فناوری غشا ممبران در دستگاه تصفیه آب

فناوری غشا ممبران طی دهه گذشته به یک فناوری تفکیک قدرتمند تبدیل شده است. فناوری ممبران، درواقع بدون افزودن مواد شیمیایی و با استفاده انرژی نسبتاً پایینی کار می‌کند و هدایت آسان و ترتیب مناسب فرآیند است.

فناوری غشا واژه‌ای کلی برای تعداد مختلفی از فرآیندهای تفکیک بسیار شاخصی است؛ چرا که در هر کدام از این فرآیندها از یک غشا استفاده می‌شود، از نوع مشابهی هستند. غشاها به تعداد زیادی برای ایجاد پردازش آب از آب زیرزمینی، آب سطحی یا فاضلاب استفاده می‌شوند. در حال حاضر غشاها رقیب تکنیک‌های مرسوم هستند. فرآیند تفکیک غشا بر اساس حضور غشاهای نیمه‌تراوا است.

ویژگی های عملکردی ممبران 

غشا به صورت یک پالایه بسیار خاصی عمل می‌کند که هم‌ زمان با گرفتن جامدات معلق و مواد دیگر به آب اجازه می‌دهد از درون آن عبور کند.

روش‌های متفاوتی وجود دارند که مواد را قادر می سازند به درون یک غشا نفوذ کنند. به عنوان مثال استفاده از فشار بالا، حفظ یک گرادیان غلظت روی هر دو سمت غشا و وارد کردن یک پتانسیل الکتریکی هستند. غشاها بواسطه یک دیواره تفکیک انتخابی اشغال می‌شوند؛ منظور از تفکیک انتخابی این است که مواد خاصی می‌توانند از درون غشا عبور کنند در حالی که مواد دیگر نمی توانند عبور کنند و گرفتار می‌شوند.

همچنین فیلتراسیون غشا را می‌توان به عنوان جایگزینی برای لخته سازی، تکنیک‌های تصفیه رسوب، جذب (پالایه‌های ماسه و پالایه‌های کربن فعال، مبدل‌های یون)، استخراج و تقطیر استفاده کرد.

فیلتراسیون ممبران

فیلتراسیون ممبران را از یک سو می‌توان بین میکرو پالایش و فرا پالایش و از سوی دیگر نانو پالایش و اسمز معکوس (RO یا ابرپالایش) تقسیم بندی کرد.
میکرو پالایش و نانو پالایش زمانی اعمال می شوند که از فیلتراسیون ممبران برای برداشتن ذرات بزرگ‌تر استفاده شود. به دلیل ویژگی باز غشاها در عین حال که اختلاف فشار پایین است بهره‌وری بالا است.

زمانی که باید نمک از آب برداشته شود نانو پالایش و اسمز معکوس اعمال می‌شوند. نانو پالایش و غشاهای RO بر اساس اصل منافذ عمل نمی‌کنند، بلکه تفکیک از طریق نفوذ از درون غشا اتفاق می‌افتد. فشار مورد نیاز برای اجرای نانو پالایش و اسمز معکوس بسیار بالاتر از فشاری است که برای میکرو و فرا پالایش نیاز است و در عین حال بهره‌وری بسیار پایین‌تر است.

منفعل کردن فرایند فیلتراسیون ممبران

دو فاکتور وجود دارند که تعیین کننده ی منفعل شدن فرآیند فیلتراسیون ممبران هستند: انتخاب پذیری و بهره‌وری، که هردو به غشا وابسته اند.

انتخاب پذیری به عنوان پارامتری با نام فاکتور بازداری یا تفکیک که توسط واحد 1/m2.h بیان می‌شود، گفته می‌شود.

بهره‌وری به صورت پارامتری با نام شار که توسط واحد 1/m2.h بیان می‌شود، گفته می‌شود.

مزیت های فیلتراسیون ممبران

فیلتراسیون ممبران موجود دستگاه تصفیه آب موجود دارای چندین مزیت است:

• فرآیندی است که هم‌زمان با دماهای پایین اتفاق می‌افتد. اهمیت اصلی آن بدین دلیل است که عملیات مواد حساس به حرارت را امکان پذیر می‌کند. همین امر دلیل استفاده گسترده از آنها در تولید مواد غذایی است.
• فرآیندی با هزینه انرژی پایین است. بیشتر انرژی مورد نیاز برای پمپ مایعات از درون غشا استفاده می‌شود. مقدار انرژی کلی که استفاده می‌شود در مقایسه با تکنیک‌های جایگزینی مانند تبخیر کم است.
• توسعه این فرآیند به آسانی امکان پذیر است.