تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون UF :
۴ خرداد ۱۳۹۸ ۱۲:۳۰:۱۵ ب.ظ
با توجه به اندازه منافذ ممبران ، فیلتراسیون و جداسازی غشاء را می توان به میکرو فیلتراسیون (MF)، اولترافیلتراسیون (UF)، نانو فیلتراسیون (NF) و اسمز معکوس (RO) تقسیم کرد.
حال ما در این مطلب می خواهیم تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون را توضیح دهیم .
ممبران اولترافیلتراسیون یک فیبر تو خالی غشای نیمه نفوذ پذیر نا متقارن ساخته شده از مواد شیمیایی مولکولی با تکنولوژی خاص است. به شکل لوله مخروطی شکل ( شکل فیبر توخالی) می باشد و میکرو ضخامت پوشش دیوار لوله را به طور گسترده پوشش می دهد . اولترافیلتراسیون فناوری جداسازی ذرات معلق نا محلول توسط ممبران است که بر اساس غشای نیمه نفوذ پذیر عملیات جداسازی را تا کمتر از 0.1 میکرون انجام می دهد.
اندازه منافذ ممبران UF در حدود 0.1 تا 0.001 میکرومتر است. وزن مولکولی قطع شده ( MWCO ) از 1000 تا 500000 دالتون است. مایع خوراکی در داخل یا خارج ممبران تحت تاثیر فشار، حلال یا مولکول کوچک می تواند از ممبران نفوذ کند و به وسیله جمع آوری به مایع خالص تبدیل شود، در حالی که مولکول بزرگ ( پروتئین، هر نوع آنزیم، اسید نوکلئیت و پلی ساکارید )، کلوئید ذرات ( مانند امولسیون، میکرو یون ) و باکتری توسط ممبران حذف می شوند و توسط جریان مایعات گردش می کند تا تبدیل به مایع متمرکز شوند . این روند جدا سازی ، تمرکز و تمیز کردن مواد است.
واژه شناسی اولترافیلتراسیون :
شکل فیزیکی ممبران :
این نوع غشای مصنوعی از مواد شیمیایی مولکولی بالا با تکنولوژی خاص ساخته شده است . ساختار منافذ نامتقارن ( یک غشاء نازک با منافذ تنگ که توسط یک یا چند غشای ضخیم با منافذ گسترده تر حمایت می شود ) ساخته شده است.
وزن مولکولی قطع شده ( MWCO ) :
محدودیت وزن مولکولی یک مشخصه است که معمولا برای توصیف توانایی نگهداری از ممبران UF استفاده می شود و به توده ی مولکولی یک حلال اشاره دارد ، خصوصیات MWCO برای غلظت اولترافیلتراسیون به طور معمول مورد استفاده می گیرد.
Feed ( خوراک ) :
آب تصفیه نشده به سیستم UF وارد می شود.
Permeate ( نفوذ کردن ) :
آب خالص بعد از اینکه آب تغذیه از طریق ممبران UF عبور می کند، تولید می شود.
Concentrate ( تمرکز ) :
ذرات مولکولی، کلوئیدی و باکتری از ممبران UF قطع می شود و توسط جریان به گردش در آمده تا مایع متمرکز شود.
فشار مایع غشایی :
TMP = ( فشار تغذیه + فشار کنسانتره ) / 2- فشار نفوذ پذیری
فشار دیفرانسیل = فشار تغذیه – فشار کنسانتره
فساد کلوئیدی : مواد جامد معلق، اکسید فلزی، کالیوود، زباله های زیستی و مواد محلول از آب خوراکی، به سطح غشاء UF متصل شده و باعث ایجاد آلودگی می شوند که به این آلودگی فساد کلوئیدی گویند.
Back-flush ( بازگشت به فلاش ) :
مایع شستشو از خروجی محصول وارد شده و از طریق غشای UF در مقابل تحت تاثیر فشار خاصی عبور می کند و در نهایت، آلودگی های ناشی از سطح غشاء UF را از بین می برد.
موارد اصلی کاربرد سیستم های اولترافیلتراسیون (UF):
- پیش تصفیه سیستم های RO و NF و حذف SDI
- حذف رنگ از آب آشامیدنی
- تهیه آب آشامیدنی با کیفیت مناسب
- حذف آلاینده های آلی از آب
- پالایش و حذف باکتری در صنایع آشامیدنی، شیر و آب معدنی
- جداسازی و پالایش پروتئین ها، آنزیم ها و کربوهیدرات های شیر
- تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی
- تصفیه پساب های صنعتی و کشاورزی
- پالایش روغن موجود در سیکل آب برگشتی
- بازیافت و تصفیه آب تبرید و تصفیه بیشتر آب در صنایع گوناگون
- گندزدایی آب های سطحی و زیر زمینی
- ممبران های UF خانگی
- پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس (RO)
- فیلتراسیون آب شهری، رودخانه و دریا
- حذف اکسیژن کربن از مایعات
- عمومیت کاربرد سریع در سایر زمینه ها نظیر شیمیایی برق، مواد غذایی، نفت و نساجی
- تهیه آب مورد نیاز جهت صنایع تولید نوشیدنی ها، داروسازی ها، صنایع لبنی، بیوتکنولوژی و نیمه رساناها
مزایای ممبران های UF:
- سرعت جریان بالاتر (flux) و مقاومت بهتر در برابر آلودگی
- تراکم بالا و انعطاف پذیری خوب
- تحمل خوب شرایط اسیدی و گرمایی
- ریزتر بودن میانگین قطر منافذ نسبت به ممبران های معمولی
- دقت بالاتر در جداسازی
- مقاومت بهتر در مقابل باکتری ها
- نگهداری در شرایط خشک
- مقاوم در برابر عوامل اکسید کننده
- کاربرد وسیع در صنعت