انواع ممبران تصفیه آب و استفاده آنها

انواع ممبران های استفاده شده در تصفیه آب

ممبران (Membrane)ها در واقع، لایه‌های نازک از جنس غشاء نیمه تراوا هستند که می توانند تا ذرات معلق را از مایع، هنگامی که با فشار از آن عبور می‌کند، جدا کنند. استفاده از ممبران در صنعت تصفیه آب برای حذف باکتری ها، میکروارگانیسم‌ها، ذرات و مواد آلی، به سرعت در حال افزایش است.

با توجه به توصیه‌های فراوانی که در حال حاضر روی کاهش استفاده از افزودن مواد شیمیایی(به عنوان مثال کلرزنی)  برای تصفیه آب می‌شود، کاربرد و ترویج روش‌های جداسازی فیزیکی ذرات و آلاینده‌ها توسط ممبرانها بسیار مورد توجه قرار گرفته است و با توسعه فناوری در طراحی و تولید انواع ممبران، شاهد کاهش هزینه تولید آنها هستیم. در این مقاله، در مورد چهار نوع ممبران اصلی، توضیحات مختصری ارائه و تفاوتهای آنها بیان خواهد شد.

میکروفیلتراسیون (MF)

 ممبران ها در تصفیه آب در مقباس میکروفیلتراسیون نیز کاربرد دارند فرآیند جداسازی ذرات توسط ممبرانهایی است که با توجه به اندازه حفره‌های آن، می توانند ذرات با اندازه تقریبی ۰٫۰۳ تا ۱۰ میکرون را از آب جدا کرده و حذف کنند. این جدا سازی در فشار پایین و حدود ۱۵ psi تا ۶۰ psi رخ می دهد. موادی که در فرآیند میکروفیلتراسیون، از آب جدا می‌شوند، شامل لجن، خاک،شن، ماسه، گل و لای،  جلبک و برخی از گونه‌های انگل و باکتری است.میکروفیلتراسیون، معمولاً باعث حذف ویروس‌ها نمی‌شوند. اما زمانیکه میکروفیلتراسیون همراه با یک وسیله ضدعفونی کننده جانبی (مانند اشعه ماوراء بنفش) استفاده گردد، می تواند منجر به حذف تمام میکروارگانیسم ها (از جمله ویروس‌ها) در آب شود.

یکی دیگر ازکاربرد این فناوری‌ها، جلوگیری از تشکیل رسوب می باشد. با توجه به این نکته، یکی از موارد استفاده میکروفیلتراسیون، در پیش تصفیه سیستمهای نانوفیلتراسیون و یا اسمز معکوس است تا از ایجاد رسوب و کاهش سطح عملکرد و عمر این سیستمها جلوگیری نماید. سیستمهای نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس، از روشهای متداول کاهش سختی آبهای  زیرزمینی هستند.

اولترافیلتراسیون (UF)

اولترافیلتراسیون، ذرات با ابعاد ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۱ میکرون را در فشار کاری بین ۳۰ psi تا ۱۰۰ psi جدا می‌کند. اولترافیلتراسیون ضمن حدف تمامی موادی که میکروفیلتراسیون آنها را حذف می‌کند، می تواند تا بخش عمده‌ای از ویروسها را نیز حذف کنند. جهت اطمینان از بین رفتن تمامی میکروارگانیسم‌ها، استفاده ار یک وسیله ضدعفونی کننده جانبی توصیه می‌شود.

نانوفیلتراسیون (NF)

ممبران ها در تصفیه آب در مقباس  نانوفیلتراسیون، قابلیت حذف ذرات تا ابعاد حدود ۰٫۰۰۱ میکرون را دارند. به دلیل ریزبودن حفره‌‌های این ممبران‌ها در مقایسه با میکروفیلتراسیون و  اولترافیلتراسیون، عبور آب از یک سوی ممبران به طرف دیگر، نیازمند فشار بالاتری بوده  و فشاری حدود ۱۵۰ psi مورد نیاز است. این ممبران ها، قادرند تمامی ذرات اشاره شده در دو نوع ممبران فوق و تمامی ویروسها را حذف کنند.

از آنجا که نانوفیلتراسیون، باعث کاهش میزان قلیائیت در آب می‌گردد، باید در نظر داشت که آب خروجی این ممبران دارای خاصیت خورندگی خواهد بود. بنابراین، با استفاده از روشهایی مانند افزودن بخشی از آب ورودی به آب خروجی یا افزایش قلیائیت آب خروجی برای کاهش خاصیت خورندگی آب استفاده می‌کنند.

ممبران های نانوفیلتراسیون قادر به حدف سختی آب نیز هستند. هر چند، توصیه می شود تا اگر از این ممبرانها برای سختی گیری استفاده می‌کنیم، از یکی سیستم پیش‌تصفیه قبل از آنها استفاده کنیم تا از رسوب یونهای سختی روی ممبران جلوگیری گردد.

اسمز معکوس (RO)

ممبرانهای اسمز معکوس، تقریباً بخوبی می توانند تمامی مواد معدنی محلول در آب را حذف کنند. این ممبرانها همچنین، مواد آلی طبیعی، انگل، باکتری ،رادیم و   ویروس‌‌ها را نیز بطور کامل از آب حذف می‌کنند. اثربخشی اسمز معکوس زمانی به حداکثر خود می‌رسد که با استفاده همزمان با چند روش دیگر تصفیه آب ترکیب شود. اساس عملکرد و توضیحات تفصیلی در باره تصفیه آب با روش اسمز معکوس را می‌توانید در مقاله مربوط به اسمز معکوس مطالعه کنید.

خلاصه و جمعبندی موارد فوق را می‌توان در تصاویر زیر مشاهده کرد: