نوشته‌ها

پیش تصفیه

پیش تصفیه

پیش تصفیه چیست؟ و چه اهمیتی دارد ؟

پیش تصفیه  تا چند سال پیش اینطور تصور می‌شد که دستگاه‌ تصفیه آب  و پیش تصفیه آب آشامیدنی فقط برای برخی استان‌های کشور مانند قم و خوزستان که از آب با کیفیتی برخوردار نیستند، کاربرد دارد. اما با گذر زمان و آشکار شدن اثر آب آلوده بر شیوع بیماری‌های پوستی ضرورت سالم‌سازی آب آشامیدنی بیش از پیش موضوعیت پیدا کرد. با این حال بسیاری از افراد هنوز از کیفیت آبی که مصرف می‌کنند، هیچ اطلاعی ندارند و با این تصور که آب لوله‌کشی آب سالم محسوب می‌شود، زندگی می‌کنند.

در این مقاله‌ی حاضر قصد داریم نکاتی را درباره‌ی تصفیه‌ آب خانگی توضیح دهیم.

پیش تصفیه

1- آب سالم چه آبی است؟

قبل از اینکه بخواهیم از ضرورت پیش تصفیه آب آشامیدنی صحبت کنیم، ابتدا باید بدانیم که منظورمان از آب سالم و غیر سالم دقیقاً چیست؟ بسیاری از افراد تصور می‌کنند که همین که آب عاری از میکروب‌ها باشد، برای آشامیدن سالم است. در واقع تعریف آن‌ها از آب آلوده به آبی بر می‌گردد که یا گل‌آلود باشد و یا در آن آشغال و میکروب وجود داشته باشد. اما حقیقت آن است که آب آلوده تعریف وسیع‌تری را در بر می‌گیرد. در واقع علاوه بر میکروب‌ها و ذرات درشت نامطلوبی که در آب وجود دارند، آلودگی‌های دیگری نیز به نام املاح هستند که می‌توانند برای بدن انسان خطرناک و حتی کشنده باشند. عده‌ای تصور می‌کنند که املاح موجود در آب، همگی برای بدن مفید هستند؛ اما باید گفت که فقط بخشی از املاح که آن هم در آب‌های طبیعی مانند آب چشمه یا رودخانه‌ها وجود دارند، خواص درمانی دارند. اما املاحی که در آب‌های تصفیه شده‌ی شهری وجود دارند، معمولاً ترکیبات نامطلوبی از مس، روی، منیزیم، جیوه، سرب و عناصری از این دست هستند.

این عناصر در میان مدت و بلندمدت در بدن انسان ته‌نشین می‌شوند و از خود واکنش‌های شیمیایی آزاد می‌کنند. همچنین بخش دیگری از املاح نامطلوب در آب مربوط به موادی مانند شن‌های بسیار ریز و گچ است که این مواد کم کم سبب گرفتگی عروق و رگ‌های بدن شده و خطر ابتلا به انواع بیماری‌ها از جمله بیماری قلبی و عروقی را افزایش می‌دهند. بنابراین تصفیه آب ورودی ساختمان و یا به عبارتی پیش فیلتراسیون آب آشامیدنی امری ضروری به نظر می‌رسد.

3- پیش تصفیه چیست؟

 

منظور از عمل پیش تصفیه  که در ورودی ساختمان نصب میشود که اصطلاحاً پیش فیلتراسیون نامیده می‌شود، عملیاتی است که توسط دستگاه‌ تصفیه آب خانگی انجام می‌گیرد. این دستگاه‌ها آب تصفیه شده شهری را که هنوز برای مصرف نیاز به پاکسازی بیشتر دارد، تصفیه می‌کنند و از طریق فیلترهای جذب قوی عناصر خطرناک و املاح نامطلوب آب را از بین می‌برند. این فیلترها از جنس الیاف گیاهی مخصوص هستند که از قدرت جاذبه بالایی برخوردارند. از آنجایی که استفاده از چنین الیافی در سطح بسیار بزرگ برای تصفیه آب خانه‌های شهری هزینه‌ی بسیاری دارد، این مرحله معمولاً در این سازمان‌ها صورت نمی‌گیرد.

پیش تصفیه

4- چرا باید عمل پیش تصفیه را انجام داد؟

بر حداقلی بودن عملیات پیش تصفیه در سازمان‌های تصفیه شهری، عامل دیگری وجود دارد که منجر به آلودگی آب می‌شود و آن فرسودگی شبکه‌ی آبرسانی شهری است. لوله‌های فلزی معمولاً پیش از مدتی دچار رسوبات و زنگ زدگی‌هایی می‌شوند که این زنگ زدگی‌ها آبی را که از داخل آن‌ها عبور می‌کند، آلوده می‌کنند. در نتیجه استفاده از دستگاه‌ تصفیه آب خانگی برای تصفیه آب ورودی ساختمان باعث از بین بردن آلودگی‌های آب آشامیدنی می‌شود.

پیش تصفیه ورودی ساختمان برای مجتمع‌های آپارتمانی نیز ضرورت دارد؛ چرا که رسوبات آب تصفیه شده شهری به تدریج در سیستم لوله‌کشی مجتمع‌های مسکونی ته‌نشین شده و باعث گرفتگی لوله‌ها می‌شود که در بلند مدت علاوه بر ناسالم کردن آب، باعث افزایش هزینه‌های سرویس و نگهداری لوله‌ها می‌شود. معمولاً در مجتمع‌های مسکونی به منظور تصفیه آب ورودی ساختمان دستگاه تصفیه آب خانگی پیش فیلتراسیون را در ابتدای مسیر ورودی آب کل مجتمع قرار می‌دهند تا آب آشامیدنی تمام واحدها از همان ابتدای ورود به ساختمان، سالم‌سازی شده باشد.

 

یکی از مهم‌ترین کارهایی که دستگاه‌ پیش تصفیه ساختمان انجام می‌دهند، حذف ماده‌ی شیمیایی و مضر کلر است. کلر اگرچه یک گندزدای قوی است که برای از بین بردن میکروب‌ها استفاده می‌شود، اما ورود آن به بدن انسان اگر از میزان معینی فراتر رود، بسیار خطرناک خواهد بود. کلر نه تنها از طریق آشامیدن که از طریق منافذ پوستی در مواقع استحمام نیز می‌تواند وارد بدن انسان شود؛ بنابراین استفاده از دستگاه پیش تصفیه ساختمان نه تنها برای آب آشامیدنی که برای کل آب مصرفی ساختمان امری ضروری به نظر می‌رسد.

 

فناوری نانو در تصفیه آب

فناوری نانو در تصفیه آب

فناوری نانو در تصفیه آب

 

فناوری نانو

فناوری نانو در تصفیه آب در تکنولوژی عصر جدید است. حدود دو سوم کره زمین را آب فرا گرفته است . که از این میزان آب حدود ۹۷ در صد آن غیر قابل آشامیدن هست . بر اساس پیش بینی سازمان ملل در سال ۲۰۳۵ میلادی حدود ۴۸ کشور (یعنی ۳۲ درصد جمعیت جهان ) دچار کمبود آب آشامیدنی می شوند. در آغاز قرن بیست و یکم دانشمندان تمرکز خود را ، بر روی فن آوری نوینی ( فناوری نانو ) معطوف کردند . این فناوری برای اولین بار حدود چهل سال پیش مطرح شد . البته روش های دیگری نیز برای دسترسی به آب قابل شرب وجود دارد که از جمله آن می توان به استفاده از دستگاه آب شیرین کن اشاره کرد که این سامانه بروی آب های شور دریا و یا رودخانه ها قرار گرفته و آب قابل شرب را برای ما تامین می کند . که در ذیل به معایب استفاده از این سامانه و برتری فناوری نانو در تصفیه آب بر این روش اشاره خواهیم کرد .

فناوری نانو در تصفیه آب

۲ – اطلاعات آماری موجود در مورد آبها :

۵۰ درصد آبهای زیرزمینی و ۷۸ درصد آب رودخانه ها در مناطق شهری غیر قابل شرب می باشند که با تکنولوژی جدید فناوری نانو در تصفیه آب قصد داریم این آمار را به حداقل برسانیم .

 

۳ – معایب استفاده از سامانه آب شیرین کن ها :

۱- تغییر در اکوسیستم طبیعت به علت تخلیه پسآب های ناشی از تصفیه در طبیعت و ….
۲-با توجه به اینکه این سامانه باید در درون آب قرار گیرد نحوه ی ساخت و اجرای تاسیسات آن بسیار دشوار است .
۳- مجاورت دستگاه ها و تاسیسات آب شیرین کن با آب شور باعث از بین رفتن دستگاه ها و به کار بستن تمهیدات ویژه ای را می طلبد .
۴- باعث افزایش درجه حرارت آب می شود . ( در اثر عبور آب درون دستگاه ها و بازگرداندن پسآب آن به داخل آب )
۵- باعث افزایش PH آب شده و خاصیت اسیدی آب را زیاد می کند .
۶- باعث از بین رفتن ماهی ها و موجودات کوچک و ذره بینی درون آب می شود . ( در اثر برخورد با صافی ها و دستگاه های حرارتی )
۷- هزینه بسیاری را هم در زمینه ساخت ، نگه داری و همچنین انتفال آب تصفیه شده در بر دارد .

فناوری نانو

۴ – فیلترها بر اساس اندازه منافذشان :

۱- میکرو فیلترها
۲- اولترا فیلترها
۳- نانو فیلترها
نانو فیلترها در اصل فیلتراسیون با فشار پایین تر است بنابراین قیمت تمام شده نانو فیلترها و انرژی مصرفی آنها نسبت به دو روش دیگر کمتر می باشد.

فناوری نانو

 

۵ – تعریف فناوری نانو :

فن آوری نانو به معنای ساخت اتمها و مولکولها جهت تولید مواد ، دستگاهها و تکنولوژی های جدید است .
سعی و تلاش در فناوری نانو در تصفیه آب بر این پایه استوار است که به جای اینکه ما مواد را کوچکتر کنیم تا آنها را تولید کنیم ( به آرمان های خود دست یابیم ) کوچکترین ذره ای را که می تواند این مواد را برای ما تولید کند را به دست آوریم و حالا ما از فناوری نانو در تصفیه آب استفاده میکنیم .

فناوری نانو در تصفیه آب

۶ – بازار مصرف نانو فیلتراسیون :

۱ – تقریبا حدود ۶۵ درصد بازار مصرف نانو فیلتراسیون مربوط به شیرین کردن آب ( فناوری نانو در تصفیه آب ) است .
۲- ۲۵ در صد مربوط به صنایع غذایی( در تولید لبنیات )
۳ – ۱۰ درصد مربوط به صنایع شیمیایی می شود.

۷ – موارد کاربرد ذرات نانو در تصفیه و حذف آلاینده ها :

-۱ حذف رنگ ۲-حذف مواد آلی ۳- حذف آرسنیک ۴ – فلزات سنگین ۵ – حذف آلاینده های خاص از فاضلاب به کمک نانو سرامیک ها ۶- حذف آلاینده های نفتی ۷ – حذف پسابهای صنعتی و …

فناوری نانو در تصفیه آب

۸ – غشاهای نانویی :

غشاها با حفره هایی از جنس نانو لوله های کربنی امکان جداسازی ارزانتر گاز و مایع را فراهم می کنند . در حال حاضر اغلب غشاهای موجود ، از جنس مواد پلیمری هستند که برای کاربردهای دمای بالا مناسب نمی باشند .که این نانو لوله ها این مشکل را به خوبی حل کرده اند و به راحتی می توان از فناوری نانو در تصفیه آب استفاده نمود .
این غشاهای جدید (نانو لوله های کربنی ) با حفره های کوچک تر و تراکم بسیار و امکان عبور شدت جریان زیاد از هر حفره از لحاظ گذردهی آب و هوا نسبت به غشاهای پلی کربناتی بسیار برترند . بعضی بر این تصور استوار هستند که با توجه به اینکه نانو لوله های کربنی بسیار باریک و طولانی هستند نمی توانند به خوبی مواد و آب را از خود عبور دهند ولی واقعیت خلاف این تصور را نشان می دهد . از دیگر ویژگی های فناوری نانو در تصفیه آب (نانو لوله های کربنی هستند) می توان به انعطاف بسیار بالای این لوله اشاره کرد که می توان آنها را گره زد و به هر شکلی در آورد .
نانو فیلتراسیون یکی از کاربردهای مهم فناوری نانو در تصفیه آب است که امکان جداسازی ذرات را از آب در مقیاس نانو و تولید آب تصفیه شده در حجم انبوه را فراهم می سازد.

فناوری نانو در تصفیه آب

۹ – کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب :

۹- ۱  حذف رنگ از آب آشامیدنی:
دلایل حذف رنگ :
الف) به خاطر ظاهر آن
ب) رنگ ها در آب منشا تولید تری هالومتانCHCL3 هستند که ماده ای بسیار خطرناک و مسموم کننده است. رنگ موجود در آب طبیعی به خاطر اسیدهای معدنی با جرم مولکولی۸۰۰-۵۰۰۰۰ gr/mol است. ( اغلب روشهای تصفیه آب قادر به جداسازی مواد فوق نمی باشند.) لذا با استفاده از غشاهای نانویی می توان تا ۹۹ درصد اینگونه مواد را به سهولت از آب جدا کرد.

۹- ۲- کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب و  فاضلابهای صنعتی :
۹- ۲– ۱ – تصفیه آب مورد استفاده در کارخانه ها که برای خنک کردن دستگاه ها بکار می روند :
الف) حذف محصولات جانبی گند زدایی(THM )
ب) حذف سختی
ج) حذف مواد آلی طبیعی
د) حذف فلزات سنگین (As, pd, Fe , Cu , Zn , Si )

۹- ۲-۲-تصفیه زباله های کشاورزی :
الف) حذف جلبکهای سمی
ب) حذف فسفات ،نیترات،سولفات،فلورایت
ج) حذف سلنیم در حین تصفیه آب

۹ – ۳- حذف آرسنیک:
آرسنیک در اثر انحلال مواد معدنی موجود در سنگها و خاکهایی که تحت تاثیر عوامل فرساینده طبیعی قرار گرفته اند در لایه های زمین پخش شده و باعث آلودگی آب می گردد. آرسنیک بی رنگ ، بی بو ، بی مزه و بسیار سمی و سرطان زاست. آمار نشان می دهد در بنگلادش ۲۰-۱۰ درصد مردم دچار مسمومیت با آرسنیک شده اند .
حداکثر حد مجاز آرسنیک مطابق استاندارد who برابر ۰۱/۰ mg/lit است و آزمایشات نشان می دهد که برای از بین بردن اغلب فلزات سنگین موجود در آب ، روش تصفیه کاتالیزوری گزینه مناسبی نمی باشد پس نیاز به فناوری نانو برای تصفیه آلاینده های فلزی سنگین مانند آرسنیک بسیار ضروری است.
برای حذف آرسنیک از آب ، از نانو بلورهای مغناطیسی به عنوان هسته اصلی سیستم های تصفیه جدید مورد استفاده قرار می گیرد علت استفاده از این نانوها این است که سطوح معدنی آهنی تمایل شدیدی به جذب آرسنیک از خود نشان می دهد و همچنین با انتخاب اندازه مناسب می توان به راحتی این ذرات مغناطیسی را از آب جذب و جدا کرد.

فناوری نانو در تصفیه آب

۹- ۴ -حذف آلاینده های آلی با استفاده از نانوذرات تیتان ( Tio2) :
نانو ذرات تیتان Tio2 برای اکسید کردن آلاینده های آلی و همچنین جذب فلزات سنگین در مکانهای آلوده مورد استفاده قرار می گیرند . این نانو ذره مواد آلاینده آلی را به آب ( H2O ) و دی اکسید کربن( Co2 ) تبدیل می کند . با توجه به تحقیقات برداشت می شود که از این ماده می توان برای رفع آلاینده ها ، ویروسها و مواد شیمیایی آلی خطرناک نیز استفاده کرد . همچنین این نانو ذره مهمترین کاتالیستی است که برای حذف آلودگی های ناشی از مواد آلی موجود در آبهای آلوده به مواد نفتی و نیز پسابهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

فناوری نانو در تصفیه آب

نحوه به عمل آوردن ذرات نانو تیتان ( Tio2 ) بدین گونه است که : آنرا در زیر لایه های مناسبی پوشش داده و در حوضچه هایی تحت تابش نور فرابنفش قرار می دهند . در اثر تابش این نور ماده خاصیت اکسید کنندگی پیدا می کند و موادآلی را به آب ( H2O ) و دی اکسید کربن ( Co2 ) تبدیل می کند. و نیز بعضی از اسیدهای معدنی را تجزیه می کند.
طبق آزمایشات به عمل آمده ، پساب آلوده به مواد نفتی پس از ۷ روز توسط این نانو ماده تجزیه می شود. برای بازدهی بیشتر این نانو ماده از آهن ( Fe ) هم استفاده می کنند که آهن عمل اکسایش تحت تابشهایی با طول موج بلند تر و به طور ویژه در ناحیه نور مرئی را ممکن می سازد.

, , , , ,

فیلتراسیون تر ( فیلتراسیون با استفاده از وکیوم و پیوسته )

فیلتراسیون

فیلتراسیون تر ( فیلتراسیون با استفاده از وکیوم و پیوسته )

فیلتراسیون تر با استفاده از دو دسته فلیتر انجام می‎شود:

  1. فیلتراسیون با استفاده از وکیوم ( به طور پیوسته )
  2. فیلتراسیون با استفاده از فشار ( پیوسته ).

فیلترهای وکیوم (پیوسته) به دو صورت خوراک‌دهی از بالا (Top-fed) و خوراک‌دهی از پایین  (bottom-fed)  وجود دارد.  فیلترهای فشاری پیوسته دارای دو مزیت هستند. این دو مزیت عبارتند از: جدایش مستمر و آب‌گیری بیشتر.

در این مقاله به طور مختصر هر کدام از موارد فوق‌الذکر را توضیح خواهیم داد.

  1. فیلتراسیون با استفاده از وکیوم (به طور پیوسته)

فیلترهای وکیوم (پیوسته) به دو صورت خوراک‌دهی از بالا (Top-fed) و خوراک‌دهی از پایین  (bottom-fed)  وجود دارد. معمولاً برای جدایش مایع- جامد با حجم وسیع (چندین تن محصول در هر ساعت) استفاده می‌شوند.

الف) فیلترهای خوراک‌دهی از بالا  (Top-fed)

این گروه شامل فیلترهای Vacuum belt و pan/table بوده و معمولاً هنگامی که مقدار خوراک ورودی زیاد باشد و کیک با ضخامت بالا به راحتی بر روی پارچه تشکیل گردد از این نوع فیلتر استفاده می گردد. در این نوع فیلتراسیون، کشیدن مایع به درون پارچه فیلتر به دلیل ایجاد وکیوم در یک سمت پارچه صورت می گیرد. داشتن دید خوب نسبت به Filter cake و امکان تنظیم فرآیند با توجه به آن، از دیگر ویژگی‌های این دسته از فیلترها است. مقدار خوراک کاملاً به مقدار دوغاب ورودی وابسته است. عملکرد فیلتر (مقدار رطوبت نهایی باقی مانده در کیک) به اندازه سطح فیلتر و تا حدودی به سرعت فرآیند بستگی دارد.

  • Vacuum Belt filter

در Vacuum Belt filter ها، پارچه فیلتر به صورت نواری (معمولاً بافته) بر روی مجموعه ای از غلتک‌های افقی کشیده می‌شود. با حرکت کردن نوار، دوغاب از یک انتهای فیلتر وارد شده و ضمن حرکت به سمت قسمت انتهایی، آبگیری و شسته می‌گردد.

  • Pan filter

این فیلتر که به آن Table filter نیز گفنه می‌شود، مشابه فیلتر واکیوم دیسکی‌ای است که از سطح مقطع دایره‌ای‌اش بر روی زمین قرار گرفته باشد. با چرخیدن فیلتر، کفه‌ها با دوغاب پر شده و مایع توسط وکیومی از درون کیک (تشکیل شده روی پارچه) خارج می‌گردد.

ب) فیلترهای خوراک‌دهی از پایین  (bottom-fed)

این فیلترها با اصطلاح Trough-fed filters نیز شناخته می‌شوند. تفاوت اصلی این فیلترها با سایر فیلترهای وکیوم پیوسته، در وابستگی مقدار خوراک ورودی به سرعت چرخش (توان دوم سرعت چرخش) می‌باشد. این در حالی است که در Pan filter ها مقدار خوراک توسط میزان دوغاب ورودی تعیین می‌گردد.

  • Rotary vacuum drum filter

فیلترهای درام یکی از قدیمی‌ترین نوع فیلترها هستند.

این فیلترها معمولاً از پنل‌هایی تشکیل شده است که با پارچه فیلتر پوشش یافته اند.

نیمی از درام در دوغاب غوطه‌ور شده و نیمی دیگر در بالای آن قرار دارد.

با چرخیدن درام، دوغاب به داخل پارچه مکش شده و کیک تشکیل می‌گردد.

کیک در حین چرخش خشک شده و در انتهای سیکل چرخش از سطح پارچه جدا می‌گردد.

  • Rotary vacuum disc filter

فیلتر دیسکی مشابه فیلتر درام عمل می کند.

قطاع‌هایی که با پارچه پوشش داده شده‌اند وارد دوغاب شده و با برقراری وکیوم، کیک بر روی سطح آن تشکیل می‌گردد.

با چرخش فیلتر و خروج قطاع از دوغاب، عبور هوا باعث خشک شدن کیک می‌شود.

نهایتاً جت معکوس هوا باعث جدایش کیک شده و مجدداً قطاع تمیز به درون دوغاب وارد می‌گردد.

  1. فیلتراسیون با استفاده از فشار (پیوسته)

فیلترهای فشاری پیوسته دو مزیت، جدایش مستمر و آب‌گیری بیشتر را به طور توامان دارند.

الف) Belt press

تفاوت Belt press با سایر فیلترهای فشاری در نحوه آب‌گیری بوده که در این فیلترها به صورت فشردن مکانیکی نوار (Belt) که دوغاب را در بر دارد انجام می‌گیرد. دوغاب بر روی نوار پایینی ریخته شده و تا حدی جدایش ثقلی رخ می‌دهد. سپس با عبور نوار از مجموعه‌ای از غلتک‌ها، فشردن ایجاد شده و مایع فیلتر می‌شود. نوار با سرعت‌های متفاوتی از غلتک‌ها عبور کرده تا با ایجاد برش درکیک، مقدار مایع بیشتری جدا شود. در نهایت همانند  Vacuum Belt Filter، فاز جامد در انتهای دستگاه از نوار جدا می‌گردد.

ب) Pressure vessel filter

این نوع فیلتر از اصول مشابه فیلترهای وکیوم (پیوسته) اما در محفظه‌ای تحت فشار بهره می‌برد. دوغاب از بالا یا پایین فیلتر بر روی پارچه فیلتر ریخته شده و فشار بالا در محفظه باعث جدایش مایع از جامد می‌گردد. این نوع فیلتر می‌تواند به صورت نواری  (Belt)، دیسک (Disk) و یا درام (Drum) باشد که در تصویر زیر نوع نواری آن تمایش داده شده است.

ج) Filter press

فیلتر پرس دارای کاربردهای متنوع در صنایع مختلف بوده و از این رو برای آن طراحی‌های مختلف در ابعاد و اندازه‌های گوناگون وجود دارد. مقدار بسیار زیادی از سنگ آهن در سرتاسر دنیا توسط فیلتر پرس فیلتر شده و حتی در فیلتراسیون پلاسمای خون نیز از دستگاهی بسیار شبیه به فیلتر پرس ولی در مقیاس کوچک‌تر استفاده می‌گردد.

عملکرد فیلتر پرس به صورت Batch بوده و دارای زمان مشخص و بهینه‌ای برای هر سیکل فیلتراسیون است.

این زمان بهینه تابع میزان سهولت جدایش کیک از صفحات فیلتر بوده که این ویژگی محدود کننده درجه اتوماتیک بودن فیلتر است.

سهولت جدایش کیک کاملاً به انتخاب صحیح پارچه فیلتر و کیفیت آن وابسته است.

, , , , ,

سیستم اولترافیلتراسیون ( سیستم تصفیه فاضلاب روغنی )

سیستم اولترافیلتراسیون

سیستم اولترافیلتراسیون ( سیستم تصفیه فاضلاب روغنی )

سیستم اولترافیلتراسیون ، قسمتی از فرآیندهای فیلتراسیون غشایی است.

این سیستم قادر به کاهش فاضلاب‌های روغنی تا 95% و یا بازیافت آب‌های شستشو است.

اولترافیلتراسیون چیست؟

سیستم اولترافیلتراسیون، قسمتی از فرآیندهای فیلتراسیون غشایی است. در فیلتراسیون غشایی، خوراک تحت فشار از روی سطح غشاء عبور می‌کند. آب و قسمتی از یون‌ها، مولکول‌ها و مواد که دارای اندازه کوچک‌تر از منافذ آنها، فشار جریان و دما بستگی دارد.

بزرگترین تفاوت فیلتراسیون غشایی و فیلتراسیون معمولی، جهت جریان است. در فیلتراسیون معمولی جهت جریان و فشار هر دو عمود بر سطح هستند. در حالی‌که در فیلتراسیون غشایی جهت جریان موازی سطح غشاء و فشار عمود بر آن است. به همین علت فیلتراسیون غشایی را فیلتراسیون جریان متقاطع نامیده می‌شود.

در فیلتراسیون غشایی، خوراک بین مخزن فرآیند و فیلتر غشایی گردش می‌کند. در هر گذر، قسمتی از آب و مواد ریزتر از منافذ غشاء از آن عبور می‌کند و از سیستم خارج می‌شوند. فاز فیلتر شده خوراک به داخل مخزن باز می‌گردد. به این ترتیب با جداسازی آب، غلظت خوراک مرتباً افزایش می‌یابد و در نهایت خوراک بسیار غلیظ در سیستم باقی می‌ماند. به این شکل در فیلتراسیون غشایی، مواد غیر قابل عبور فقط تغلیظ می‌شوند و حجم اولیه کاهش می‌یابد.

انواع فیلتراسیون غشایی

فیلترهای غشایی بر اساس اندازه مولکول‌ها و مواد غیرقابل عبور و اختلاف فشار مورد نیاز در دو سمت غشاء به چهار گروه اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون تقسیم‌بندی می‌شوند.

فیلترهای اولترافیلتراسیون که قابلیت جداسازی مولکول‌ها و مواد کلوئیدی با وزن مولکولی 0.02 – 0.001 میکرون را دارد؛ بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارد.

 

انواع فیلترهای اولترافیلتراسیون

غشاهای مورد استفاده در این فیلترها که از مواد پلیمری خاصی ساخته می‌شوند با لایه‌های محافظ و پوسته،یک مدول اولترافیلتراسیون را تشکیل می‌دهند. انواع مختلف مدول اولترافیلتراسیون که دارای آرایش غشاء و پوسته متفاوت می‌باشند، وجود دارد.

سه نوع متداول آنها عبارتند از مارپیچی، لوله‌ای و فیبرهای میان تهی.

در تصفیه فاضلاب‌ها به دلیل وجود ذرات درشت، از نوع لوله‌ای استفاده می‌شود. این فیلترها نیاز به پیش فیلتر میکرونی ندارند. در حالیکه در سایر انواع فیلترهای اولترافیلتراسیون حضور ذرات درشت در خوراک غشاء را تخریب نموده و می‌بایست از فیلترهای حذف ذرات ریز قبل از فیلتر غشایی استفاده کرد.

موارد استفاده از سیستم اولترافیلتراسیون

موارد استفاده از این سیستم به شرح زیر است:

بازیافت شوینده‌های آب پایه

تصفیه فاضلاب‌های روغنی در انواع شیستشو

تصفیه فاضلاب امولیسون‌های جدا کننده قالب

تصفیه فاضلاب امولسیون‌های عملیات ماشین کاری و کشش انواع فلزات آهنی و غیر آهنی.

مزایایی اولترافیلتراسیون در تصفیه فاضلاب‌های روغنی

مزایای استفاده از سیستم اولترافیلتراسیون در تصفیه فاضلاب‎های روغنی به شرح زیر است:

قابل حمل بودن دستگاه

به حداقل رسیدن مصرف انرژی

به حداقل رسیدن هزینه اپراتوری و نگهداری دستگاه

عدم استفاده از افزودنی‎های شیمیایی و کاهش آلودگی شیمیایی

به حداقل رسیدن تجهیزات و حجم دستگاه

, , , , ,

فیلتراسیون

فیلتراسیون

فیلتراسیون

تعریف فرآیند فیلتراسیون

فیلتراسیون فرآیندی مکانیکی است که طی آن مواد معلق جامد از سیال جدا می‌شوند.

متداول‌ترین فرآیند مورد استفاده در حذف بیشتر مواد کلوئیدی فیلتراسیون است.

اساس جداسازی در این روش اختلاف در اندازه ذرات جامد و سیال است.

روش‌ها و دستگاه‌های بسیاری در صنایع مختلف و با ویژگی‌های خاص برای مواد کاربرد مختلف وجود دارد.

اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس دو نمونه از روش‌های مبتنی بر استفاده از فیلترها هستند.

در تصویر زیر طرحی ساده از یک فرآیند فیلتراسیون را مشاهده می‌کنید که در آن ذرات بزرگ جامد در خوراک ورودی دیده می‌شوند که به دلیل اندازه بزرگ قادر به عبور از غشاء نیستند و در عوض ذرات سیال به سادگی از غشاء عبور می‌کنند.

فرآیند فیلتراسیون مورد استفاده در تصفیه آب شامل عبور آب از میان یک بستر محتوی مواد دانه‌ای مانند شن، آنتراسیت، گارنت یا کربن فعال است. با عبور آب از میان بستر ذرات معلق در فضاهای منفذی بستر به دام افتاده و بنابراین از جریان آب حذف می‌شوند. بسته به نوع کاربرد، کیفیت جریان ورودی و کیفیت مورد نیاز جریان خروجی این صافی‌ها به صورت تک بستری یا چند بستری طراحی و تولید می‌شوند.

از دیدگاه فیلتراسیون، موقعیت دریافتی پمپ یک موقعیت ایده‌آل برای فیلتراسیون به دو دلیل سرعت کم سیال و افت فشار کم است. چون در سرعت‌های بالا به هم ریختگی و آشفتگی سیال وجود داشته و نیز در افت فشارها حرکت زیاد ذرات وجود دارد و این موارد شرایط فیلتراسیون را سخت می‌کند.

اختلاف فشار در سطح فیلتر

عبور مایع از سطح فیلتر در اثر ایجاد اختلاف فشار در دو طرف آن انجام می‌شود. مواد به صورت پالپ از سمتی که فشار بیشتر است با سطح فیلتر در تماس قرار می‌گیرند. در نتیجه آب موجود در پالپ از این سطح عبور می‌کند و دانه‌های جامد به صورت کیکی بر روی آن باقی می‌مانند.

اختلاف فشار از چهار طریق زیر ایجاد می‌شود:

  1. فشار ناشی از وزن پالپ موجود بر روی سطح فیلتر
  2. اعمال فشار اضافی بر روی سطح فیلتر
  3. کاهش فشار در سمت دیگر فیلتر
  4. ایجاد فشار با استفاده از نیروی گریز از مرکز.

نانوفیلتراسیون

نانوفیلتراسیون یکی از انواع روش‌های فیلتراسیون غشایی است که می‌تواند ذراتی با ابعاد بیشتر از یک نانومتر را حذف کند. از این رو نانوفیلتراسیون نامیده شده است.

نانوفیلترها قادر به حذف مولکول‌های آلی با وزن مولکولی بیشتر از 300 دالتون، فلزات سنگین، 20 تا 80 درصد آنیون‌های یک ظرفیتی، 90 تا 98 درصد آنیون‌های چند ظرفیتی و کلیه ارگانیسم‌ها اعم از باکتری، ویروس و … می‌باشد. بر این اساس یون‌های تک ظرفیتی و با وزن مولکولی پایین همچون متانول به سهولت ا ز منافذ غشاء عبور نموده در حالی که ذرات چند ظرفیتی و با بار مولکولی بالا به طور موثر  توسط غشاء حذف می‌شوند.

با توجه به نرخ بالای حذف کاتیون‌های دو و چند ظرفیتی خصوصاً یون‌های کلسیم و منیزیم توسط غشاهای NF، نانوفیلتراسیون به طور گسترده‌ای در سختی‌گیری آبهای صنعتی و نیز پیش تصفیه سیستم‌های اسمز معکوس به کار برده می‌شوند. در شرایطی که میزان پایین‌تر انرژی از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سیستم‌های نانوفیلتراسیون با توجه به مصرف پایین‌تر انرژی، به عنوان جایگزینی مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سیستم‌های RO مطرح می‌شوند.

از سوی دیگر خاصیت انتخابی غشاء نانوفیلتراسیون در حذف مواد موجود در آب، سبب می‌گردد تا مواد معدنی مغذی و ضروری موجود در آب حفظ و سایر مواد مضر حذف می‌شوند. این خاصیت گزینشی غشاهای نانوفیلتراسیون، سبب برتری آن نسبت به سیستم RO شده است. تحقیقات صورت گرفته نشان داده است با مصرف آب حاصل از نانوفیلترها در دراز مدت، میزان شیوع بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان به میزان 20 و 40 درصد کاهش یافته است.

فیلتر شنی

فیلتر شنی تحت فشار دارای عملکرد عالی در جداسازی و حذف ذرات معلق یا کاهش کدورت، بو، مزه نامطبوع، تیرگی، مواد میکروارگانیک، عوامل خورنده و بعضی ناخالصی‌های دیگر در آب یا پساب است. قسمت‌های تشکیل دهنده فیلتر تحت فشار شامل بستر ماسه‌ای، تجهیزات جمع‌آوری آب صاف شده، تجهیزات شستشوی معکوس و جمع‌آوری پساب شستشو است. این فیلترها از یک استوانه فلزی تشکیل شده که در دو انتها به عدسی ختم می‌شود. این استوانه‌های فلزی در ابعاد مناسب برای هر دبی، به صورت عمودی یا افقی ساخته می‌‌شود. بدنه این فیلترها استوانه شکل است و از فولاد بر اساس استاندارد معتبر ساخته شده و دارای دو دریچه بازدید است. فشار استاندارد در این فیلترها 3 تا 7 اتمسفر است.

کابردهای فیلتر شنی

تصفیه آب برج‌های خنک کننده دیگ‌های بخار از مواد معلق

به عنوان پیش تصفیه سیستم‌های NF, UF, RO

تصفیه آب استخرهای شنا و استخرهای پرورش ماهی

تصفیه آب سیستم‌های آبیاری قطره‌ای

تصفیه تکمیلی فاضلاب‌های صنعتی و بهداشتی

تصفیه آب با با کدورت بالا بعد از واحدهای انعقاد، لخته‌سازی و ته‌نشینی جهت تهیه آب شرب، بهداشتی و صنعتی.

 

, , , ,

فیلتراسیون Filteratoin

فیلتراسیون

فیلتراسیون Filteratoin

تعریف فیلتراسیون

فیلتراسیون فرآیندی مکانیکی است که طی آن مواد معلق جامد از سیال جداسازی می‌شوند. اساس این جداسازی اختلاف در اندازه ذرات برای عبور از غشاء نیمه تراوا است. روش‌ها و دستگاه‌های بسیاری در صنایع مختلف و با ویژگی‌های خاص برای مواد کاربرد مختلف وجود دارد. اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس دو نمونه از روش‌های مبتنی بر استفاده از فیلترها هستند.

فیلتراسیون غشایی

فیلتراسیون غشایی جریان متقاطع، روشی برای جداسازی مواد معلق یا محلول، بر مبنای وزن مولکولی و اندازه ذرات، با استفاده از یک غشاء نیمه تراوا است. نانوفیلتراسیون یکی از انواع روش‌های فیلتراسیون غشایی است که می‌تواند ذراتی با ابعاد بیشتر از یک نانومتر را حذف کند. از این رو نانوفیلتراسیون نامیده شده است.

مزیت مهم این روش این است که به دلیل متقاطع بودن جریان نسبت به غشاء، مواد به دام افتاده در پشت غشاء دائماً شسته شده و فیلتر کیک ضخیمی ایجاد نمی‌شود.

نانوفیلتراسیون

نانوفیلترها قادر به حذف مولکول‌های آلی با وزن مولکولی بیشتر از 300 دالتون، فلزات سنگین، 20 تا 80 درصد آنیون‌های یک ظرفیتی، 90 تا 98 درصد آنیون‌های چند ظرفیتی و کلیه ارگانیسم‌ها اعم از باکتری، ویروس و … می‌باشد. بر این اساس یون‌های تک ظرفیتی و با وزن مولکولی پایین همچون متانول به سهولت ا ز منافذ غشاء عبور نموده در حالی که ذرات چند ظرفیتی و با بار مولکولی بالا به طور موثر  توسط غشاء حذف می‌شوند.

با توجه به نرخ بالای حذف کاتیون‌های دو و چند ظرفیتی خصوصاً یون‌های کلسیم و منیزیم توسط غشاهای NF، نانوفیلتراسیون به طور گسترده‌ای در سختی‌گیری آبهای صنعتی و نیز پیش تصفیه سیستم‌های اسمز معکوس به کار برده می‌شوند. در شرایطی که میزان پایین‌تر انرژی از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سیستم‌های نانوفیلتراسیون با توجه به مصرف پایین‌تر انرژی، به عنوان جایگزینی مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سیستم‌های RO مطرح می‌شوند.

از سوی دیگر خاصیت انتخابی غشاء نانوفیلتراسیون در حذف مواد موجود در آب، سبب می‌گردد تا مواد معدنی مغذی و ضروری موجود در آب حفظ و سایر مواد مضر حذف می‌شوند. این خاصیت گزینشی غشاهای نانوفیلتراسیون، سبب برتری آن نسبت به سیستم RO شده است. تحقیقات صورت گرفته نشان داده است با مصرف آب حاصل از نانوفیلترها در دراز مدت، میزان شیوع بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان به میزان 20 و 40 درصد کاهش یافته است.

مزایای استفاده از سیستم نانوفیلتراسیون

مزایای استفاده از سیستم‌های نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب به شرح زیر است:

نمک‌زدایی و حذف املاح موجود در آب‌های با شوری پایین

سختی‌گیری موثر آب

میزان انرژی پایین سیستم

هزینه بهره‌برداری پایین

میزان پساب پایین‌تر سیستم نسبت به سیستم‌های RO

قابلیت کاهش فلزات سنگین

قابلیت کاهش نیترات و سولفات آب

قابلیت کاهش رنگ و کدورت آب

عدم نیاز به مصرف مواد شیمیایی و نمک

عدم تغییر در PH آب تصفیه خروجی از سیستم

انرژی مصرفی پایین‌تر نسبت به سیستم‌های RO

نگهداری آسان سیستم.

کاربردهای نانوفیلتراسیون

کاربرد سیستم‌های فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب به شرح زیر است:

تصفیه آب شرب

تصفیه آب مورد نیاز در فرآیندهای صنعتی

حذف یون‌های چند ظرفیتی عناصری مثل کلسیم، سولفات، آهن و منگنز

حذف یون‌های چند ظرفیتی و سختی‌گیری آب

حذف فلزا سنگین

حذف نیترات

حذف موادشیمیایی به کار رفته در گندزدایی آب

حذف آلاینده‌های میکروبی

رنگ‌زدایی آب شرب و صنعدتی

عدم نیاز به مواد شیمیایی

تصفیه آب در صنایع داروسازی

تصفیه آب در صنایع غذایی.

, , , , ,

روش‌های متداول تصفیه و شیرین‌سازی آب

شیرین‌سازی آب

روش‌های متداول تصفیه و شیرین‌سازی آب

فرآیند تصفیه و شیرین‌سازی آب  

تمام فرآیندهایی که باعث تغییر ترکیب شیمیایی و رفتار طبیعی منبع آبی می‌شود تصفیه و شیرین‌سازی آب نامیده می‌شود. این روش‌ها به سه دسته  فیزیکی، شیمیایی و زیستی تقسیم می‌شوند.

به منظور شناخت و بررسی روش‌های تصفیه آب اولین کار شناخت آلودگی‌های موجود در آب است. به دلیل تنوع موجود در آلودگی‌ها در این مقاله تنها به ذکر مهم‌ترین آلودگی اکتفا می‌شود. آلودگی‌های آب عبارتند از :

مواد بیماری‌زای میکروبی،

آلودگی‌های آلی مصنوعی، آلودگی‌های آلی فرار،

تری هالو متان، رادیو اکتیو،

سولفور، کلریدها، سرب و مس، فلوراید،

نیترات، آرسنیک، پنبه نسوز،

عوامل سختی، گل آلودگی، رنگ.

روش‌های متداول تصفیه آب

هر روش یا فرآیندی که باعث تغییر رفتار طبیعی و ترکیب شیمیایی  منبع آبی شود را تصفیه و شیرین‌سازی آب  می‌نامند. روش‌های تصفیه آب به سه دسته تقسیم می‌شوند:

روش‌های تصفیه فیزیکی،

روش‌های تصفیه شیمیایی،

روش‌های تصفیه زیستی ( بیولوژیکی).

  1. روش‌های تصفیه فیزیکی

روش‌های تصفیه فیزیکی عبارتند از:

غربال کردن، فیلتراسیون ماسه‌ای، فیلتراسیون کارتریجی، فلتراسیون ون توسط آلومینای فعال شده، فیلتراسیون توسط کربن فعال شده و فیلتراسیون توسط ممبران‌ها.

  1. روش‌های تصفیه شیمیایی

انواع روش‌های تصفیه شیمیایی عبارتند از:

انعقاد و فیلتراسیون، تعویض یونی، کاهش سختی یا نرم‌سازی توسط آهک، گندزدایی، تقطیر، دمش هوا، تنظیم ph.

  1. روش‌های تصفیه زیستی

روش‎های مختلف تصفیه زیستی که جهت تصفیه پساب استفاده می‌شوند عبارتند از: تصفیه هوازی و تصفیه بی‌هوازی.

اسمز مستقیم و اسمز معکوس

تکنیک اسمز معکوس در مقابل اسمز مستقیم به کار می‌رود. در اسمز مستقیم، زمانی که دو محلول با غلظت‌های مختلف توسط یک ممبران نیمه تراوا از یکدیگر جدا شوند به گونه‌ای که امکان عبور حلال از ممبران وجود داشته باشد در حالی‌که اجزاء حل شده قادر به عبور از آن نباشند یم انتقال خود به خود حلال رخ خواهد داد. حلال که معمولاً آب است از سمت با غلظت کمتر به سمت با غلظت بیشتر حرکت خواهد کرد.

فرآیند اسمز می‌تواند معکوس شود. اعمال فشار به یک محلول غلیظ‌تر باعث نفوذ حلال از ممبران نیمه تراوا و قرار گیری آن در محلول‌ها باغلظت کمتر خواهد شد. اصطلاح اسمز معکوس به شکل جداسازی یون‌های حل شده و مولکول‌های کوچک که باعث آلوده شدن آب می‌گردند، اختصاص دارد. در اسمز معکوس فشاری بیشتر از فشار اسمزی به محلول ورودی و غلیظ‌تر اعمال می‌شود. نتیجه این فرآیند این است که شاهد جریان حلال از قسمت غلیظ‌تر به سمت رقیق‌تر باشیم. اندازه اندک حفره‌ها در این نوع ممبران‌ها مسدود شدن آنها را نسبت به انواع دیکر محتمل‌تر می‌سازد. اگر چه پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی ممبران منجر به گسترش ممبران‌هایی شده است که در فشارهای کمتری کار می‌کنند. به کارگیری ممبران‌های با فشار کمتر به معنی ذخیره انرژی الکتریکی و کاهش هزینه است.

حذف آلودگی‌ها توسط ممبران اسمز معکوس

توانایی حذف آلودگی توسط اسمز معکوس بسیار وسیع است و شامل موارد زیر است:

حذف نمک‌ها، مواد قندی، پروتئین ‌ها، فلزات سنگین و فلزات رادیو اکتیو.

حذف یون‌های منفرد حل شده و عوامل مسبب سختی.

حذف ویروس‌ها و باکتری‌ها تا سقف 99%

حذف پنبه نسوز، انواع مزه‌ها، رنگ‌ها، ترکیبات شیمیایی ایجاد کننده بو، ذرات، جامدات محلول و گل‌ولای.

نانوفیلتراسیون

نانوفیلتراسیون یک دیگر از فرآیندهای جداسازی به کمک ممبران است. در این فرآیند از ممبران‌های نازک و متخلخل با اندازه حفره در حدود یک‌هزارم تا پنج هزارم میکرون بهره می‌گیرد. به دلیل بزرگتر شدن اندازه حفره‌ها در ممبران‌های نانوفیلتراسیون، این ممبران‌ها توانایی کار کردن در فشارهای پایین‌تری نسبت به ممبران‌های اسمز معکوس را دارند

اولترافیلتراسیون

ممبران اولترافیلتراسیون به طور قابل ملاحظه‌ای متخلخل‌تر از دو نوع دیگر است. وجود تخلخل‌های با اندازه بزرگتر در این ممبران‌ها، فلاکس بیشتر جریان و در عین حال فشار ورودی کمتر را سبب می‌شود.

در این روش، کلوئیدها، جامدات معلق، میکروارگانیسم‎ها، مولکول‌های آلی با وزن مولکولی بالا و پروتئین‌ها از درون ممبران عبور نخواهند کرد و درون جریان برگشتی باقی خواهند ماند. یکی از کاربردهای مهم این ممبران‌ها حذف کلوئیدها و سایر ذرات موجود در محلول ورودی به منظور جلوگیری از انسداد ممبران معکوس است.

شیرین‌سازی آب  لب شور

یکی از کاربردهای مهم ممبران‌ها در بخش تصفیه آب، شیرین‌سازی آب ‌ لب شور است. به طور میانگین آب دریا تقریباً حاوی 135000mg نمک است. برای مصرف یک آب استاندارد، میزان نمک آن باید کمتر از 1250mg  باشد. برای تهیه یک آب استاندارد از آب حاوی نمک، نیاز به ممبرانی با خاصیت دفع نمک تا 99.3% است تا با یک بار عبور آب، آن را به میزان استاندارد نمک زدایی کند.

مصرف انرژی

یکی از عوامل بسیار مهم در فرآیند شیرین‌سازی آب مصرف انرژی است. مصرف انرژی کمتر منجر به کاهش هزینه محصول می‎شود. تنها انرژی مصرفی در روش اسمز معکوس، انرژی الکتریکی لازم برای راه اندازی پمپ‎ها است. از از دیگر آیتم‌ها در تعین هزینه سیستم هزینه انرژی مصرف شده و هزینه نگهداری و تعمیرات است. در میان سیستم‌های شیرین‌سازی آب هزینه روش اسمز معکوس نسبت به سایر روش‌ها به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر است.

هنگامی که بحث دمای آب شور برگشتی و اثرات مخرب آن بر روی اکوسیستم آب مطرح می‌شود فرآیند اسمز معکوس کمترین اثر منفی را بر روی محیط اطراف خواهد گذاشت این حقیقت در کنار حداقل میزان خروجی اتمسفری ناشی از مصرف کمتر انرژی باعث گردیده است که به عنوان یک انتخاب دوست‌دار طبیعت مطرح شود.

 

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.

 

 

, , , , ,

فیلتر سرامیکی

فیلتر سرامیکی

فیلتر سرامیکی

فیلتر سرامیکی نوعی فیلتر تصفیه آب کارآمد است. منافذریز موجود در مواد سرامیک، قادر به جداسازی آلودگی، ذرات مانده طبیعی ( خاک و شن) و باکتری از آب هستند.

روش کار فیلتر سرامیکی

در فیلترهای سرامیکی مطابق با بسیاری از روش‌های فیلتراسیون، آب به یک سمت از فیلتر تصفیه آب هدایت می­‌شود.

طی عبور آب از فیلتر سرامیک، ذراتی که اندازه آنها از سایز منافذ بزرگتر است در  پشت فیلتر تصفیه آب باقی می‌مانند.

آلاینده‌هایی مانند باکتری‌ها و میکروب‌ها از آب حذف می‌­شوند.

فیلترهای سرامیکی قادر به حذف ویروس‌ها از آب نیستند.

علت این امر کوچک بودن اندازه ویروس‌ها است.

به دلیل این که  اندازه ویروس‌ها بسیار کوچک است از فیلترهای تصفیه آب عبور می­ کنند و به سمت دیگر فیلتر آب که تمیز است انتقال می­ یابند.

از این رو فیلترهای سرامیکی آب (CWF) با نقره بهبود می­ یابند تا کاملا درزگیری شوند.

نقره را به صورت یک پوشش و به صورت نانو روی سطح فیلتر تصفیه آب قرار می دهند.

نقره کمک می­‌کند تا باکتری‌ها کشته و یا ناتوان شوند و مانع‌رشد‌کپک و جلبک در بدنه فیلتر تصفیه آب می­‌گردد.

فیلترهای سرامیکی قادر به زدودن مواد آلاینده شیمیایی نیست.

اگرچه برخی از تولید کنندگان (به ویژه فیلترهای سرامیک کلمنی) یک هسته کربن فعال با قابلیت جذب بالا، در داخل کاتریج فیلتر سرامیکی تعبیه می کنند تا از این طریق مواد آلاینده آلی و معدنی کاهش ی­ابد. کربن فعال ترکیباتی نظیر کلرین را جذب می­کند. کربن موجود در فیلترهای کربن فعال به مرور زمان توسط مواد خارجی مسدود و لخته می­ شود، به همین دلیل این فیلترهای تصفیه آب نیاز به تعویض در فواصل زمانی معین دارند.

معایب فیلتر سرامیکی

فیلترهای سرامیکی قادر به زدودن مواد آلاینده شیمیایی نیست. همچنین فیلترهای سرامیکی قادر به حذف ویروس‌ها از آب نیستند.

انواع فیلتر سرامیکی

فیلتر سرامیک استوانه‌ای و فیلتر سرامیک کلمنی دو نوع از رایج ترین انواع فیلترهای سرامیکی تصفیه آب هستند.

دستگاه تصفیه آب کلمنی

دستگاه تصفیه آب کلمنی متشکل از یک فیلتر سرامیکی متخلخل است که بالای یک مخزن پلاستیکی یا مخزن سرامیک چسبانده یا متصل شده است.

آب آلوده به داخل محفظه بالا ریخته می ‌شود.

آب از میان فیلتر تصفیه آب عبور کرده و به قسمت پایین مخزن می­‌رود.

در انتهای مخزن معمولا یک شیر برداشت آب نصب شده است.

آلاینده‌هایی که از منافذ بسیار ریز فیلتر سرامیک بزرگتر هستند، در مخزن بالایی دستگاه تصفیه آب کلمنی باقی خواهند ماند. فیلتر سرامیکی توسط برس یا یک فرچه نرم تمیز شده و باید توسط آب تمیز شسته شود. از آب گرم نیز می­توان استفاده کرد.

فیلتر سرامیک استوانه‌ای

در دستگاه تصفیه آب ثابت، فیلتر سرامیک استوانه‌ای از لحاظ تولید، عملکرد و مکانیک نسبت به نوع گلدانی یا همان کلمنی و مدرج ساده‌تر و مفیدتر است. فیلتر استوانه‌ای سرامیکی این امکان را فراهم می­‌سازد تا از مخزن‌هایی با جنس فلزات سنگین و پلاستیک استفاده شود که این موجب کاهش احتمال نقص بهداشتی می­ شود.

 

, , , , ,

فیلتر قلیایی چیست ؟

فیلتر قلیایی

فیلترفیلتر قلیایی چیست ؟

فیلتر قلیایی به شکل کپسول پرشده از بعضی یون‌ها بوده که باعث افزایش PH  آب می‌شود.

معمولاً بر روی این فیلترها توضیحاتی درباره PH و خواص اسیدی و قلیایی آب درج می‌شود.

به طور معمول زمانی که PH آب پایین است و یا مصرف کنند به دلیل خواص مثبت آب قلیایی می‌خواهد PH آب را افزایش دهد از فیلتر قلیایی استفاده می‌شود.

خاصیت فیلتر قلیایی

خاصیت قلیایی این فیلترها در سیستم‌های تصفیه آب دارای طرفداران ویژه‎ایی است.

علت این مسئله آن است که طبق نظر کارشناسان و پزشکان آب قلیایی می‌تواند در درمان بسیاری از ناراحتی‌ها از جمله ناراحتی گوارش، دیابت و پوست و مو بسیار موثر باشد. استفاده از آب‌های قلیایی باعث جوان‌سازی پوست و سلامت بیشتر بدن می‌گردد. این فیلتر دارای ظرفیت 1500 گالنی یا یک سال استفاده است. توصیه می‌شود کمی قبل از اتمام ظرفیت حجمی و زمانی جهت تعویض فیلتر قلیایی اقدام شود. زمان تعویض فیلتر قلیایی به میزان آب عبوری از فیلتر یا میزان مصرف آب بستگی دارد.

ظرفیت تصفیه آب با واحد لیتر یا گالن روی فیلتر درج می‌شود.

حالت اسیدی و بازی آب

همان‌طور که می‌دانید PH واحد اندازه‌گیری میزان اسیدی و بازی بودن است و بازه‌ای مابین ۱ تا ۱۴ است ( به شدت اسیدی و ۱۴ به شدت بازی ) ، در آب زمانی که PH 7 باشد یعنی آب خنثی است. در این حالت آب نه حالت اسیدی دارد و نه حالت بازی. طبق توصیه پزشکان بهترین آب برای مصرف انسان بازه‌ای مابین ۸ تا ۹٫۵ باید داشته باشد، در دستگاه‌ها تصفیه آب پس از تصفیه در ممبران به دلیل اینکه تمامی املاح و ذرات آب حذف می‌گردند میزان PH  کاهش می‌یابد که این امر برای سلامت انسان مضر است!

برای حل این مشکل نیز چاره‌ای اندیشیده شده است و آن هم استفاده از فیلتر قلیایی است، این فیلتر دارای مواد معدنی است و آب با PH پایین وقتی به داخل این فیلتر می‌رود، مواد معدنی در آب حل شده که این مواد خاصیت بازی به محلول می‌دهد و PH آب را بالا می‌آورد به عبارتی آب را قلیایی می‌کند. این آب برای بدن انسان بسیار مفید است.

آب قلیایی چیست؟

آب قلیایی معمولاً به نام آب یونیزه شده معروف است. سطح PH این آب بیش از 7 است.

قلیایی کردن

بازگرداندن موازنه PH با کاهش درجه اسیدی.

فواید آب قلیایی

آب قلیایی فواید زیادی برای سلامتی انسان دارد که در زیر به برخی از این فواید اشاره می شود.

PHخون انسان نزدیک به ۷/۴ است و به سلامتی نزدیکتر است که انسان در حالت قلیایی باشد.

به‌دلیل‌رژیم غذایی‌اسیدی که امروزه متداول شده نیاز بدن به مواد قلیایی افزایش یافته تا PH خون را متعادل سازد.

منظور از آب قلیایی نوعی آب طبیعی است که PH بین  1/7 تا 8/7 دارد.

آب معدنی مواد معدنی طبیعی بسیاری دارد که به نوعی اصلاح کننده‌های قابل جذب به حساب می آیند.

آب تصفیه شده، یک نوع آب اسیدی است که ممکن است نوشیدن زیاد آن، موجب کمبود مواد مفید و مغذی برای بدن شود.

برای به تعادل رسیدن سطح PH خون، مواد معدنی ضروری مثل منیزیم و کلسیم از استخوان، بافت و دندان‌ها خارج می شود و وارد خون می‌شود.

مصرف آب قلیایی به تدریج سبب می‌شود از بیماری‌های مربوط به اختلال در استخوان مثل ورم مفاصل، استئوپروسیس و انواع اختلالات کلیه جلوگیری شود.

مصرف آب قلیایی به تدریج سطح PH خون را به حالت طبیعی بر می‌گرداند.

آب قلیایی قدرت نفوذ به داخل سلول‌ها را دارد.