مقدار دقت
باموفقت ممبرا ن ها در عرصه تصفیه آب، تکنولوژی ممبرا ن ها همچنان رو به پیشرفت می باشد . علاوه بر تصفیه پسابها و شیرین سازی توسط ممبران ، کاربردهای جدیدممبرانها به منظور تصفیه آب نیز در حال پیگیری می باشد . به طور کلی، حوزه کاربرد ممبرانها به طور وسیعی گسترش یافته است . اقتصادی بودن،دقت در تصفیه آب .دوستارطبیعت بودن، متنوع بودن و کاربرد آسان آنها باعث گردیده است که ممبرانها به عنوان اولین انتخاب در کاربردهای تصفیه آب مطرح باشند.
ممبرانها از چند لحاظ تقسیم بندی می گردند . انواع این تقسیم بندیها بر مبنای ترکیب شیمیایی و ساختار فیزیکی، اندازه حفره ممبران، جنس و مدول ممبران میباشد
انواع ممبران ها از لحاظ ترکیب شیمیایی و ساختار فیزیکی
ممبرانها به طور کلی به دو دسته ایزوتروپ و غیرایزوتروپ تقسیم می شوند . ممبرانهای ایزوتروپ از لحاظ ترکیب شیمیایی و فیزیکی در طول سطح مقطع خودیکسان می باشند ؛ در حالیکه ممبر انهای غیرایزوتروپ در طول سطح مقطع خود یکنواخت نبوده و شامل لایه هایی هستند که از لحاظ ساختار و یا ترکیب شیمیایی با یکدیگر متفاوت می باشند.
انواع ممبران ها از لحاظ اندازه حفره
تکنیک اسمز معکوس در مقابل اسمز مستقیم به کار می رود . در اسمز مستقیم، هنگامی که دو محلول با غلظتهای مختلف توسط یک ممبران نیمه تراوا از یکدیگر جداگردند به گونه ای که امکان عبور حلال از ممبران وجود داشته باشد در حالیکه اجزاء حل شده قادر به عبور از آن نباشد یک انتقال خود به خود (نفوذ)حلال رخ خواهد داد . حلال که معمولا آب می باشد از سمت با غلظت کمتر به سمت باغلظت بیشتر حرکت خواهد کرد.
فرایند اسمزی می تواند معکوس گردد . اعمال فشار به یک محلول غلیظ تر باعث نفوذ حلال، از ممبران نیمه تراوا و قرارگیری آن در محلولهای با غلظت کمتر خواهدشد اصطلاح اسمز معکوس به شکل جداسازی یونهای حل شده و مولکولهای کوچک که باعث آلوده شدن آب می گردند، اختصاص دارد در اسمز معکوس فشاری بیشتر ازفشار اسمزی به محلول ورودی و غلیظ تر اعمال می گردد تا شاهد جریان حلال ازقسمت غلیظ تر به قسمت رقیق تر باشیم.اندازه اندک حفره ها در این نوع ممبرانها، مسدود شدن آنها را نسبت به انواع دیگر محتمل تر می سازد. اگر چه پیشرفتهای اخیر در تکنولوژی ممبران، منجر به گسترش ممبرانهایی شده است که در فشارهای کمتری کار می کنند. به کارگیری ممبرانهای با فشار کمتر، به معنی ذخیرة انرژی الکتریکی و کاهش هزینه می باشد.
اسمز معکوس در صنعت به منظور تهیه آب قابل شرب از آبهای شور و نمکی به کار می رود و به طور روز افزونی درتصفیه فاظلاب ها به کارگرفته می شود. به طورکلی سیستم اسمز معکوس با سایر فرایند های جداسازی که برای حذف تمامی آلودگیهای آب به کارمی روند(مانند تقطیر)رقابت می نماید.
توانایی حذف آلودگی توسط ممبران اسمز معکوس بسیار وسیع بوده و شامل موارد زیرمی باشد:
• حذف مینرال ها و فلزات حل شده
• حذف یونهای منفرد حل شده و عوامل مسبب سختی
• حذف ویروس ها، باکتری ها و پیروژن تا سقف99٪
• حذف نمک ها، مواد قندی، پروتئین ها، فلزات سنگین و فلزات رادیواکتیو
• حذف پنبه نسوز، انواع مزه ها، رنگ، ترکیبات شیمیای ایجاد کننده بو، ذرات، جامدات حل شده و گل و لای
نانوفیلتراسیون نیز یک فرایند جداسازی به کمک ممبران می باشد که از ممبرا ن های نازک ومتخلخل با اندازه حفره در محدوده یک هزارم تا پنج هزارم میکرون بهره می جوید . فشار اعمالی بر جریان محلول در این تکنیک، در محدوده3/0 تا4 MPaمی باشد
به دلیل بزرگتر شدن اندازه حفره ها در ممبرانهای نانوفیلتراسیون، این ممبرانها توانایی کار کردن در فشارهای پایین تری نسبت به ممبرانهای اسمز معکوس داشته که این به معنی هزینة کمتر عملیات ونگهداری این ممبرانها می باشد.
محدوده ابعاد حفره های تکنیک مذکور، به گونه ای عمل می نماید که یونهای تک ظرفیتی می توانند از ممبران عبور نمایند، در حالیکه یونهای چند ظرفیتی که دارای ابعاد بزرگتری نسبت به نوع تک ظرفیتی هستند، اجازه عبور نخواهند داشت . ناشی از پدیده مذکور، این ممبرانها را به عنوان ممبران حذف کننده مینرالهایا نرم کننده آب نیز می نامند . قابلیت این ممبرانها در حذف نمکهای آلی بی همتا ست . حذف ترکیبات آلی حل شده و تفکیک نمودن مواد آلی با وزن مولکول یکم و زیاد از دیگر تواناییهای این ممبرانها می باشد.
ممبران اولترافیلتراسیون، به طور قابل ملاحظه ای متخلخل تر از دو نوع دیگر است . محدوده اندازه حفره این ممبرانها بین0/005 تا0/1 میکرون می باشد . وجود تخلخلهای با اندازه بزرگتر در این ممبرانها، فلاکس بیشتر جریان و در عین حال فشار ورودی کمتری را سبب می گردد(2/0 تا4/1Mpa)
ناشی از اندازه بزرگتر حفر ه های ممبران ، این تکنیک قادر به حذف یونها نبوده واغلب گونه های قابل حل مانند نمکهای معدنی از درون ممبران عبور خواهند نمود. در این روش، کلوئیدها، جامدهای معلق، میکروارگانیسم ها، مولکولهای آلی با وزن مولکولی بالا و پروتئینها از درون ممبران عبور نخواهند کرد و دردرون جریان برگشتی باقی خواهند ماند . یکی از کاربردهای مهم این ممبرانهاحذف کلوئیدها و سایر ذرات موجود در محلول ورودی به منظور جلوگیری از انسدادممبران اسمز معکوس می باشد که در ادامه مسیر نصب شده است
