به سایت ما خوش آمدید . امیدوارم لحظات خوشی را درسایت ما سپری نمایید .
خوش آمدید
بهداشت خانه و ساختمان
در ابتدا از نانوفیلتراسیون برای نمک زدایی از آب دریا و آب شور استفاده می شد. افزایش تقاضاهای صنعتی جهت حفظ آب، کاهش مصرف انرژی، کنترل خوردگی و بازیافت مواد مفید از جریان های پساب، سبب ایجاد کاربردهای جدید اقتصادی شدند. نانوفیلتراسیون (NF) مانند اولترافیلتراسیون یکی از فرآیندهای غشایی است با این تفاوت که در اولترافیلتراسیون ذرات بیشتری نسبت به نانوفیلتراسیون حذف می گردد.در نانوفیلتراسیون ناخالصی های آب به صورت فیزیکی حذف می گردند. این روش تقریبا همه ویروس ها و درصد زیادی از مواد آلی آب را حذف می نماید. در نانوفیلتراسیون جداسازی بر اساس اندازه مولکول صورت می‌گیرد. اساساً این روش، جهت حذف اجزای آلی نظیر آلوده‌کننده‌هایی در اندازه میکرونی و یون‌های چند ظرفیتی می‌باشد. از دیگر کاربردهای نانوفیلتراسیون می‌توان به حذف مواد شیمیایی که به منظور کشتن موجودات مضر به آب اضافه شده‌اند، حذف فلزات سنگین مانند جیوه، تصفیه‌ی آب‌های مصرفی، رنگ‌زدایی و حذف آلوده‌کننده‌ها اشاره کرد. نانوفیلتراسیون می‌تواند تقریباً از هر منبع آبی، آب پاک به وجود آورد و تمام باکتری‌های موجود در آب را حذف کند.
روش نانوفیاتراسیون نسبت به دستگاه آب شیرین کن اسمز معکوس دارای دبی خروجی بالاتر، هزینه نگهداری پایین تر و طول عمر بالاتر است ولی نسبت به اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس قادر به حذف ذرات معلق کمتری است.
Principle Dissolution and diffusion: نفوذی که در غشاء حل شده است و انتشار گرادیان در امتداد آن بر روی سطح فاز غشاء نانوفیلتراسیون شکل می گیرد، تعادل شیمیایی بین فرم انتقال عبارت است از: غلظت انرژی o تحرک = تحریک، باعث می شود یک ماده باید از اسموتی فشار از طریق غشاء. اثر الکتریسیته، غشاء نانوفیلتراسیون و یون الکترولیت، باعث ایجاد تعامل الکترواستاتیک بین شدت بار با یون های مختلف الکترولیت می شود، باعث ایجاد غشاء برای رهگیری اختلاف سرعت یون ها می شود، با در نظر گرفتن اثر چندگانه یون های مختلف ولنس، با توجه به اثر جنوب (DONNAN) غشاء با انتخاب یون های مختلف متفاوت است، نسبت یون های مختلف از طریق غشا همان نیست.
اسمز معکوس به عنوان RO شناخته می شود، یک تکنولوژی غشایی است که از یک ماده نیمه پراکنده برای حذف یون ها و ذرات خاصی از جریان مایع استفاده می کند. RO حذف آلاینده ها بر اساس اندازه ذرات آنها بطور کلی هرچیزی از ۰/۰۰۰۱ میکرون یا بزرگتر است. از جمله: باکتری ها ، ذرات کلوئیدی ، آهن ، فلوراید ، منگنز ، مواد آلی ، نمک و ویروس ها برعهده دارد. به دلیل خواص فیلتراسیون RO اغلب در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرد :
اسمز معکوس است پدیده ایست که بطور طبیعی رخ می دهد، زمانیکه جریان پایین تر حلال ( با غلظت آب بالاتر ) بسمت یک جریان بالاتر حلال (با غلظت آب پایین تر ) از طریق یک غشای نیمه پراکنده ممبراین برای رسیدن به حد تعادل عبور میکند.
اساس کار در سیستم های نانوفیلتراسیون مشابه با اسمز معکوس می باشد. تفاوت این دو سیستم، فشار مورد نیاز و اندازه منافذ غشاهای هر کدام از این دو می‌باشد. به نحوی که فشار بهره برداری در سیستم های NF بین 4 تا 8 بار می باشد، منافذ آن بزرگتر و میزان حذف ذرات محلول نیز حدود 90% است، در نتیجه میزان بیشتری نمک از آن عبور میکند. به همین جهت از نانوفیلتراسیون به عنوان اسمز معکوس آزاد هم یاد می‌شود. این سیستم ها بسیار مشابه روش RO می باشند و با توجه به توزیع اندازه حفرات ما بین سیستم اسمز معکوس و UF می باشند. زمانی که نیاز به حذف کامل یون نباشد استفاده از نانوفیلترها بسیار کاراتر و کم هزینه تر خواهد بود.
در حالیکه RO , NF هردو تکنولوژی های غشایی هستند که از یک ماده نیمه پراکنده برای حذف یون ها و ذرات خاص از جریان مایع استفاده می کنند، می توانند بر اساس اندازه ذراتی که هرکدام قادر به حذف آن هستند متمایز شوند. نانو فیلتراسیون NF ، فیلتراسیون بزرگتر از اسمز معکوس را ارائه می دهد که توانایی حذف ذرات به اندازه قطر ۰/۰۰۲ تا ۰/۰۰۵ میکرومتر دارد. غشاهای نانو فیلتراسیون قادر به حذف یون های بزرگتر مانند سولفات کلسیم نیز هستند.
با استفاده از دستگاه های تصفیه آب خانگی و بهره گیری از روش اسمز معکوس علاوه بر حذف کلیه املاح و سختی محلول درآب، آب را سبک تر و گواراتر و با کیفیت تر می کند و همچنین کلیه املاح مورد نیاز بدن ما از جمله (پتاسیم و منیزیم، سدیم، یون های مثبت مفید و….) را به آب اضافه می کند. اما این در صورتی عاقلانه و مقرون به صرفه است که آب فقط صرف آشامیدن شود. لذا صرف هزینه برای تصفیه آب خانگی نه تنها اقتصادی است بلکه به نوعی سرمایه گذاری برروی سلامتی افراد محسوب می شود.
برای افزایش طول عمر ممبراین چه در روش اسمز معکوس چه در روش نانوفیلتراسیون استفاده از یک پیش فیلتراسیون و نصب آن قبل از دستگاه پیشنهاز می شود. این امر موجب می شود که تصفیه بصورت کامل انجام شود وممبراین طول عمر بیشتری پیدا کند و عملکرد دستگاه تصفیه آب افزایش پیدا کند.
نانو فیلتر به فرآیند ممبران خاصی گفته می شود که در آن ذرات با اندازه تقریبی ۱ نانومتر (۱۰ آنگستروم) دفع می گردند. از این رو نانو فیلتر NF در محدوده بین دستگاه اسمزمعکوس RO و دستگاه UF عمل می کند.
با این فن آوری، مولکول های آلی که دارای وزن مولکولی بزرگتر از ۲۰۰-۴۰۰ هستند و نیز نمک های محلول تا حدود ۲۰-۹۸ درصد جدا می گردند. نمک هایی که یون های تک ظرفیتی دارند(مانند کلرید سدیم یا کلرید کلسیم)از ۲۰ تا ۸۰% و یون های دوظرفیتی(مانند سولفات منیزیم)بالغ بر ۹۰ تا ۹۸ % جدا می شوند.
ممبران نانوفیلتر مانع کاملی برای عبور نمک های حل شده نمی باشد. براساس نوع نمک و نوع ممبران، نفوذ پذیری نمک می تواند کم یا زیاد گردد. اگر نفوذ نمک کم باشد، اختلاف فشار اسمزی بین دو بخش تقریبا به اندازه فشار اسمز معکوس است. به عبارت دیگر، نفوذ زیاد نمک از داخل ممبران اجازه نخواهد داد که غلظت های نمک در دو بخش بسیار متفاوت باقی بمانند. بنابراین زمانی که نفوذ نمک زیاد است، فشار اسمزی تاثیر کم تری دارد.
نانو فیلتراسیون جزو روش های جداسازی با جریان متقاطع هستند. در تصفیه آب به روش نانو فیلتراسیون آب بطور پیوسته با فشار زیاد توسط یک پمپ فشار قوی داخل سیستم ممبران جریان می یابد. داخل سیستم ممبران، آب خوراک به محلول نمکی(concentrate)و آب تصفیه شده(permeate)تقسیم می شود. سوپاپ تنظیم یا شیر پساب(concentrate Valve)درصد آب خوراکی را تنظیم می کند که به دو جریان آب غلیظ شده و آب تصفیه شده تبدیل می شود.
به معنی درصدی از آب خوراک سیستم ممبران است که سبب تولید آب خالص (permeate) می شود. طراحی سیستم ممبران در شرکت رسوب آب بر اساس کیفیت مورد انتظار آب ورودی و بازیافت می باشد که توسط شیرهای جریان غلیظ شده تنظیم می شود. مقدار بازیافت اغلب در بالاترین سطحی که در آن جریان آب خالص حداکثر است، ثابت می شود البته به صورتی که از رسوب نمک های فوق اشباع در داخل سیستم ممبران جلوگیری شود.
یعنی درصد غلظت نمک حذف شده از آب خوراک دستگاه نانوفیلتراسیون توسط ممبران. در دستگاه نانوفیلتراسیون بسیار اهمیت دارد که دفع کل جامدات حل شده(TDS)مقدار زیادی باشد. همانطوری که در نانوفیلتر باید امکان رد شدن سختی آب زیاد و امکان رد شدن مواد آلی کم باشد.
به معنی خلاف مقدار دفع (rejection) به کار می رود، میزان عبور(passage)عبارت است از درصد اجزای حل شده در آب خوراک که قادر خواهند بود از ممبرین عبور کنند.
آب خالص تولید شده توسط دستگاه نانوفیلتراسیون.
جریان خوراک که عبارت است از سرعت آب خوراک ورودی به المان ممبران یا دستگاه نانوفیلتراسیون، که معمولا بر حسب گالن در دقیقه(gpm)و یا مترمکعب در ساعت(m3/h)اندازه گیری می شود.
عبارت است از سرعت جریان آب خوراک غیرخالص که از المان ممبرن یا دستگاه نانوفیلتراسیون خارج می شود.
شدت جریان نفوذ آب تصفیه شده و مقدار دفع نمک، پارامترهای کلیدی در عملکرد فرآیندهای دستگاه نانوفیلتراسیون می باشند. تحت شرایط خاص، شدت جریان نفوذ و مقدار دفع جزو خواص ذاتی عملکرد ممبرین می باشند. اصولا این دو خاصیت تحت تاثیر عوامل زیر می باشند:
در دستگاه نانو فیلتر، دفع نمک بستگی کمی به شرایط عملیاتی دارد. البته نباید از چند عامل اصلی که مستقیما در عملکرد دستگاه نانوفیلتراسیون ظاهر نمی شوند، غفلت ورزید. این عوامل شامل نگهداری و بهره برداری از دستگاه، همراه با طراحی مناسب پیش تصفیه، مهم می باشند. توجه به این سه پارامتر بسیار مهم در عملکرد دستگاه نانوفیلتراسیون، باید مورد توجه OEM(سازنده تجهیزات اصلی)و استفاده کننده قرار گیرد.
فشار(pressure):
با افزایش فشار موثر، شدت جریان نفوذ آب تصفیه شده زیاد می شود و TDS آب خالص هم کاهش می یابد.
دما(temperature):
اگر دما زیاد شود و سایر پارامترها ثابت باشند، شدت جریان نفوذ آب تصفیه شده خالص و عبور نمک زیاد می شود.
بازیافت(recovery):
بازیافت عبارت است از نسبت جریان آب خالص به جریان آب خوراک. با افزایش بازیافت، تراوش آب خالص کاهش می یابد. اگر غلظت نمک به مقداری برسد که فشار اسمزی محلول نمکی در مقایسه با فشار خوراک زیاد باشد، مقدار نفوذ متوقف می گردد.
دستگاه نانوفیلتراسیون طراحی شده باید به طور پیوسته مورد بهره برداری قرار گیرد. اگرچه عملا سیستم های ممبرینی چندین بار راه اندازی و خاموش خواهند شد. وقتی دستگاه نانوفیلتراسیون خاموش شود، جهت خارج کردن محلول بسیار غلیظ نمک از داخل لوله های تحت فشار، باید ترجیحا با آب تصفیه شده (permeate) و یا آب خوراک با کیفیت بالا، شستشوی سریع انجام شود تا هدایت الکتریکی محلول غلیظ شده با هدایت الکتریکی آب خوراک برابر شود.
با توجه به مطالب گفته شده، اهمیت فیلترها و فرآیند فیلتراسیون مشخص می‌شود. در این زمینه استفاده از فناوری نانوفیلتراسیون و ساخت نانوفیلترها برای جداسازی ذرات بسیار ریز اهمیت ویژه‌ای دارد. امیدواریم که مطلب گفته شده برای شما عزیزان مفید بوده باشد.