فیلتر ممبران صنعتی

انواع فیلتر ممبران

با توجه به ویژگی‌های متعدد این نوع از فیلترها، ممبران‌های صنعتی در انواع مختلفی قابل تقسیم بندی می‌باشند. فاکتورهایی که بر اساس آن‌ها ممبران‌های صنعتی تقسیم بندی می‌شوند، بر اساس نوع دستگاهی است که از آن استفاده می‌کنند که این نوع دستگاه‌ها عبارتند از:

• (RO) اسمز معکوس
• (NF) نانوفیلتراسیون
• (UF) اولترافیلتراسیون
• (MF) میکروفیلتراسیون

فیلتر ممبران  با فن‌آوری اسمز معکوس

فیلتر ممبران با استفاده از فن‌آوری اسمز معکوس در داخل تاسیساتی کاربرد دارد که برای تصفیه آب آشامیدنی یا آب مورد نیاز در محیط‌های صنعتی مانند دیگ بخار از این فن‌آوری استفاده می‌کنند. آب وارد شده به دستگاه با ناخالصی‌های متعددی که به همراه خود دارد با فشار پمپ از این فیلتر عبور کرده و حجم زیادی از ناخالصی و آلاینده‌های خود را از دست خواهد داد. این آلاینده‌ها می‌تواند انواع نمک و یون، نیترات‌ها، سولفات‌ها، سرب و کلر و کلرامین موجود در آب باشد که با فن‌آوری اسمز معکوس(RO) قابل حذف و تصفیه بوده و تاثیر بسیار بالایی بر کیفیت آب خروجی خواهد داشت.

مکانیسم فرایند اسمز معکوس(RO) در تصفیه آب

Feed (جریان خوراک): این جریان همان آبی است که دارای املاح و ترکیبات مشخصی می‌باشد و قرار است از جریان آب وارد شده به فیلتر جدا شوند.

High Pressure Pump (پمپ فشار بالا): آب خوراک یا حاوی مواد آلاینده که می‌تواند از آب دریاها، پساب‌ها و یا هر نوع آبی باشد به وسیله یک پمپ فشار بالا تحت فشار قرار خواهد گرفت. میزان فشار بالایی که توسط این پمپ تولید می‌شود برای عبور آب از درون فیلتر ممبران لازم و ضروری است.

RO (ماژول یا المان): آب آلوده تحت فشار به درون المان اسمز معکوس وارد ‌شده و از روی سطح غشا عبور خواهد کرد. ممبران‌های صنعتی دارای حفرات نانومتری هستند که به آب اجازه عبور می‌دهند، اما ناخاصی‌های همراه آب ورودی مانند مواد محلول، نمک‌ها و سایر ذرات بزرگتر قادر به عبور و ورود به جریان تصفیه شده نخواهند بود.

Permeate (آب تصفیه شده پرمیت): آبی که از فیلتر ممبران عبور کرده و از آلاینده‌ها، نمک‌ها و مواد محلول پاک شده به عنوان آبی تصفیه شده از فیلتر خارج می‌شود. آب به دست آمده و تصفیه شده در این مرحله معمولاً بسیار تمیز و قابل استفاده است.

Concentrate (جریان ریجکت یا تغلیظ شده): این جریان آب غلیظی است که از ماژول یا المانRO  خارج می‌گردد. به دلیل خروج آب از جریان خوراک میزان غلظت املاح و ترکیبات آلاینده در این آب افزایش یافته است.

از فیلتر ممبران صنعتی با فن‌آوری اسمز معکوس معمولاً برای تصفیه آب آلوده، شیرین کردن آب دریا و تولید آب شرب در مناطقی که دسترسی به منابع آب تازه محدود است، استفاده می‌گردد. این فن‌آوری در صنایعی مانند تولید الکترولیت‌ها و تصفیه پساب‌های صنعتی به شکلی معمول مورد استفاده واقع می‌شود.

 مزیت و ناخالصی‌هایی که با اسمزمعکوس از آب حذف می‌گردند شامل:

• جداسازی نمک‌های محلول و غیر محلول در آب
• فلزات سنگین و سرطان‌زا موجود در آب
• نیترات
• باکتری‌ها و قارچ‌ها
• هر نوع ذرات جامد معلق در آب با اندازه کمتر از 1 نانو
• حذف سختی آب مورد نیاز در بویلر، دیگ بخار و تاسیسات تصفیه آب صنعتی بزرگ

فیلتر ممبران با فن‌آوری نانو فیلتراسیون

فیلترممبران با استفاده از فن‌آوری نانو فیلتراسیون از تکنیکی برای تصفیه آب استفاده می‌کند که در آن جریان آب با فشار بالای الکتریکی از غشای نیم تراوا و بارور با حفره‌هایی به اندازه 001/0 میکرون عبور می‌کند. با عبور جریان آب تمام ذرات و آلاینده‌های بیشتر از 1 نانو از آب جدا گردیده و مابقی آبی که از فیلتر نانو فیلتراسیون عبور می‌کند حاوی یون‌های غالباً مفید برای بدن و سیستم گوارش انسان است. ویژگی بارز و مثبت تصفیه آب با این شیوه، حذف مواد ذائد، آلاینده و مواد آلی با وزن بیشتر از 1000 دالتون است که در نهایت به داشتن آبی با درجه خلوص بالا می‌گردد.

برای تصفیه آب با فن‌آوری نانوفیلتراسیون در ساختار پکیج‌های ساخته شده برای این منظور از غشا و فیلتری دو لایه استفاده شده است. که یک لایه به منظور حفظ دستگاه در برابر فشار بالای الکتریکی وارد شده به آن عمل می‌کند و نقش لایه دوم جدا کردن آلاینده‌ها و مواد ذائد از آب ورودی به فیلتر می‌باشد. بدیهی است دستگاه ساخته شده با فن‌آوری نانو فیلتراسیون از طول عمر بالایی برخوردار خواهد بود.

مکانیسم فرایند نانوفیلتراسیون (NF) در تصفیه آب

شیوه تصفیه آب به کمک فن‌آوری نانوفیلتراسیون بسیار شبیه و نزدیک به  شیوه تصفیه اسمز معکوس است. برای تفهیم و درک بهتر از این شیوه قدری شیوه اسمز معکوس را مورد برسی قرار می‌دهیم. بر مبنای شیوه اسمز همواره مواد در طبیعت با درجه شوری کم و پایین به سمت شوری بالا و بیشتر جذب می‌گردد. در تصفیه آب ناخالص به شیوه اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون عکس این رویه در نظر گرفته می‌شود. به نحوی که با فشار آب ناخالص با درجه شوری بالا و بیشتر به سمت درجه شوری پائین و کمتر هدایت می‌گردد.

ذکر شد که در پکیج تصفیه آب ممبران نانوفیلتراسیون غشا و فیلتری دو لایه منظور شده است که آب با فشار الکتریکی از آن عبور می‌کند. با بارور شدن ممبران، علاوه بر مواد آلاینده و زائد در جریان آب ورودی، مولکول و ویروس‌ها، کاتیون‌های دو یا چند ظرفیتی نیز امکان عبور از این فیلتر را پیدا نخواهند کرد. آب بدست آمده با این شیوه تصفیه درجه خالصی بالایی دارد که برای صنایع داروسازی و مصارف صنعتی خاص مورد استفاده واقع می‌شود.

مزیت و ناخالصی‌هایی که با نانو فیلتراسیون از آب حذف می‌گردند شامل:

پکیج تصفیه آب نانو فیلتراسیون دارای مزایای بسیار زیاد و چشمگیری برای بخش صنعتی است. از جمله این مزیت‌ها و تصفیه آب با این شیوه می‌توان از:

• حذف بیشتر آلاینده‌ها، گل و لای و میکرو ارگانیسم‌های موجود در آب
• حذف مواد آلی موجود در آب با وزن سنگین‌تر از 1000 دالتون
• رنگ زدایی و حذف TSS از آب
• حذف کاتیون‌های چند ظرفیتی مانند کلسیم، آهن، سولفات، منگنز و نیترات
• حذف نمک و شوری آب برای مصارف صنعتی و کشاورزی
• تصفیه آب با این شیوه پساب کمتری نسبت بهشیوه اسمز معکوس دارد
• تصفیه آب با این شیوه مقرون به صرفه‌تر از شیوه اسمز معکوس است
• تصفیه آب بدون نیاز به مواد شیمیایی
• میزان PH آب در نانو فیلتراسیون پس تصفیه بدون تغییر باقی می‌ماند
• دبی بالا در آب و محصول خروجی
• نانو فیلتراسیون بازدهی بالاتری نسبت به سایر روش از خود نشان داده است

فیلتر ممبران  با فن‌آوری اولترافیلتراسیون

فن‌آوری تصفیه آب با شیوه اولترافیلتراسیون فناوری مبتنی بر یک فیلتر UFمی‌باشد. اولترافیلتراسیون دستگاه تصفیه آبی است که در فناوری بکار گرفته شده برای عملکرد آن نیازی به برق نیست. این فن‌آوری به گونه‌ای تعبیه شده که قادر است تنها با فشار معمولی آب شیر به خوبی کار کند. علاوه بر این غشای UF،  به کار گرفته شده در این دستگاه قادر است مولکول‌های بزرگتری از باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها را جدا کرده و از بین ببرد.

مکانیسم فرایند  اولترافیلتراسیون (UF) در تصفیه آب

 شیوه تصفیه آب با فناوری اولترافیلتراسیون نیز از نظر عملکرد همچنان مشابه با تصفیه آب با فناوری اسمز معکوس است. اما دو تفاوت قابل توجهی تصفیه اولترافیلتراسیون با اسمز معکوس که آن را قابل توجه و متمایز می‌سازد اول اندازه منافذ غشاء مورد استفاده در این فناوری‌ها است. قابل ذکر است که غشای UF به کار رفته در دستگاه اولترافیلتراسیون دارای منافذی به اندازه 01/0 میکرومتر است.

مزیت استفاده از غشای UF با اندازه 01/0 میکرومتر در زمان عبور آب این است که اجازه خروج مولکول‌هایی با اندازه مولکولی بالاتر از 01/0 میکرومتر از فیلتر داده نمی‌شود. که در نهایت با استفاده از این فن‌آوری آبی شفاف و خالص‌تر بدست می‌آید.

مزیت و ناخالصی‌هایی که با اولترافیلتراسیون از آب حذف می‌گردند شامل:

با وجود شیوه‌ها و فن‌آوری‌های متعدد در ممبران‌های صنعتی برای تصفیه آب، اولترافیلتراسیون استقبال شایانی نزد مصرف کنندگان خانگی و صنعتی داشته است. که دلیل اصلی محبوبیت آن مزایای زیاد این نوع از ممبران می‌باشد. از جمله مزیت‌ها و تصفیه آب با این شیوه UF می‌توان از:

• آب خالص بدست آمده بدون ذرات ریز، ویرویس، میکروب و مواد آلی است
• بهره‌مندی فیلترUF از مقاومت بسیار بالا در برابر اکسیداسیون
• بهره‌مندی فیلترUF از مقاومت بالای حرارتی و شیمیایی
• نرخ ناچیز و بسیار کم گرفتگی فیلترUF و عدم نیاز به سرویس و پاکسازی‌های متوالی
• فرآیند اولترافیلتراسیون SDI پایینی دارد
• دقت بسیار بالای فیلترUF در برابر جداسازی ذرات ریز
• نداشتن محدودیت در مقدار آب تصفیه شده به دلیل عدم مخزن ذخیره سازی آب
• کاربرد گسترده در صنعت و کشاورزی
• تعمیر و نگهداری آسان دستگاه
• بخاطرنیاز به فشارکم پمپ برای ورود آب به دستگاه صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای در مصرف انرژی می‌شود
• مقاومت بالای غشاهای UF اولترافیلتراسیون در برابر مواد شیمیایی و مکانیکی‌‌

فیلتر ممبران با فن‌آوری میکروفیلتراسیون

یکی دیگر از روش‌های تصفیه آب با فیلتر ممبران تصفیه با فن‌‌آوری میکروفیلتراسیون است. میکروفیلتراسیون دارای یکی از قوی‌ترین غشاها برای جداسازی جامدات از مایع است که در تصفیه آب کاربردی زیاد و گسترده‌ای دارد. در این گروه از تصفیه کننده‌های آب از غشاهایی با قطر بسیارکم با منافذی که قادرند تا آلاینده‌ها و ذراتی  را با اندازه‌های 1/0 تا 10 میکرون را از مایعات حذف کنند استفاده گردیده است.

مکانیسم فرایند میکروفیلتراسیون (MF) در تصفیه آب

‍‍‍فرآیند تصفیه‌‌‌ آب به روش میکروفیلتراسیون در چندین مرحله انجام می‌شود. ابتدا به منظور حذف ذراتی با اندازه 45 میکرون، آب از فیلتر شنی عبور خواهد کرد. با انجام این کار در مرحله پیش تصفیه آب، از وارد آمدن آسیب به غشای حساس میکروفیلتراسیون جلوگیری به عمل آمده و راندمان  تصفیه آب نیز تا حد مطلوبی افزایش خواهد یافت. در ادامه آب خروجی از فیلتر شنی به کمک پمپ وارد هوزینگ که حاوی غشای میکروفیلتراسیون است و تنها ذراتی با اندازه کمتر از 1 میکرون امکان عبور از منافذ غشای آن را دارند، جریان پیدا خواهد کرد.

آب خروجی در این مرحله می‌تواند به عنوان آب پیش تصفیه برای اولترافیلتراسیون و یا اسمز معکوس مورد استفاده قرار گیرد.

مزیت و ناخالصی‌هایی که با میکروفیلتراسیون از آب حذف می‌گردند شامل:

غشای میکروفیلتراسیون از کاربردی‌ترین فیلترهای مورد استفاده در صنایع مختلف که نیاز به تصفیه آب دارند می‌باشد که ویژگی های مثبت متعددی دارد.

از مهم ترین نقاط مثبت و مزایای این غشا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• میکروفیلتراسیون قابلیت حذف میکروارگانیسم‌ها و حذف بیولوژیکی مواد آلاینده موجود درآب را دارد
• میکروفیلتراسیون قدرت بالای در حذف ذرات کلوئیدی، باکتری و ویروس، مواد پروتئینی و پلیمرهای موجود در آب را دارد
• قیمت مناسب و توان عملیاتی بالا از دیگر مزیت‌های میکروفیلتراسیون است
• میکروفیلتراسیون نیاز به اختلاف فشار کمی نسبت به روش اسمز معکوس دارد
• عدم نیاز به مواد شیمیایی
• عدم تغییر PH آب خروجی از غشا میکروفیلتراسیون
• شیوه تصفیه میکروفیلتراسیون مانده پساب کمتری نسبت به روش اسمز معکوس دارد
• حذف مواد آلی، گل و لای