نوشته‌ها


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
فیلتراسیون

فیلتراسیون تر ( فیلتراسیون با استفاده از وکیوم و پیوسته )

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.


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
سیستم اولترافیلتراسیون

سیستم اولترافیلتراسیون ( سیستم تصفیه فاضلاب روغنی )

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


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
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.

 


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
فیلتراسیون

فیلتراسیون Filteratoin

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.


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
نانو فیلترها

نانو فیلترها در تصفیه آب

نانو فیلترها در تصفیه آب

کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب

کاربردهای فناوری نانو در تصفیه آب عبارتند از: نانو فیلترها ، نانو فتو کاتالیست‌ها، مواد نانو حفره‌ای، نانو ذرات، نانو سنسورها، توانایی‌های این فناوری در تصفیه آب و با توجه به انواع آلودگی‌های نقاط مختلف ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در گذشته اهداف تصفیه خانه‌های آب آشامیدنی کاهش مواد معلق و زدودن عوامل زنده بیماری‌زا در آب بود که با روش‌های متداول فیلتراسیون و گندزدایی قابل حصول بوده‌اند. اما با افزایش غلظت مواد ریزدانه، ترکیبات ازت، مواد آلی و معدنی و فلزات سنگین به منابع آب روش‌های متعارف جواب‌گوی نیاز تصفیه خانه‌ها نبود.

نیاز به استفاده از فرآیندهای نسبتاً جدید در تصفیه خانه‌ها احساس شد.

اخیراً نیز با ورود فناوری‌های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راه‌کارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب‌های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می‌شوند.

فناوری نانو چیست؟

نانو، دلالت بر یک واحد بسیار کوچک در علم اندازه‌گیری دارد.

یک نانو یک میلیاردم یک متر است. اخیراً با ورود فناوری‌های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راه‌کارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب‌های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می‌شوند.

مفهوم فناوری نانو به حدی گسترده است که بخش‌های مختلف علوم و فناوری را تحت تأثیر خود قرار داده و در عرصه‌‌های مختلف از جمله محیط زیست کاربردهای وسیعی یافته است.

تاریخچه نانو

تاریخچه نانو فیلتراسیون به دهه هفتاد میلادی زمانی که غشاهای اسمز معکوس با فشارهای نسبتاً پایین همراه با جریان آب تصفیه‌ای قابل قبول، بسط و توسعه پیدا کردند باز می‌گردد. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس، اگر چه منجر به تهیه آب با کیفیت بسیار عالی می‌شد، ولی به همان نسبت هزینه بالای انرژی مصرفی عاملی نگران کننده به شمار می‌آمد.

در نتیجه، تهیه آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود.

بنابراین استفاده از غشاهایی با میزان درصد حذف پایین‌تر ترکیبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بیشتر و به طبع آن، افزایش حجم آب تصفیه آب تصفیه شده با کیفیتی مطلوب (در حد استانداردهای مورد نظر) در فناوری جداسازی یک پیشرفت قابل ملاحظه، به شمار می‌آمد.

به همین دلیل غشاهای اسمز معکوس بافشار پایین، به عنوان غشاهای نانو فیلتراسیونی شناخته شدند.

نانو فیلتراسیون

نانو فیلتراسیون فرآیند غشایی جدیدی است که خواص آن بین فرآیندهای اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون قرار دارد.

این فناوری در اختلاف فشار پایین 10الی 20 بار قابل استفاده است.

به علت عمل نمودن در فشار پایین و بازیابی بالاتر، هزینه حمل و نقل و دفع آن کمتر است.

به کمک تجهیزات خاص غشاءها به طور خودکار تمیز می‌شوند.

هزینه انرژی در فرآیند نانو فیلتراسیون به مراتب کمتر از اسمز معکوس است.

نکته حائز اهمیت در مورد نانو فیلترها نسبت به سایر غشاها، قدرت انتخاب‌گری در حذف یون‌ها است.

غشای نانو فیلتراسیون

غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً از دو لایه‌ی متراکم و محافظ تشکیل می‌شود.

لایه نازک و متراکم عمل جداسازی و لایه محافظ عمل حفاظت در برابر فشار سیستم را انجام می‌دهد.

غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً در دو نوع باردار و غیرباردار موجود هستند.

مکانیسم اصلی در حذف ملکول‌های بدون بار، خصوصاً ترکیبات آلی بر پایه غربال‌سازی استوار است.

در حالی که حذف ترکیبات یونی به دلیل برعم کنش‌های الکتروستاتیک بین سطح غشا و گونه‌های باردار، حذف می‌شوند.

امروز غشاهای نانویی تجاری، در اشکال متفاوتی استفاده می‌گردند. این اشکال شامل، سیستم‌های مارپیچی، صفحه‌ای، جعبه‌ای، لوله‌ای و فیبری است. شکل هر یک از غشاهای نانویی بر اساس نوع غشا و نانویی بر اساس نوع غشا و به منظور بالا بردن بازده عملکرد آن انتخاب می‌شود.

کاربرد نانو فیلترها

نانو فیلترها برای حذف محدوده وسیعی از ترکیبات به کار گرفته شده است، از جمله:

حذف ترکیبات آلی فرار مانند مشتقات کلردار آلی سبک مانند کلروفرم، تری کلرواتلین و تتراکلرواتیلن؛

حذف محصولات جانبی حاصل از واکنش گندزدا با ترکیبات آلی آب از جمله هالومتان‌ها؛

حذف آفت‌کش‌ها از جمله آترازین‌، سیمازین، دیورن، ایزوپرتورن؛

حذف کروم، اورانیوم، آرسنیک؛

حذف آنیون‌ها؛

حذف پاتوژن‎ها.

فناوری نانو و تصفیه آب

بهره‌گیری از فناوری نانو در فرآیند تصفیه آب، راه حل مناسبی است تا بتوان به سادگی آب آلوده را برای استفاده در کشاورزی و یا حتی برای مصارف خانگی بازیافت نمود. کاربردهای فناوری نانو در تصفیه آب را می‎توان در سه فرآیند غربالی، فرآیند جنبی و فرآیند تجزیه خلاصه نمود.


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
سیستم اسمز معکوس

کاربرد سیستم اسمز معکوس

کاربرد سیستم اسمز معکوس

سیستم اسمز معکوس برای خالص‌سازی و بازیافت جامدات حل شده در آب ورودی یا آب‌زدایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. عمومی‌ترین کاربرد اسمز معکوس  تعویض یونی است. تعویض یونی شامل نرم کردن آب با استفاده از سدیم برای تلخیص آب مصرفی مورد نیاز برای بویلرهای با فشار کم تا متوسط است. کیفیت آب تولیدی از اسمزمعکوس به گونه‌ای است که می‌تواند در چنین فشارهایی به طور مستقیم برای سیستم تعویض یونی دارای دو ستون مبادله کننده یا یک بستر مختلط به سیستم تعویض یونی متصل نمود.

استفاده از سیستم اسمزمعکوس قبل از سیستم تبادل یونی می‌تواند به مقدار قابل ملاحظه‌ای زمان تناوب احیای رزینی را کاهش دهد. همچنین مقدار اسید، باز و پساب ناشی از عملیات احیا را که باید مورد استفاده قرار گیرد و ذخیره شود را به شدت کاهش می‌دهد. در بعضی از شرایط یک واحد اسمز معکوس ثانویه می‌تواند جایگزین سیستم تبادل یونی شود تا آب خالص بیشتری تولید شود.

گستره‌ی فیلتراسیون جهت مقایسه ظرفیت‌های دفع در روش اسمز معکوس با دیگر فن‌آوری‌های مبتی بر ممبران و با روش‌‌های حاصل از فیلتراسیون متعارف سیال خروجی از سیستم اسمز معکوس می‌تواند به طور مستقیم مورد استفاده قرار گیرد یا در برخی مواقع سیستم تبادل یونی بستر مختلط نرم شود یا برا ی خالص‌‌سازی بیشتر به طور پیوسته تحت عمل یونیزاسیون الکتریکی قرار گیرد.

اساس کار سیستم اسمز معکوس

در صورتی‌که یک غشا نیمه تراوا میان دو محلول دارای غلظت‌های متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال ( رقیق) از یک طرف پوسته به سمت دیگر حرکت می‌کند. جنس غشا معمولاً استات سلولز و یا پلی‌آمید است. امروزه برای ساخت غشاء از ترکیب استات سلولز و تری استات سلولز استفاده می‌شود. سمت طبیعی حركت حلال به شکلی است که كه محلول  باغلضت بیشتر، نازکتر می شود.

کاربردهای سیستم اسمز معکوس

عمومی‌ترین کاربرد اسمز معکوس تعویض یونی است.

از دیگر کاربردهای سیستم اسمزمعکوس می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • بازیافت آب از فاضلاب شهری و صنعتی
  • تولید آب فرآیندی برای صنایع نوشیدنی‌ها و محصولات لبنی
  • تولید آب فوق خالص برای صنایع میکروالکترونیک
  • تولید آب با خلوص بالا داربرای صنایع داروسازی
  • تصفیه پساب برای بازیافت مواد مصرفی در فرآیند، مانند فلزات در صنایع فلزکاری و رنگ‌های استفاده شده در فرآیند پارچه‌بافی
  • نمک‌زدایی از آب دریا و آب لب‌شور برای تولید آب آشامیدنی. این کار در مناطق ساحلی عمومیت بیشتری دارد.

Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
شیرین‌سازی آب

روش‌های متداول تصفیه و 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.

 


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
ممبران‌ها

انواع ممبران‌ها از نظر ترکیب شیمیایی و اندازه حفره

انواع ممبران‌ها از نظر ترکیب شیمیایی و اندازه حفره

ممبران‌ها نقشی کلیدی در تکنولوژی شیمیایی دارند. ویژگی مهم آنها توانایی کنترل نرخ نفوذ گونه‌های شیمیایی یا اجزاء گازی درون مخلوط هنگام عبور از ممبران است.

فرآیند تصفیه آب

به منظور شناخت و بررسی روش‌های تصفیه آب، ابتدا لازم است آلودگی‌های موجود در آن را بشناسیم. به دلیل متنوع بودن انواع این آلودگی‌ها در این مقاله تنها به ذکر مهمترین آلودگی‌ها اکتفا می‌کنیم و از توضیح صرف نظر می‌کنیم. این آلودگی‌ها عبارتند از :

مواد بیماری‌زای میکروبی،

آلودگی‌های آلی فرار،

آلودگی‌های آلی مصنوعی،

عوامل سختی،

تری هالومتان‌ها،

رادیو اکتیو، سولفور، کلریدها، سرب و مس،

فلوراید، نیترات، آرسنیک، پنبه نسوز، گل آلودگی و رنگ.

انواع ممبران

ممبران‌ ها از چند لحاظ دسته بندی می‌شوند. در این مقاله به بررسی دو دسته از آنها می‌پردازیم.

دسته اول انواع ممبران از نظر ترکیب شیمیایی و ساختار فیزیکی است.

دسته دوم انواع ممبران از نظر اندازه حفره است.

انواع ممبران‌ از نظر ترکیب شیمیایی و ساختار فیزیکی

ممبران‌ها به طور کلی به دو دسته ایزوتروپ و غیر ایزوتروپ تقسیم می‌شوند.

ممبران‌های ایزوتروپ

ممبران‌های ایزوتروپ از لحاظ ترکیب شیمیایی و فیزیکی در طول سطح مقطع خود یکسان هستند.

ممبران‌های غیر ایزوتروپ

ممبران‌های غیر ایزوتروپ در طول سطح مقطع خود یک نواخت نیستند.  این ممبران ها شامل لایه‌هایی هستند که از نظر ساختار یا ترکیب شیمیایی با هم متفاوت هستند.

انواع ممبران از نظر اندازه حفره

اسمز معکوس

سیستم اسمز معکوس در مقابل اسمز مستقیم به کار می‌رود. در اسمز مستقیم، هنگامی که دو محلول با غلظت‌های مختلف توسط یک ممبران نیمه تراوا از یکدیگر جدا گردند به گونه‌ای که امکان عبور حلال از ممبران وجود داشته باد در حالیکه اجزاء حل شده قادر به عبور از آن نباشد یک انتقال خود به خود یعنی نفوذ حلال رخ خواهد داد. حلال که معمولاً آب است از سمتی که غلظت کمتری دارد به سمتی که دارای غلظت بیشتر است حرکت خواهد کرد.

فرآیند اسمزی می‌تواند معکوس شود. اعمال فشار به یک محلول غلیظ‌تر باعث نفوذ حلال، از ممبران نیمه تراوا و قرار گیری آن در محلول‌های با غلظت کمتر خواهد شد.

اصطلاح اسمز معکوس به شکل جداسازی یون‌های حل شده و مولکول‌های کوچک که باعث آلودگی آب می‌شوند اختصاص دارد. در اسمز معکوس فشاری بیش از فشار اسمزی به محلول ورودی و غلیظ‌تر اعمال می‌شود. این فشار باعث می‌شود شاهد جریان حلال از قسمت غلیظ‌تر به قسمت رقیق‌تر باشیم.

اندازه اندک حفره‌ها در این نوع از 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.

اسمز معکوس در صنعت به منظور تهیه آب قابل شرب از آبهای شور و نمکی به کار می‌رود. به طور کلی سیستم اسمز معکوس با سایر فرآیندهای جداسازی که برای حذف تمامی آلودگی‌های آب به کار می‌روند  رقابت می‌کند.

حذف آلودگی توسط ممبران اسمز معکوس

توانایی حذف آلودگی‌های آب توسط ممبران اسمز معکوس بسیار وسیع است و شامل موارد زیر است.

حذف مینرال‌ها و فلزات حل شده

حذف یون‌های منفرد حل شده و عوامل مسبب سختی

حذف ویروس‌ها، باکتری‌ها و پیروژن ها تا سقف 99% .

حذف نمک‎ها، مواد قندی، پروتئین‌ها، فلزات سنگین و فلزات رادیو اکتیو

حذف پنبه نسوز، انواع مزه‌ها، رنگ، ترکیبات شیمیایی ایجاد کننده بو، ذرات، جامدات حل شده و گل و لای.

نانوغیلتراسیون

نانوفیلتراسیون نیز یک فرآیند جداسازی به کمک ممبران است. در این فرایند از ممبران‌های نازک و متخلل با اندازه حفره در محدوده یک‌هزارم تا پنج‌هزارم میکرون بهره می‌برد. فشار اعمالی بر جریان محلول در این تکنیک، در محدوده 0.3 تا 4 MPa است.

به دلیل بزرگتر شدن اندازه حفره‌ها در ممبران‌های نانوفیلتراسیون، این ممبران‌ها توانایی کارکردن در فشار پایین‌تری نسبت به ممران‌های اسمز معکوس داشته که این به معنی هزینه کمتر عملیات و نگهداری این ممبران ها است.

اولترافیلتراسیون

ممبران اولترافیلتراسیون، به طور قابل ملاحظه‌ای متخلخل‌تر از دو نوع دیگر است. محدوده اندازه این ممبرین‌ها بین 0.005 تا 0.1 میکرون است. وجود تخلخل‌های با اندازه بزرگتر در این ممبرین‌ها فلاکس جریان و در عین حال فشار ورودی کمتری را سبب می‌شود.

در این روش کلوئید‌ها و سایر ذرات موجود در محلول ورودی به منظور جلوگیری از انسداد ممبرین اسمز معکوس است که در ادامه مسیر نسب شده است.


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83

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.

 

 


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
ممبران اسمز معکوس

مواد شستشو دهنده ممبران اسمز معکوس

مواد شستشو دهنده ممبران اسمز معکوس

مواد شستشو دهنده ممبران اسمز معکوس به دو دسته کلی شوینده‌های قلیایی و اسیدی تقسیم می‌شوند. با توجه به نوع گرفتگی از یک یا هردو شوینده استفاده می‌شود.

در سیستم‌های تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس بعد مدتی ممبران‌ها دچار گرفتگی ( Fouling ) می‌شوند. برای شسشتوی ممبران باتوجه به عامل گرفتگی از محلول مناسب جهت شستشو استفاده می‌شود. عملیات شستشو (Cleaning) توسط سیستم CIP انجام می‌شود.

به طور معمول شستشوی ممبران زمانی انجام می‌شود که معمولا میزان تولید محصول ( Permeate flow) 10% کاهش یابد. همچنین زمانی که افت فشار 10 الی 15% در دو سر ممبران اتفاق افتاد باید ممبران‌ها را شستشو داد.

انواع گرفتگی‌ها در ممبران اسمز معکوس

گرفتگی توسط مواد کم محلول (عوامل رسوب‌زا)

گرفتگی توسط ذرات معلق

گرفتگی توسط مواد بیولوژیکی (میکروب‌ها)

گرفتگی توسط مواد آلی

معرفی نوع محلول شستشو بر اساس منشا گرفتگی

رسوبات غیر آلی( مثل کربنات کلسیم) : شوینده‌های اسیدی

سولفات‌ها : شوینده‌های قلیایی

اکسید‌های فلزی : شوینده‌های اسیدی

ذرات کلوئیدی : شوینده‌های قلیایی

سیلیس : شوینده‌های قلیایی

گرفتگی بیولوژیکی (میکروبی) : شوینده‌های قلیایی

مواد آلی : شوینده‌های قلیایی + شوینده‌های اسیدی

مراحل شستشوی ممبران اسمز معکوس (Cleaning procedure)

ساخت محلول شست و شو درون مخزن CIP

مرحله Low flow pumping

در این مرحله ابتدا باید آب درون وسل‌های اسمز معکوس را تخلیه کرد. برای این کار در ابتدا با یک فلوی خیلی ملایم ( حدود 10%  فلوی شستشو) محلول را وارد سیستم ‌کنیم تا آب درون وسل‌ها به طور کامل تخلیه شده و محلول شستشو جای آن را بگیرد.

مرحله Recycle

در این مرحله در فلوی حدود 50% فلوی شستشو ، محلول را در سیستم سیرکوله ‌کنیم تا عمده واکنش‌ها بین رسوبات و محلول شستشو اتفاق بیافتد. در این مرحله ممکن است محلول به شدت کف آلود شود و تغییر رنگ دهد.

مرحله Soaking ( خیس خوردن)

در این مرحله پمپ  CIP را خاموش کرده و اجازه می‌دهیم که رسوبات خیس بخورند. این مرحله ممکن است بین 1 تا 15 ساعت طول بکشد.

مرحله   High flow pumping(پمپ کردن سرعت بالا)

در این مرحله با 100%  فلوی شستشو عملیات شستشو را انجام می دهیم. این مرحله حدود 30 تا 60 دقیقه به طول می انجامد.

پس از اتمام شستشو ، مانند مرحله 2 ، این بار محلول درون وسل‌ها را خارج کرده و چند بار سیستم را با آب تصفیه شده  Flush می‌کنیم تا دیگر محلولی درون وسل‌ها باقی نماند.