تاریخچه نانو فیلتراسیون به دهه هفتاد میلادی زمانی که غشاهای اسمز معکوس با فشارهای نسبتاً پایین همراه با جریان آب تصفیه ای قابل قبول، بسط و توسعه پیدا کردند باز می گردد. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس، اگر چه منجر به تهیه آب با کیفیت بسیار عالی می شد، ولیکن به همان نسبت هزینه گزاف انرژی مصرفی عاملی نگران کننده به شماره می آمد. در نتیجه، تهیه آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود. بنابراین استفاده از غشاهایی با میزان درصد حذف پایین تر ترکیبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بیشتر و به طبع آن، افزایش حجم آب تصفیه شده با کیفیتی مطلوب (درحد استانداردهای مورد نظر) در فناوری جداسازی یک پیشرفت قابل ملاحظه، به شمار می آمد. از ین رو غشاهای اسمز معکوس با فشار پایین، بعنوان غشاهای نانو فیلتراسیونی شناخته شدند.
نانو فیلتراسیون فرآیند غشایی جدیدی است که خواص آن بین فرایندهای اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون قرار دارد.
پژوهش‌هایی که برای توسعه غشاهای اسمز معکوس توسط جان کدوت ( John Cadotte) صورت میگرفت، در سال ۱۹۸۴ میلادی منجر به گونه ی جدیدی از غشا شد که اولین نمونه در دسته بندی نانو فیلتراسیون Nanofiltration) ) شناخته میشود. غشاهای ساخته شده توسط کدوت یونهای کلرید را با شار بالا از خود عبور میدادند، در مقابل یونهای سولفات را به خوبی و به سرعت جدا میکردند. از لحاظ علمی این دسته از غشاها مابین دسته بندی اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس قرار میگرفتند. بنابراین مشهور به اسمز معکوس سست یا باز و همین طور اولترافیلتراسیون محکم شدند. این روش برای جداسازی ذرات بسیار کوچک مانند جداسازی آلودگی های آلی از آب مناسب است.
اشکال مختلف نانو فیلتراسیون
امروزه غشاهای نانویی تجاری، در اشکال متفاوتی استفاده می گردند. این اشکال شامل، سیستم های مارپیچی، صفحه ای، جعبه ای، لوله ای و فیبری میباشد. شکل هر یک از غشاهای نانویی براساس نوع غشا و نانویی براساس نوع غشا و به منظور بالا بردن بازده و عملکرد آن انتخاب می گردد.
ویژگی نانو فیلتراسیون
نانو فیلتراسیون یکی از اقسام روش های فیلتراسیون غشایی است که توانایی حذف ذراتی با ابعاد بیشتر از ۱ نانومتر (۱۰ آنگستروم) را دارد. غشاء‌های نانو فیلتراسیون سختی آب را به جز یون های با جرم مولکولی پایین که برای بدن انسان مفید میباشد را حذف می‌کند. این روش همچنین مولکولهای آلی بزرگ را مانند رنگ آب، تقریبا تمام ویروسها، بسیاری از مواد آلی طبیعی و برخی نمک‌ها را حذف می‌کنند. اندازه حفرههای فیلترهای نانو فیلتراسیون حدود ۰/۰۰۰۱ میکرون میباشد.
نانو فیلتراسیون در اختلاف فشار پایین (۱۰-۲۰ بار) قابل استفاده می باشد. به علت عمل نمودن در فشار پایین و بازیابی بالاتر، هزینه های عملیاتی و نگه داری این فرآیند به مواد شیمیایی نیاز نبوده و پساب تولیدی فشرده و غلیظ می باشد. لذا هزینه حمل و نقل و دفع آن کمتر است. به کمک تجهیزات خاص غشاء ها به طور خودکار تمیز می شود. در مورد فرآیند نانو فیلتراسیون ، هزینه انرژی به مراتب از اسمز معکوس کمتر می باشد. نکته حائز اهمیت در مورد نانو فیلترها نسبت به سایر غشاها، قدرت انتخاب گری در حذف یون هاست.
غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً از دو لایه تشکیل می شود. لایه نازک و متراکم عمل جداسازی و لایه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سیستم را انجام می دهد. غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً در دو نوع باردار و غیرباردار موجود هستند. مکانیسم اصلی در حذف ملکول های بدون بار، خصوصاً ترکیبات آلی بر پایه غربالسازی استوار میباشد. در حال که حذف ترکیبات یونی به دلیل بر عم کنشهای الکتروستاتیک بین سطح غشا و گونه های باردار، حذف میشوند.
توانایی حذف باکتری‌ها و ویروسها در این روش ها بسیار زیاد است و در مقایسه با اسمز معکوس، مقرون به صرفه تر بوده و بهرهبرداری از آن نیز آسانتر می باشد.
نانو فیلتراسیون و کاربرد آن در صنعت تصفیه آب
در همه روشهای پیشرفته تصفیه آب مهمترین هدف تصفیه، حذف املاح محلول در آب می باشد ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که برای کاربرد های مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز می باشد برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته ای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra Pure) می باشد لذا طبیعی است برای تولید آب با درجه خلوص بیشتر باید هزینه بیشتری صرف شود، ولی برای برخی دیگر از کاربردها آب با خلوص بسیار زیاد مورد نیاز نمی باشد. برای مثال آب استفاده شده در برج های خنک کننده (Cooling Tower ) باید صرفاً از لحاظ حذف سختی آب مورد تصفیه قرار گیرد.
بنیان کار دستگاه های نانو فیلتراسیون:
بنیاین کار در دستگاه های نانو فیلتراسیون شبیه به اسمز معکوس است. تمایز این دو دستگاه، فشار مورد احتیاج و اندازه محل های نفوذ پوسته های این دو است. به طوری که فشار استفاده شده در دستگاه های NF کمتر است و منافذ آن بزرگتر است. نتیجتا مقدار زیاد تری نمک از آن گذر خواهد کرد.
تصفیه آب توسط نانو فیلتراسیون :
نانو فیلترها برای حذف محدوده وسیعی از ترکیبات به کار گرفته شده است، از جمله :
- حذف آفت کش ها از جمله آترازین، سیمازین، دیورن و ایزوپرتورن
- حذف ترکیبات آلی فرار مانند مشتقات کلردار آلی سبک مانند کلروفرم، تری کلرواتیلن و تتراکلرواتیلن
- حذف محصولات جانبی حاصل از واکنش گندزدا با ترکیبات آلی آب از جمله هالومتانها
- حذف کاتیون ها و سختی
- حذف کروم (VI)، اورانیم، آرسنیک
- حذف آنیونها
- حذف پاتوژنها
ویژگی های استفاده از دستگاه های نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:
- حذف نمک های چند ظرفیتی (از قبیل آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت کش ها)
- مقدارانرژی مصرفی پایینتر نسبت به سیستمهای RO
- مقدار پساب پایین تر سیستم نسبت به دستگاه های RO
- امکان کم شدن فلزات سنگین، امکان کاهش نیترات و سولفات آب
- بدون احتیاج به مصرف مواد شیمیایی
- عدم تغییر در PH آب تصفیه خروجی از سیستم
- از بین بردن انواع باکتری، ویروس و میکروارگانیزم ها
- هزینه کمتر نسبت به اسمز معکوس
- نگهداری و راهبرداری آسان سیستم
- دبی خروجی محصول بالاتر
- بازدهی بیشتر نسبت به روش اسمز معکوس
- طول عمر بالاتر غشاهای نانو فیلتراسیون نسبت به اسمز معکوس
- کاربرد در صنایع تصفیه آب، آب میوه، دارویی و …
- حذف آلاینده های محلول آلی و غیرآلی از آب
- از بین برنده سختی و کاهش دهنده رنگ و بو آب آشامیدنی
- تصفیه پساب های صنعتی و کشاورزی
- گندزدایی آب های سطحی و زیرزمینی
- پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس (RO)
- تصفیه آب مورد استفاده در کارخانه ها که برای خنک کردن دستگاه ها به کار می روند.
مزایای استفاده از سیستمهای نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:
- نمک زدائی و حذف املاح موجود در آبهای با شوری پایین
- سختی گیری موثر آب
- میزان انرژی پایین سیستم
- هزینه بهره برداری بسیار پایین
- میزان پساب پایینتر سیستم نسبت به سیستمهای RO
- قابلیت کاهش فلزات سنگین
- قابلیت کاهش نیترات و سولفات آب
- قابلیت کاهش رنگ، تانن 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 و راهبرداری آسان سیستم
کاربرد سیستمهای نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:
- تصفیه آب شرب
- تصفیه آب مورد نیاز در فرایندهای صنعتی
- حذف یونهای چند ظرفیتی و سختی گیری آب
- حذف آلایندههای میکرونی از آب
- رنگ زدائی آب شرب و صنعتی
- حذف مواد شیمیایی بکار رفته در گندزدائی آب
- حذف فلزات سنگین
- حذف یونهای چند ظرفیتی عناصری چون کلسیم، سولفات، آهن و منگنز
- حذف نیترات
- حذف آلاینده های میکروبی
- عدم نیاز به مواد شیمیایی
- تغلیظ شکرها و پروتئین ها
- تصفیه آب در صنایع پزشکی و داروسازی
- تصفیه آب در صنایع غذایی ( بهداشتی و خوراکی).
شرکت رزآب صنعت، از بزرگترین تولیدکنندگان و عرضه کنندگان انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی ، نیمه صنعتی و خانگی و قطعات یدکی آب شیرین کن میباشد . رزآب صنعت با بیش از 10 سال سابقه تخصصی در زمینه افزایش کیفیت آب آشامیدنی و بهره گیری از کارشناسان مجرب و متخصص به ارائه خدمات ارزنده در کنار عرضه دستگاه تصفیه آب پرداخته و شما را در انتخاب یک دستگاه مناسب همراهی خواهد کرد.
پیشنهاد میشود برای انتخاب بهترین دستگاه تصفیه آب با کارشناسان فروش رزآب صنعت تماس حاصل فرمایید تا طبق نیاز شما گزینه های مناسب معرفی گردیده و بهترین محصولات در اسرع وقت در اختیار شما قرار گیرد. همچنین می توانید از سایت تخصصی ما در زمینه تصفیه آب نیز دیدن کنید. برای مشاهده سایت کلیک کنید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.