نانوفیلتراسیون Nano Filteration
نانوفیلتراسیون Nano Filteration یکی از اقسام روش‌های فیلتراسیون غشایی است. این نوع از فیلترها توانایی حذف ذراتی با ابعاد بیشتر از ۱ نانومتر (۱۰ آنگستروم) را دارند، به همین این علت نانوفیلتراسیون نامیده می‌شوند.
فیلتراسیون و نانوفیلترها
فیلتراسیون غشایی جریان قطع کننده، سبک و روشیست برای دور کردن مواد اویزان یا حل شده، بر اساس وزن مولکولی و اندازه ذرات، با کمک از یک پوسته نیمه تراوا است. نانوفیلتـرها توانایی از بین بردن و حذف مولکول های آلی با وزن مولکولی بالاتر از ۳۰۰ دالتون، فلزات سنگین، ۲۰ تا ۸۰ درصد آنیون‌های یک ظرفیتی، ۹۰ تا ۹۸ درصد آنیون‌های چند ظرفیتی و کلیه ارگانیسم‌ها اعم از باکتری، ویروس و … را دارد.
به این علت یون‌های تک ظرفیتی و با وزن مولکولی کم مانند متانول به آسانی از محل نفوذ پوسته گذر می‌کند. درصورتی که ذره‌های چند ظرفیتی و با بار مولکولی زیاد به صورت ثمربخش به وسیله پوسته از بین می رود. با دقت به نرخ زیاد حذف کاتیون‌های دو و چند ظرفیتی به ویژه یون‌های کلسیم و منیزیم، به وسیله پوسته NF، نانوفیلتراسیون به صورت وسیعی در سختی‌گیری آب‌های صنعتی و همچنین پیش تصفیه سیستمهای RO استفاده می‌شود. در صورتی که مقدار پک‌متری از حذف املاح موجود در آب مورد نیاز باشد، به کارگیری از سیستمهای NF با توجه به مصرف کمتر انرژی، به عنوان بدل سازگار و به صرفه بودن نسبت به دستگاه های RO مورد بحث قرار می‌گیرند.
از طرفی خاصیت انتخابی غشاء NF در حذف مواد موجود در آب، باعث می شود تا مواد معدنی و مواد دارای اهمیت غذایی و لازم موجود در آب نگهداری و دیگر مواد مضر از بین برود. این خاصیت انتخابی پوسته های NF، باعث ارجحیت آن نسبت به دستگاه RO می‌شود. تحقیقات انجام شده حاکی از آن است که برای کاهش شیوع بیماری‌های قلبی و عروقی به میزان ۲۰ تا ۴۰ درصد باید از آب به دست آمده از نانوفیلترها استفاده نمود.
تاریخچه
گذشته نانوفیلتراسیون مربوط به قبل از دهه ۱۹۷۰ میلادی است. با توجه به این که اسمز معکوس به دلیل احتیاج به فشارهای زیاد و علی‌القاعده مخارج زیاد استفاده به منظور به دست آوردن آب خوردنی ممکن است توجیه اقتصادی نداشته باشد و مقرون به صرفه نباشد، با کم شدن فشار، مدلی به وجود آمده که خرج‌های سرمایه‌گذاری، استفاده و حراست آن کمتر شود. ضمناً جریان خروجی آن نسبت به RO بیشتر است اما از میزان حذف ترکیبات محلول توسط دستگاه کم می‌شود.
اساس کار دستگاه‌های نانوفیلتراسیون
اساس کار در دستگاه‌های نانوفیلتراسیون شبیه به اسمز معکوس است. تمایز این دو دستگاه، فشار مورد احتیاج و اندازه محل‌های نفوذ پوسته‌های این دو است. به طوری که فشار استفاده شده در دستگاه‌های NF کمتر و منافذ آن بزرگتر است. در نتیجه مقدار بیشتری نمک از آن گذر خواهد کرد. از این رو به نانوفیلتراسیون اسمز معکوس آزاد هم می‌گویند.
ویژگی‌های استفاده از دستگاه‌های نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب
استفاده از دستگاه‌های نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب باعث از بین رفتن نمک با املاح پایین می‌شود.
سختی‌گیری موثر آب
مخارخ و مقدار انرژی پایین سیستم
مقدار پساب پایینتر سیستم نسبت به دستگاه‌های RO
امکان کاهش فلزات سنگین، نیترات و سولفات
استعداد کاهش رنگ، تانن و کدورت آب
عدم احتیاج به مصرف مواد شیمیایی
عدم تغییر در pH آب تصفیه خروجی از سیستم
انرژی مصرفی پایینتر نسبت به سیستمهای RO
نگهداری و راهبرداری آسان سیستم
کاربرد سیستمهای نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب
تصفیه آب شرب و آب مورد نیاز در فرآیندهای صنعتی
تصفیه آب در صنایع داروسازی و غذایی
حذف یون‌های چند ظرفیتی و سختی‌گیری آب
حذف آلاینده‌های میکرونی از آب
حذف مواد شیمیایی بکار رفته در گندزدائی آب
حذف فلزات سنگین
حذف یون‌های چند ظرفیتی عناصری چون کلسیم، سولفات، آهن و منگنز
حذف نیترات، فلزات سنگین، آلاینده‌های میکروبی
عدم نیاز به مواد شیمیایی
