دستگاه تصفیه آب نانوفیلتراسیون

یکی از انواع روش های فیلتراسیون غشایی، تصفیه آب نانوفیلتراسیون است که می تواند ذراتی با ابعاد بیشتر از 1 نانومتر را از آب حذف کند. سیستم نانوفیلتراسیون قادر به حذف بسیاری از ترکیبات آب با جرم مولکولی بالاست و غشاهای آن سختی آب را به جزء یون هایی که برای بدن انسان مفید هستند را از بین می برد.

در این روش همچنین مولکول های آلی بزرگ مانند ویروس ها، رنگ آب، بسیاری از مواد آلی طبیعی و برخی نمک ها حذف می شوند. در ادامه این مطلب می خواهیم به بررسی کامل تر سیستم نانوفیلتراسیون تصفیه آب (تصفیه آب Nanofiltration) بپردازیم و اطلاعات مفیدی در اختیار شما قرار خواهیم داد. لطفا با ما همراه باشید.

معرفی سیستم تصفیه آب نانوفیلتراسیون

از انواع روش های فیلتر آب غشایی می توانیم به نانوفیلتراسیون اشاره کنیم که با غشاهای دارای حفره هایی به اندازه حدود 0.001 میکرون قادر به حذف بسیاری از ترکیبات ناسالم آب می باشد.

نانوفیلتراسیون یک فرایند جداسازی تحت فشار مابین اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون می باشد، این روش به سیستم های تصفیه آب صنعتی ، تصفیه آب اسمز معکوس و اولترا فیلتراسیون برتری دارد زیرا در اولترا فیلتراسیون مقدار آلاینده های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معکوس میزان خلوص آب به دست آمده بیش از حد است که نتیجه آن بالاتر بودن هزینه های آن است.

سیستم تصفیه آب Nanofiltration در مقایسه با دو روش مذکور مقرون به صرفه تر بوده و بهره برداری از آن نیز آسان می باشد. در این روش، جریان آب با فشار الکتریکی از غشای نیمه تراوا عبور می کند و با عبور جریان آب، تمام ذرات بیشتر از یک نانو از آب جدا خواهند شد و مابقی یون هایی که برای بدن انسان مفید هستند، از غشاء عبور خواهند کرد.

یک مزیت نانوفیلتراسیون، حذف مواد ذائد و مواد آلی با وزن بیشتر از 1000 دالتون است که منجر به درجه خلوص بالای آب می شود.

غشاء و فیلتر استفاده شده در دستگاه نانوفیلتراسیون دارای دو لایه است که یک لایه برای حفاظت از دستگاه در برابر فشار وارد شده نقش دارد و نقش لایه دوم نیز جدا کردن مواد زائد از آب است.

غشاهای دستگاه نانوفیلتراسیون

در دستگاه نانوفیلتراسیون مشابه با دستگاه اسمز معکوس از غشاهای متراکم استفاده می شود. جذاسازی در این فیلتر ها از طریق فرایند انتشار انجام می گیرد و نیروی محرک برای انجام فرایند جداسازی، فشار دیفرانسیل می باشد.

در روش های میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون، فشار مورد نیاز حداکثر 2 بار می باشد اما در نانوفیلتراسیون نیاز به حدود 8 بار فشار است در حالی که برای اسمز معکوس به فشاری حدود 60 بار نیاز است.

غشای به کار رفته در دستگاه نانوفیلتراسیون ذرات بزرگ تر از 0.001 میکرون را به خوبی از آب حذف می کند و با کمک این غشاء تمام کدورت ها، باکتری ها، ویروس ها، رنگ ها، طعم، سختی، سولفات و TDS آب از بین می روند.

چگونگی تصفیه آب در دستگاه تصفیه آب Nanofiltration

تصفیه آب با سیستم نانوفیلتراسیون مشابه با روش اسمز معکوس است اما با بعضی تفاوت های جزئی. برای بررسی دقیق تر تصفیه آب با کمک نانوفیلتراسیون، ابتدا لازم است توضیح دهیم که اسمز مستقیم و اسمز معکوس چیست.

اسمز در واقع یک فرایند طبیعی است و روش عمل آن بدین صورت است که مواد با درجه شوری کم به سمت مواد با شوری بیشتر جذب می شوند حال در روش اسمز معکوس، تصفیه آب دریا و نانوفیلتراسیون، عکس این فرایند اتفاق می افتد و با استفاده از یک پمپ، آب با درجه شوری بیشتر به سمت درجه شوری کمتر هدایت می شود.

در سیستم نانوفیلتراسیون یک غشاء یا ممبران با دو لایه قرار داده شده است که آب با فشار الکتریکی از آن عبور می کند. مولکول ها، ویروس ها، مواد زائد و کاتیون های دو یا چند ظرفیتی امکان عبور از این غشاء را ندارند و در نتیجه آب حاصل، درجه خلوص بالایی دارد و مناسب برای استفاده در صنایع متفاوتی همچون آزمایشگاه، داروسازی، کشاورزی و … می باشد.

تفاوت تصفیه آب با روش نانوفیلتراسیون NF و اسمز معکوس

در بخش قبلی مطلب گفته شد که روش تصفیه آب نانوفیلتراسیون شباهت زیادی به اسمز معکوس دارد اما دارای تفاوت هایی می باشند. آب به دست آمده از سیستم نانوفیلتراسیون درجه خالصی بالایی دارد اما از درجه خالصی آب به دست آمده از روش اسمز معکوس، کمتر است.

در روش اسمز معکوس آب درجه خلوص بسیار بالایی دارد و به همین دلیل نیازمند انرژی و هزینه بیشتری می باشد. دقت این فرایند حدود 0.0001 میکرون می باشد و نزدیک به نیمی از آب هدر می رود اما در روش NF حدود 30 درصد آب حذف می شود و از نظر افتصادی مقرون به صرفه تر می باشد. تصفیه آب به روش های نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس هر دو در محیط های صنعتی و کارخانجات تولید دارو و مواد غذایی کاربرد دارند.

تفاوت تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون

یکی دیگر از روش های تصفیه آب در صنعت به روش اولترافیلتراسیون می باشد. تفاوت نانوفیلتراسیون با اولترافیلتراسیون در میزان و نوع فشار وارد شده به آب می باشد به طوری که در سیستم NF نیاز به فشار الکتریکی می باشد اما در RF آب بدون هیچ فشار خارجی از فیلتر عبور می کند.

در نتیجه این فرایند ها مصرف انرژی نانوفیلتراسیون بیشتر است و اولترافیلتراسیون به دلیل آنکه درجه خلوص کمتری از آب را تشکیل می دهد، از نظر قیمتی مقرون به صرفه تر می باشد.

مزایای تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون

تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون به دلیل مزایای بسیاری که دارد مورد استقبال صنایع مختلف قرار گرفته است و از این روش برای تولید آب مورد نیاز صنعتی و کشاورزی بهره برده می شود. از جمله مزایای سیستم نانو فیلتراسیون می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم :

• از بین بردن آلاینده ها، گل و لای، میکرو ارگانیسم های موجود در آب
• از بین بردن مواد آلی با وزن سنگین تر از 1000 دالتون
• از بین بردن کاتیون های چند ظرفیتی مانند کلسیم، آهن، سولفات، منگنز و نیترات
• رنگ زدایی و حذف TSS از آب
• متعادل سازی نمک و شوری آب برای استفاده در صنعت و کشاورزی
• دارای پساب کمتر نسبت به دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس
• قیمت ارزان تر نسبت به اسمز معکوس
• تصفیه آب بدون نیاز به مواد شیمیایی
• تغییر ندادن PH آب پس از تصفیه
• بازدهی بالا نسبت به سایر روش های تصفیه آب از جمله اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون
• از بین بردن نمک‌ های چند ظرفیتی همچون آهن، منگنز، اورانیم
• از بین بردن برخی آفت کش ها
• مقدار نیاز انرژی پایین سیستم
• طول عمر بالاتر غشاهای نانوفیلتراسیون در مقایسه با غشاهای اسمز معکوس

کاربردهای سیستم نانوفیلتراسیون

مزایای بسیاری که بالاتر اشاره کردیم، سیستم نانوفیلتراسیون در محیط های مختلف کاربردی ساخته است که از جمله این کاربردها عبارتند از :

نحوه استفاده از دستگاه نانو فیلتراسیون

آب در دستگاه تصفیه آب نانو به طور پیوسته و با فشار زیاد با کمک یک پمپ فشار قوی داخل سیستم ممبران می شود. در سیستم ممبران، آب خوراک به محلول نمکی و آب تصفیه شده تقسیم می شود که آب تصفیه شده در یک سمت ممبران و محلول نمکی نیز در سمت دیگر قرار دارند.

سوپاپ تنظیم یا شیر پساب درصد آب خوراکی را تنظیم می کند و به دو جریان آب غلیظ شده و آب تصفیه شده تبدیل می شود.

موارد مهم در نحوه کار دستگاه تصفیه آب Nanofiltration عبارتند از :

• بازیافت (recovery) : بازیافت به معنای درصدی از آب خوراک سیستم ممبران می باشد که باعث تولید آب خالص می شود. طراحی سیستم ممبران دستگاه نانوفیلتراسیون در شرکت با توجه به کیفیت مورد انتظار آب ورودی انجام می شود که توسط شیرهای جریان غلیظ شده قابل تنظیم می باشد. میزان بازیافت عمدتا در بالاترین سطحی که در آن جریان آب خالص حداکثر است، ثابت می شود اما به صورتی که از رسوب نمک های فوق اشباع در داخل سیستم ممبران ممانعت شود.
• مقدار دفع (rejection) : میزان دفع دستگاه نانوفیلتراسیون به معنای درصد غلظت نمک حذف شده از آب خوراک توسط ممبران است. دفع کل جامدات حل شده در دستگاه نانوفیلتراسیون باید مقدار زیادی باشد و پارامتر پر اهمیتی است.
• مقدار عبور (passage) : مقدار آب در سیستم نانوفیلتراسیون در مقابل خلاف مقدار دفع استفاده می شود میزان عبور عبارت است از درصد اجزای حل شده در آب خوراک که امکان عبور از ممبران را دارند.
• آب تصفیه شده (permeate) : به آب خالص تولید شده توسط دستگاه نانوفیلتراسیون، آب تصفیه شده گفته می شود.
• جریان (flow) : جریان در دستگاه نانوفیلتراسیون عبارت است از سرعت آب خوراک ورودی به ممبران که بر حسب گالن در دقیقه یا متر مکعب در ساعت اندازه گیری می شود.
• جریان غلیظ شده : جریان غلیظ شده در سیستم نانو فیلتراسیون به معنای سرعت جریان آب خوراک غیرخالص است که از ممبران خارج می شود.

خاموش کردن و شستشوی دستگاه نانوفیلتراسیون

دستگاه نانو فیلتراسیون به گونه ای طراحی شده است که باید به طور پیوسته مورد استفاده قرار بگیرد البته سیستم های ممبران چندین بار راه اندازی و خاموش می شوند.

زمانی که سیستم تصفیه آب نانو را خاموش می کنید، برای خارج کردن محلول غلیظ نمک از داخل لوله های فشار، باید با استفاده از آب تصفیه شده با کیفیت، شستشوی سریع انجام شود تا هدایت الکتریکی محلول غلیظ شده با هدایت الکتریکی آب خوراک برابر شود.

شستشوی سریع دستگاه نانوفیلتراسیون در فشار پایین انجام می شود و آبی که استفاده می شود باید عاری از هر گونه مواد شیمیایی باشد و پس از شستشوی سریع سیستم، شیرهای خوراک باید به طور کامل بسته شوند.

تجهیزات مورد نیاز برای حفاظت از دستگاه نانوفیلتراسیون

برای حفاظت از ممبران های دستگاه نانوفیلتراسیون استفاده از شیرهای اتمسفری تخلیه در خط لوله آب تصفیه شده توصیه می شود. شیرهای ایمنی همواره کار می کنند و اگر در اثر قطع برق یا خاموشی های اضطراری به دستگاه برق نرسد، با استفاده از این شیرها آسیبی به دستگاه وارد نمی شود.

همچنین دستگاه نانوفیلتراسیون باید در برابر رشد میکروبیولوژیکی حفاظت شده و علمیات شستشوی سریع آن هر 24 ساعت یکبار انجام بگیرد.

معایب دستگاه نانوفیلتراسیون

تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون با وجود مزایای بسیاری که دارد و در صنایع مختلف هم استفاده می شود، دارای معایبی هم می باشد که در این بخش بررسی می کنیم :

• مصرف انرژی در تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون بالاتر از اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون می باشد.
• برای تصفیه آب های به شدت آلوده با دستگاه تصفیه آب نانو نیاز به پیش تصفیه می باشد که با غشاهای مارپیچ انجام می گیرد.
• دستگاه نانو فیلتراسیون ممانعت محدود برای نمک ‌ها و یون ‌های یک ظرفیتی ایجاد می کند.
• غشاهای استفاده شده در دستگاه نانو فیلتراسیون از غشاهای دستگاه اسمز معکوس گران تر هستند.
• غشای قرار گرفته شده داخل نانو فیلتراسیون به کلر آزاد حساسیت دارد و فیلتر کربن فعال یا تصفیه با سولفیت برای غلظت بالای کلر توصیه می ‌شود.

سخن پایانی

استفاده از دستگاه تصفیه آب نانو برای تصفیه آب در کارخانجات مختلف و صنایع به تدریج در حال گسترش است و این روش در تصفیه آب و فاضلاب و کاربردهای دیگر همچون جداسازی املاح یا مواد شیمیایی از محلول، تولید مواد بیولوژیکی، صنایع دارویی و طعم دهنده ‌ها کاربرد دارد.

در صورت نیاز به خرید دستگاه نانوفیلتراسیون، می توانید از کارشناسان تیم مهندسی شرکت (نام شرکت) راهنمایی دریافت کنید و پس از مشاوره خرید تصفیه آب ، سفارش ساخت دستگاه را ثبت کنید. همچنین برای راهنمایی در خصوص قیمت دستگاه نانوفیلتراسیون، کارشناسان در خدمت شما هستند

سوالات متداول