عملکرد غشای اولترافیلتراسیون پلیمری (UF)

عملکرد غشای اولترافیلتراسیون پلیمری  (UF)  

غشای اولترافیلتراسیون توانایی جداسازی ذراتی با ابعاد بزرگ نظیر کلوئیدها، ذرات معلق، چربی‌ها، باکتری‌ها و پروتئین‌ها را از محلول دارند. بااین‌حال یون‌های تک‌ظرفیتی و برخی یون‌های چندظرفیتی و همچنین ذراتی با وزن مولکولی کم از این غشا عبور می‌کنند.

اندازه حفرات غشای اولترا فیلتراسیون (UF) در محدوده ۰٫۰۱ – ۰٫۱ µm قرار دارد. بنابراین این دسته از غشاها ازلحاظ توانایی جداسازی در میان غشاهای میکروفیلتراسیون و نانو فیلتراسیون قرار می‌گیرند. نیروی محرکه جداسازی در فرآیندهای غشایی UF فشار است. برای انجام عملیات جداسازی با غشای اولترافیلتراسیون پلیمری ، به فشاری در حدود ۵۰ – ۱۲۰ psi (۳٫۸ – ۴٫۳ bar) نیاز است.

در ساخت این غشا می‌توان از مواد پلیمری مختلف و حلال‌ها و ضد حلال‌های گوناگون در شرایط عملیاتی متفاوت نظیر دما و رطوبت محیط بهره برد.

ویژگی‌های غشای اولترافیلتراسیون پلیمری  (UF)

رسوب‌گیری کمتر و شار خروجی بیشتر

غشاهای UF پلیمری در حین فرآیند ساخت و یا پس از ساخت تحت عملیات اصلاح توده‌ای یا سطحی قرار می‌گیرند تا رسوب‌گیری آنها کمتر شده و طول عمر بیشتری داشته باشند. این غشاها پس از عملیات اصلاح، شار عبوری بیشتر و سطحی هموارتر خواهند داشت.

مقاومت و استحکام

غشاهای اولترا فیلتراسیون پلیمری از نوع غشاهای فیلم نازک مرکب (TFC) هستند که بر روی یک لایه پلی‌استری، فیلم‌کشی می‌شوند. استفاده از لایه پلی‌استری به‌عنوان پایه سبب افزایش استحکام لایه گزینش پذیر غشا شده و امکان اعمال فشارهای بالاتر را فراهم می‌سازد.

قابلیت جداسازی متنوع

برای انجام عملیات جداسازی در کاربردهای مختلف به غشاهایی با اندازه حفرات و توانایی جداسازی متفاوت نیاز است.

ساخته‌شده از مواد پلیمری و حلال‌های گوناگون

جنس غشا تأثیر بسزایی در استحکام و قابلیت جداسازی آن دارد. ماده سازنده غشا همچنین می‌تواند بر خاصیت آب‌دوستی و یا آب‌گریزی غشا تأثیر فراوانی داشته باشد. غشاهای اولترا فیلتراسیون با توجه به کاربرد موردنظر می‌توانند از مواد پلیمری و حلال‌های گوناگون ساخته شوند.

ضخامت مختلف لایه غشا

ضخامت غشا بر استحکام و قابلیت جداسازی آن تأثیرگذار است و انتخاب صحیح ضخامت لازم برای انجام فرآیند جداسازی نیاز به بررسی دقیق دارد.

کاربردهای غشای اولترافیلتراسیون پلیمری (UF)

از غشای اولترافیلتراسیون (UF) معمولاً در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی صنعتی به‌وفور استفاده می‌شود. دلیل این امر امکان تعویض سریع و بررسی و مقایسه در ابعاد کوچک جهت یافتن بهترین غشا موردنیاز عملیات جداسازی برای کاربرد موردنظر است.

به طور کلی کاربرهای غشا اولترافیلتراسیون شامل موارد زیر است:

کاربرد برای آب فوق خالص

خالص سازی اولیه آب های صنعتی

پیش تصفیه آب فوق خالص

پیش تصفیه برای نمک‌زدایی آب دریا

پس تصفیه برای آب‌های فوق خالص

 تصفیه Blow-down آب برجهای خنک کننده

برای تصفیه Blow-down و کاهش TDS آب از فرایند اسمز معکوس استفاده می شود.اما آب Blow-down از نظر کلوئیدی ٬ بیولوژیکی و  Oil &grease فعال می باشد و باعث گرفتگی روی سطح ممبران های RO خواهد شد که بهترین پیش تصفیه اسمز معکوس٬ استفاده از ممبران های اولترافیلتراسیون می باشد.

کاربرد در صنایع زیست محیطی

تصفیه پساب های صنعتی

 صنایع غذایی و نوشیدنی

تصفیه آب های معدنی

خالص سازی و تصفیه آبمیوه

حذف پروتئین و آنزیم

صنایع مختلف

صنایع لبنی ( تغلیظ شیر و پنیر)

صنایع داروسازی (آنزیم‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها )

صنایع نساجی

صنایع شیمیایی

صنایع کاغذسازی

صنایع چرم

مزایای فرآیند اولترافیلتراسیون

کیفیت بالای محصول فیلتر شده

حذف باکتری و ویروس

فشار پایین عملیاتی

بازده بالا

کاهش نیاز به مواد شیمیایی

هزینه عملیاتی پایین

کاهش کدورت تا NTU 1/ 0

شسوی راحت

ممبرین‌های UF از جنس‌های مختلفی می‌باشند که از آن جمله می‌توان به پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌وینیلیدن فلوراید PVDF)  Polyvinylidene Fluoride)، پلی‌سولفون (Polysulfon (PS و پلی‌اکریلونیتریل (Polyacrylonitrile (PAN اشاره کرد.