فیلتر تصفیه آب به طور گسترده در فرآیندهای شیمیایی و بیوتکنولوژی مورد استفاده قرار می گیرد که در حال حاضر به عنوان ابزاری با ارزش برای تصفیه و تمیز کردن آب فاضلاب و فرایندهای صنعتی ایجاد شده است. بیشتر لوله هایی که برای تصفیه ناخالصی های آب آشامیدنی استفاده شده اند غیر استاندارد هستند. سال‌ها پیش فرایند تصفیه آب خانگی توسط فیلترهای معمولی انجام می‌شد. فیلترهایی که صرفا جلو ذرات معلق در آب را می‌گرفتند و اجازه نمی‌دادند رسوبات و گل و لای داخل آب باقی بمانند. اما با پیشرفت علم روش اسمز معکوس ابداع شد و تصفیه آب به شیوه‌ای بسیار حرفه‌ای‌تر صورت گرفت. اما حالا این فیلتر ممبران چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ با ما همراه باشید تا این مسئله را به تفصیل شرح داده و همچنین به شما بگوییم که فیلتر اسمز معکوس چگونه کار می کند.
فیلتر ممبران (غشایی):
در معرفی فیلتر ممبران در پاسخ به سوال فیلتر ممبران چیست، ابتدا لازم است با اصطلاحاتی از قبیل غشا آشنا شوید. غشا به نوعی ورقه یا صفحه گفته میشود که مانند سلول های بدن انسان، اجازه ورود برخی از مواد و ذرات را داده و به برخی چنین اجازه ای داده نمی شود. ممبران در واقع فیلتری متشکل از غشای نیمه تراوا است (معنی کلمه membrane در فارسی غشا است). ممبران نوعی فیلتر می باشد که از چندین غشا یا ورقه های فیلم تشکیل شده است و با قرار گرفتن در اطراف لوله ای پلاستیکی، تنها اجازه عبور آب خالص را می دهند.
اصلی ترین بخش در فیلتر ممبران یک غشا نیمه تراواست، غشایی که بافتی آن طوریست که فقط ذرات 0.0001 میکرون میتوانند از آن عبور کنند و بدین شکل تا 99.99 درصد ذرات بزرگتر از 0.0001 میکرون پشت این غشا میمانند و به فاضلاب میروند و آب خالص که اندازه مولکول‌های کمتر از 0.0001 میکرون (0.000275 میکرون) است عبور کرده و به استفاده ما در می‌آیند.
فرایند اسمز معکوس
نام این فرایند را بسیار شنیده‌اید، این روش در حال حاضر برای تولید توان استفاده میشود. نیروگاه‌های اسمزی وجود دارند که میتوانند از غلظت آب شیرین داخل رودخانه و آب دریا توان تولید کنند. جزو روش‌های نوینی است که برای تولید برق استفاده میشود و پیشرفت‌های زیادی داشته است. اما چیزی که اهمیت دارد این است که روش اسمز معکوس برای تولید برق کمتر استفاده نمی‌شود و عمده‌ی استفاده آن در تصفیه خانه‌ها است.
استفاده از اسمز معکوس برای نمک زدایی آب آشامیدنی و تولید آب تصفیه شده به خوبی تثبیت شده است. اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون، که برخلاف اسمز معکوس و استفاده از غشاء متخلخل از نانوذرات استفاده می کنند، اکنون در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. اسمز معکوس به فرایندی می‌گویند که در آن یک فناوری غشا که معمولا لایه لایه است غلظت آب را تشخیص می‌دهد و تنها چیزی که می‌تواند از آن عبور کند آب است. روشی که به آن غلظت سنجی می‌گویند. غلظت آب آشامیدنی به همراه املاح معدنی و نمک‌های لازم باید در حد استانداردی باشد.
حال اگر بخواهیم به یک بیان دیگر فیلتر ممبران را تعریف کنیم، باید بگوییم که نوعی فیلتر می باشد که از غشای نیمه تراوا تشکیل شده و ذراتی از قبیل آلاینده های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی نمی توانند از منافذ موجود بر روی آن عبور کنند. فیلتر ممبران یکی از اجزای اصلی در تصفیه آب به روش اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون می باشد و قادر به حذف ذرات به اندازه 0.0001 مکیرون را دارا می باشند. این نوع فیلتر در تصفیه آب کارخانجات و تصفیه خانه های بزرگ و صنعتی کاربرد گسترده ای دارد.
انواع فیلتر ممبران
فیلتر ممبران دارای انواع مختلفی بوده و بر اساس ویژگی های متعدد قابل تقسیم بندی می باشند. از جمله فاکتورهایی که می توان بر اساس آنها ممبران ها را تقسیم بندی نمود، نوع دستگاهی می باشد که از آن استفاده می کند که عبارتند از:
1- فیلتر ممبران اولترا فیلتراسیون:
یک نمونه ی دیگراز مدل های فیلتر ممبران که در دستگاه تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد، فیلتر اولترافیلتراسیون می باشد که دقت و کاربرد فیلتر ممبران در این نوع در درجه ی پایین تر از فیلتر به روش اسمز معکوس است. در دستگاه تصفیه آب در صورت استفاده از روش اولترافیلتراسیون برای اعمال فشار دیگر از پمپ استفاده نمی شود. ممبران اولترافیلتراسیون نیز بر پایه غشای نیمه تراوا عمل نموده و برخلاف نوع NF، قادر به حذف یون ها و مولکول های کوچک موجود در آب نمی باشد. این نوع ممبران در برابر کلر مقاومت بالایی داشته و به همین دلیل می توان برای شستشو و تمیز کردن آن از کلر استفاده نمود.
2- فیلتر ممبران نانو فیلتراسیون:
از مدل های رایجی که در دستگاه های تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد فیلتر ممبران نانو فیلتراسیون می باشد. کاربرد فیلتر ممبران در این مدل تحت عنوان اسمز آزاد شناخته می شود که غشای بکار رفته ی در این فیلتربا دارا بودن منافذ بزرگ فشار آب کمتری هم نیاز دارد البته این بزرگ بودن منافذ فیلتر می تواند منجر به عبور برخی مواد معلق موجود در آب مثل نمک شود.
فیلتر ممبران موجود در دستگاه های تصفیه آب به کمکنانو فیلتراسیون از دو بخش تشکیل شده اند که یک بخش، نقش محافظ را برای دستگاه در برابر فشار ایفا نموده و بخش دیگر جدا ککنده آب از ناخالصی ها می باشد. فیلتر ممبران NF دارای منافذی به اندازه یک نانو بوده و از ورود ناخالصی ها با اندازه بیشتر از 0.0001 جلوگیری خواهد نمود. پس از عبور آب از این غشا، تنها یون های مفید برای بدن انسان در آب موجود می باشند.
3- فیلتر ممبران اسمز معکوس:
اسمز معکوس نوعی از روش هایی در تصفیه آب می باشد که تمام ناخالصی ها را از قبیل: فلزات سنگین و نیترات را به طور کامل حذف نماید به نوعی دقت فیلتر اسمز معکوس برای حذف آلاینده های شیمیایی در جایگاه بالایی است. همچنین کاربرد فیلتر ممبران در این نوع یعنی اسمز معکوس آهک و گچ موجود در آب را حذف کرده و به این ترتیب سختی آب کاهش داد می شود اما در مقابل نسبت به کلر موجود در آب نیز حساس بوده ونکته ی حائز اهمیت اینکه کلر موجود در آب شهری می تواند این فیلتر را دچار نماید.
ما در مقاله دستگاه تصفیه آب خانگی چگونه کار می کند مفصلا به تشریح سایر فیلترهای تصفیه آب پرداخته ایم.
فیلتر ممبران صنعتی
عمر فیلتر ممبران:
تا اینج به پرسش فیلتر ممبران چیست پاسخ دادیم. حال به این بپردازیم که عمر این فیلتر چقدر است. فیلتر ممبران به طور کلی بین 1 تا 2 سال کار میکند ولی بسته به برخی عوامل عمر آن کاهش میابد، به عنوان مثال بالا بودن TDS آب منطقه، بالا بودن بیش از حد کلر، به موقع فیلترهای 1، 2 و 3 ، تعویض فیلترهای پیش تصفیه توسط افراد غیر متخصص و …. عواملی هستند که عمر ممبران را می‌تواند بشدت کاهش دهد. توجه داشته باشید در مواقعی که TDS منطقه به طور شدید بالا باشد و ممبران زود به زود خراب شود، باید از یک فیلتر محافظ استفاده کرد. فیلتری مثل محافظ ممبران که در واقع فیلتر PP با قطر 1 میکرون و به صورت In-Line (کاتریجی نیست و در داخل هوزینگ قرار نمیگیرد). اینگونه می توان عمر فیلتر ممبران را قدری بهینه کرد!
در این مقاله سعی کردیم به اختصار به پرسش فیلتر ممبران چیست پاسخ داده و کاربرد آن را در امر تصفیه آب توضیح دادیم. نظرات خود را در قسمت کامنت ها با ما در میان بگذارید.