واحد غشايي آب شيرين كن

واحد غشايي آب شيرين كن مهم ترين قسمت در دستگاه اسمز معكوس مي باشد. ممبران دستگاه آب شيرين كن وظيفه حذف آلاينده ها و املاح آب را بر عهده دارند. با حركت معكوس آب درون ممبران كه توسط فشاري كه پمپ طبقاتي ايجاد مي كند، املاح و يون هاي آب حذف مي گردد.

فيلتراسيون غشايي

فرآيند هاي غشايي از سري روش هاي تصفيه آب صنعتي است. غشا يك لايه نازك از مواد نيمه تراوا است كه هنگام عبور جريان مواد، رسوبات و مواد آلاينده محلول در آن را از هم جدا مي كند. نيرو براي جداسازي در سراسر غشا اعمال مي شود. فرآيند هاي غشايي به طور فزاينده اي براي حذف باكتري ها، ميكروارگانيسم ها، ذرات معلق، و مواد آلي موجود در آب، كه مي تواند به كاهش رنگ، طعم و بوي آب بينجامد، موثر هستند. آلاينده هاي موجود در آب با مواد ضد عفوني كننده واكنش داده و محصولات جانبي به كمك مواد ضد عفوني كننده توليد مي كنند.
همان طور كه در توليد غشا و طراحي ماژول هاي تصفيه آب صنعتي، سرمايه و عملكرد و پيشرفت هم است، اين موضوع مزيت مهمي است كه هزينه هاي توليد غشا رو به كاهش است. فرآيند هاي غشا مورد بحث در اينجا ميكروفيلتراسيون (MF) ،اولترافيلتراسيون (UF) ، نانو فيلتراسيون (NF) و اسمز معكوس (RO) است.

ميكروفيلتراسيون

ميكروفيلتراسيون به صورت آزادانه به عنوان يك فرآيند جداسازي غشايي با استفاده از غشا هاي با حفرات سايز ميكرو اطلاق مي شود. اندازه منافذ تقريباً ۰.۳ تا ۱۰ ميكرون (۱ ميكرون = ۰.۰۰۰۱ ميلي متر) و فشار عملياتي تقريباً ۱۰۰ تا ۴۰۰ كيلو پاسكال (۱۵ تا ۶۰ psi) است. مواد حذف شده توسط ميكرو فيلتراسيون شامل شن و ماسه، سيلت، خاك رس، Giardia lamblia و Crypotosporidium، جلبك ها و برخي از باكتري ها و ديگر گونه ها است. ميكرو فيلتراسيون مانعي مطلق براي ويروس ها نيست. به همين علت است كه در كنار فرآيند ميكروفيلتراسيون، از فرايند هاي ضدعفوني نيز استفاده مي شود.

با اين حال، هنگامي كه پيش تصفيه اعمال مي شود، افزايش حذف مواد آلي مي تواند رخ دهد. MF مي تواند به عنوان پيش تصفيه تصفيه آب صنعتي اسمز معكوس يا نانو فيلتراسيون براي كاهش احتمال رسوب استفاده شود. اسمز معكوس و نانوفيلتراسيون هم به طور سنتي براي نمك زدايي يا حذف سختي از آب هاي زيرزميني استفاده مي شده است.

ميكروفيلتراسيون در فرآيند جداسازي غشايي

اولترا فيلتراسيون

فيلتر هاي اولترافيلتراسيون داراي اندازه منافذ تقريباً ۰.۰۰۲ تا ۰.۱ ميكرون است. (تقريباً ۱۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ دالتون) و فشار عملياتي در اين فرآيند تقريباً ۲۰۰ تا ۷۰۰ كيلو پاسكال است و تمام گونه هاي ميكروبيولوژيكي حذف شده توسط MF (حذف جزئي) را حذف مي كند.
از جمله مواد و ذراتي كه اين نوع از فيلتر ها حذف مي كنند، باكتري ها و همچنين برخي ويروس ها، مواد آلاينده آلي و … است. براي گندزدايي آب در همين سيستم، مي توان از روش هاي مختلفي استفاده كرد و اين گندزدايي مانع از آلودگي آب در مرحله بعدي باشد و بنابراين گند زدايي براي تصفيه آب صنعتي توصيه مي شود.

مزاياي اصلي واحد غشايي آب شيرين كن UF به شرح زير است:
۱- فرايند هاي شفاف سازي و ضد عفوني معمول و عدم نياز به مواد شيميايي (منعقد كننده ، لخته كننده ، ضد عفوني كننده ، تنظيم pH)
۲- فيلتراسيون و حذف آلاينده هاي موجود در آب در مقايسه با فيلتراسيون عمقي

فيلتر هاي اولترافيلتراسيون

نانو فيلتراسيون

غشا هاي نانو فيلتراسيون كه در تصفيه آب صنعتي استفاده مي شود، داراي منافذ با اندازه اسمي تقريباً ۰.۰۰۱ ميكرون وبرش وزن ملكولي (MWCO) از ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ دالتون هستند. عبور دادن آب از اين منافذ غشاي كوچكتر نياز به فشار عملياتي بالاتري نسبت به ميكروفيلتراسيونMF يااولترافيلتراسيونUF دارد. فشار هاي عملياتي معمولاً نزديك به ۹۰psia) 600kPa) هستند و مي توانند تا ۱۵۰psia) 1000kPa)) نيز برسند. اين سيستم ها مي توانند تقريباً همه كيست ها، باكتري ها ، ويروس ها و مواد هوميكي را از بين ببرند. اگر پس از مرحله فيلتراسيون واحد غشايي آب شيرين كن ، به آب باقي مانده ضدعفوني كننده اضافه شود، آن آب را از تشكيل محصولات جانبي ضدعفوني (disinfectant byproducts DBP) مصون مي كنند. از آنجا كه غشا هاي نانو فيلتراسيون مي توانند قليائيت را نيز از بين ببرند، آب حاصل از اين فرآيند مي تواند خورنده باشد و براي كاهش خورندگي ممكن است اقداماتي مانند تركيب آب خام و آب محصول يا افزودن قليا ئيت موثر باشد. نانو فيلتراسيون همچنين سختي آب را از بين مي برد كه باعث مي شود غشا نانو فيلتراسيون در تصفيه آب صنعتي گاهي اوقات “غشاي نرم كننده” نيز ناميده شود. آب سخت تصفيه شده توسط نانو فيلتراسيون براي جلوگيري از رسوب يون هاي سختي روي غشا نياز به پيش تصفيه دارد. با اين حال، انرژي بيشتري براي نانو فيلتراسيون نسبت به ميكرو فيلتراسيون يا اولترافيلتراسيون مورد نياز است.

اسمز معكوس

اسمز معكوس RO مي تواند تقريباً تمام آلاينده هاي غير آلي را از آب حذف كند. اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي همچنين مي تواند به طور موثري راديوم، مواد آلي طبيعي( NOM)، آفت كش ها، ميكروارگانيسم ها، باكتري ها و ويروس ها را از بين ببرد. اسمز معكوس RO به ويژه هنگامي كه به صورت سري و با چندين واحد استفاده شود بسيار موثر است. فرآيند ضدعفوني نيز براي اطمينان از ايمني آب توصيه مي شود.

اسمز معكوس RO

برخي از مزاياي مهم اسمز معكوس RO عبارتند از:
۱- اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي بلافاصله كار مي كند. ( زمان زيادي براي فعال سازي سيستم نياز نيست)
۲- اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي بسيار در حذف آلاينده هاي آلي موثر است.

محدوديت هاي RO عبارتند از:
۱- استفاده از اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي سرمايه اوليه بالا و هزينه هاي عملياتي زيادي دارد.
۲- مديريت پساب اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي (محلول آب نمك) يك مشكل بالقوه است.
۳- در برخي موارد اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي به سطح بالايي از پيش تصفيه نياز است.
۴- غشاهاي اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي مستعد گرفتگي و انسداد منافذ هستند.
۵- اسمز معكوس RO در تصفيه آب صنعتي بيشترين فاضلاب را بين ۲۵ تا ۵۰ درصد توليد مي كند.