جامدات معلق، باکتری ها و سایر آلاینده ها استفاده می شود. - فرآوری لبنیات:
فناوری غشاء به طور گسترده در صنایع لبنی برای کاربردهایی مانند غلظت شیر، استانداردسازی پروتئین و حذف لاکتوز استفاده می شود. - شفاف سازی نوشیدنی:
در صنعت نوشیدنی، از غشاها برای شفاف سازی آب میوه ها استفاده می شود. فیلتراسیون غشایی حذف ذرات، مخمر و سایر ناخالصی ها را تضمین می کند و در نتیجه نوشیدنی هایی شفاف، پایدار و با کیفیت بالا ایجاد می شود. - داروسازی و بیوتکنولوژی:
- غشاها جزء لاینفک صنعت داروسازی هستند، جایی که در تولید و تصفیه داروها استفاده می شوند. فرآیندهایی مانند دیالیز، نانوفیلتراسیون به جداسازی مواد فعال دارویی (API) و حذف آلاینده ها کمک می کنند.
- بیوراکتورها:
در بیوتکنولوژی، عملیات بیولوژیکی را با فیلتراسیون غشایی ترکیب می کنند. این سیستم ترکیبی کارایی تصفیه فاضلاب را افزایش می دهد، از فرآیندهای کشت سلولی پشتیبانی می کند و به تولید محصولات مبتنی بر زیست کمک می کند.
مزایای فیلتر صنعتی تصفیه آب:
- قابلیت فیلتر حجم بالای مایعات
- هزینه فیلترینگ کم وصرفه اقتصادی
- حذف درصد بالایی از عوامل بیماری‌زا یا پاتوژن‌ها بدون استفاده از مواد شیمیایی
- بازده انرژی بالا در سیستم تصفیه آب
- قابل استفاده برای فیلترکردن آب در محیط‌های حساس آزمایشگاهی
- سرعت عمل بالا جهت گزارش دهی در ارزیابی سریع میکروبی نسبت به روش مرسوم MPN
- دارای طول عمر بالا در سیستم تصفیه آب
- مورد استفاده در سیستم تصفیه آب کوچک، بزرگ و حتی سیستم‌های تصفیه قابل حمل
معایب فیلتر صنعتی تصفیه آب:
- نامناسب بودن برای فیلتر کردن آب‌های کدر
- تعداد زیاد باکتری درفیلتر به دلیل بالا بودن میزان میکروارگانیسم‌ها در آب
- باعث حذف املاح مفید موجود در آب
- نیاز به فشار دیفرانسیل بالا
- احتمال رسوب‌گیری ممبران صنعتی
- مصرف زیاد آب به دلیل فرآیند جداسازی آب خالص ازآلودگی
نکات مهم در هنگام استفاده از ممبران صنعتی تصفیه آب:
یکی از نکات بسیار مهم در سیستم تصفیه آب صنعتی چگونگی مراقبت و نگهداری، بعد از خرید دستگاه می باشد. هر اندازه نکات نگهداری به صورت اصولی رعایت شود به همان اندازه، میزان بازدهی دستگاه و عمر دستگاه افزایش خواهد یافت. در ادامه به بررسی برخی از این موارد می پردازیم:
بهتر است تمامی میکروارگانیسم های موجود در آب ورودی به دستگاه آب شیرین کن توسط سیستم کلرزنی حذف شود در صورتی که این اتفاق نیفتد باعث آسیب به ممبران می شود.
- به منظور جلوگیری از ایجاد رسوب بر سطح ممبران باید از آنتی اسکالانت مرغوب استفاده کرد.
- توجه داشته باشید عدم استفاده از دستگاه آب شیرین کن به مدت طولانی سبب آسیب جدی به ممبران ها و کاهش راندمان دستگاه و حتی در مواردی تخریب کامل ممبران می شود.
- عمر مفید فیلتر های میکرونی به طور میانگین یک ماه است حتما توجه داشته باشید بعد از گذشت این زمان اقدام به تعویض فیلترها کنید.
- اگر پس از گذشت مدتی تولید کاهش پیدا کرد (بیش از 10 درصد تولید اولیه) حتما عملیات شستشو در محل صورت پذیرد.
- اگر آب ورودی به دستگاه اسمز معکوس دارای آهن زیاد و سختی بالا باشد حتما باید از دستگاه سختیگیر رزینی به عنوان پیش تصفیه استفاده کنید.
- تغییرات بیش از حد آب ورودی و کدورت سبب آسیب رسیدن به ممبران ها می شود از این رو همواره آب ورودی به سیستم تصفیه آب صنعتی باید آبی بدون و بدون تغییر باشد.
نتیجه:
از آنجایی که گزینه های زیادی در مورد تصفیه آب وجود دارد، ممبران موفق می شود تا اطمینان حاصل کند که هر سیستم برای مشتریان خود بهترین است. به همین دلیل است که هر واحد کاملاً سفارشی ، طراحی و ساخته شده است تا مطابق با نیازهای هر مشتری باشد.
