اسمز معكوس

 

غشاهای نانو فیلتراسیون روش دیگری مشابه غشاهای RO است: آنها در تنظیمات جریان متقابل استفاده می شوند. گذر جریان به کاهش رسوب یا تجمع املاح از طریق غشای نیمه تراوا کمک می کند. به زبان ساده ، در جریان جریان ، جریان خوراکی تحت فشار از آب با غلظت کمتری نسبت به غشا N NF استفاده می کند ، در حالی که جریان جریان با غلظت بالاتر از سطح غشاtes جدا شده و حرکت می کند. نمک های رد شده و سایر ناخالصی ها را از بین می برد. به آب خالص نفوذ گفته می شود ، در حالی که به آب با غلظت بالاتر غلظت یا رد گفته می شود.
اگر دنبال قیمت دستگاه آب تصفیه کن صنعتی هستید کلیک کنید.

 

پارامترهای اصلی عملکرد فرآیند جداسازی غشا نانو فیلتر ، پخش جریان و رد هستند. تحت شرایط مرجع تعریف شده ، جریان (سرعت انتقال نفوذ در واحد سطح غشا) و رد خصوصیات ذاتی عملکرد غشای قابل پیش بینی. جریان و رد سیستم غشا در درجه اول تحت تأثیر پارامترهای متغیر است ، از جمله:

فشار: با افزایش فشار تغذیه موثر ، مواد جامد نافذ کاهش می یابد در حالی که جریان نفوذ افزایش می یابد.

دما: اگر دما افزایش یابد در حالی که سایر پارامترها (فشار ، بازیابی و غلظت نمک آب تغذیه) ثابت هستند ، نشت و جریان مجرای نمک افزایش می یابد.

بازیابی: بازیابی عبارت است از نسبت جریان نفوذ به جریان خوراک. اگر بازیابی افزایش یابد ، اگر غلظت نمک به مقداری برسد که فشار اسمزی غلظت آن برابر با فشار خوراک باشد ، جریان فیلتراسیون کاهش یافته و متوقف می شود. رد نمک با افزایش بهبودی کاهش می یابد.

غلظت نمک خوراک: با افزایش غلظت نمک خوراکی ، جریان فیلتراسیون کاهش می یابد در حالی که میزان عبور نمک افزایش می یابد.

عوامل دیگری که ممکن است عملکرد سیستم NF را تحت تأثیر قرار دهند عبارتند از:

نگهداری و بهره برداری از کارخانه.

طراحی قبل از درمان

رویکرد ما به نانو فیلتراسیون

غشاهای نانو فیلتراسیون ما بخشی از نمونه کارهای معروف FilmTec ec در صنعت ما هستند. فیلم نازک کامپوزیت Tech Film شامل سه لایه است که هر کدام با توجه به نیازهای خاص طراحی شده اند.

پشتیبانی از وب پلی استر.

لایه ای از پلی سولفون نرم و متخلخل.

لایه مانع پلی آمید فوق العاده نازک در بالا.

فیلم های FilmTec ™ NF برای طیف گسترده ای از برنامه ها از نظر جریان ، رد نمک و مواد آلی و مقاومت در برابر رسوب بسیار عالی عمل می کنند. عناصر فیلم شما می توانند در بازه pH از 2 تا 11 کار کنند و در برابر فشار مقاوم بوده و برای دمای حداکثر 45 درجه سانتیگراد مناسب هستند. بسته به دما ، می توان آن را در pH 1 و pH 13 به طور موثر تمیز کرد (لطفاً برای محدودیت pH برای غشاهای NF خاص به ورق های داده محصول مراجعه کنید.)

دوام ، تمیز کردن آسان و عملکرد پایدار در طی چندین سال ، حتی در شرایط سخت کاری است.

از اجزای FilmTec ™ NF می توان برای تصفیه آب آشامیدنی عمومی در مناطقی که به میزان بالای رد سدیم با غشا os اسمز معکوس (RO) احتیاج ندارند ، استفاده کرد ، اما در شرایطی که سایر نمک ها مانند کلسیم و منیزیم باید کاهش یابد. در مقایسه با فناوری نرم سازی آهک و کلرید سدیم (NaCL) ، نرم کردن غشای نانو فیلتراسیون گزینه کم هزینه تری است. به عنوان مثال ، غشای نانو فیلتراسیون FilmTec ™ NF270 پس از تمیز کردن مکرر ، رد کم نمک ، مصرف انرژی کم و عملکرد پایدار را فراهم می کند. این ویژگی ها آن را به گزینه ای اصلی برای آبهای سطحی آلوده تبدیل می کند.

سیستم غشایی یک طرح تک مرحله ای با مرکز چرخش مجدد است. ده فشار عروق ، هر یک از چهار عنصر غشایی ، به طور موازی مرتب شده اند. برای به حداقل رساندن زمان خرابی ، پمپ تغذیه سیستم و پمپ گردش تمرکز نصب شده است با پمپ موازی اضافی. تمام پمپ ها توسط مبدل های فرکانس کنترل می شوند ، به طوری که آنها فقط با فشار لازم کار می کنند. این یک ابزار مهم برای صرفه جویی در انرژی است ، به دلیل تولید و دامنه متفاوت دمای آب خوراک از 1 درجه سانتیگراد تا 20 درجه سانتیگراد.

 از مخزن باز غوطه ور در دریاچه اصلاح سطح ، آب خام از قبل تصفیه می شود سرعت تصفیه و فیلتراسیون شن و ماسه. فیلتراسیون توسط دی اکسید کربن تثبیت می شود تزریق و فیلتر سنگ آهک با مقادیر کم کلر برای اطمینان از آب بیشتر کیفیت شبکه توزیع گسترده است و فقط بسیاری از مناطق دورافتاده را پوشش می دهد در فصول تفریحی. یک مخزن بلند وجود دارد که به شما کمک می کند این تنوع را جبران کنید درخواست فوری جریان غلظت از ایستگاه نانو فیلتراسیون به حالت اولیه خود برگردانده می شود.

نانو فیلتراسیون آخرین روش برای فرآیندهای فیلتراسیون غشایی است. این روش معمولاً برای جداسازی ذراتی از آب که حاوی مقادیر کمی از جامدات محلول هستند ، استفاده می شود. مانند آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی تازه. هدف از این روش حذف کاتیونهای چند ظرفیتی و از بین بردن مواد ضد عفونی کننده آماده مانند مواد آلی طبیعی و مصنوعی است.کاربرد نانو فیلتراسیون در صنایع غذایی مانند صنایع لبنی در سطح وسیعی در حال گسترش است. در این صنایع ، از نانو فیلتراسیون برای تخلیه بخشی از مایعات (یونهای یک ظرفیتی) استفاده می شود.

نانو فیلتراسیون به دهه 1970 برمی گردد. وقتی غشاهای اسمز معکوس در فشارهای نسبتاً کم با جریان آب فیلتراسیون قابل قبول تولید می شوند. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس ، اگرچه آب با کیفیت عالی تولید می کند ، اما به همان اندازه در مورد هزینه بالای مصرف انرژی نیز نگران کننده بود. در نتیجه ، تأمین آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود. بنابراین ، استفاده از غشایی که ترکیباتی را که محلول کمتری دارند ، اما نفوذ پذیری بیشتری در آب دارند ، از بین می برد ، بنابراین حجم آب تصفیه شده را به کیفیت مورد نیاز (به استانداردهای لازم) می رساند ، پیشرفت عمده ای در فن آوری جداسازی است.

بنابراین ، غشاهای اسمز معکوس فشار کم به عنوان غشاهای نانو فیلتراسیون شناخته می شوند.تحقیقات در مورد توسعه غشاهای اسمز معکوس توسط جان کدوت در سال 1984 منجر به ایجاد نوع جدیدی از غشا شد که به عنوان اولین نمونه در طبقه بندی نانوفیلتراسیون شناخته می شود. غشاهای ساخته شده توسط کدو تنبل از طریق یون های کلرید با جریان زیاد عبور می کنند و در عوض یون های سولفات به خوبی جدا می شوند و به سرعت جدا می شوند.

نانو فیلتراسیون یک روش فیلتراسیون غشایی است که از منافذ نانومتری عبور می کند و از غشا عبور می کنند. غشاهای نانو فیلتراسیون دارای منافذی در مقیاس 1 تا 10 نانومتر هستند که در میکرو فیلتراسیون و اولترافیلتراسیون کوچکتر از اندازه منافذ و در اسمز معکوس کمی بزرگتر از منافذ هستند. غشاهای مورد استفاده برای نانو فیلتراسیون عمدتا از لایه های نازک پلیمری تشکیل شده اند ، مواد معمولاً مورد استفاده عبارتند از پلی اتیلن ترفتالات یا فلزاتی مانند آلومینیوم. اندازه منافذ توسط pH ، دما و زمان انبساط کنترل می شود ، چگالی منافذ از 1 تا 106 منافذ در سانتی متر مربع است.

از نظر علمی ، این غشاها به دو روش اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس طبقه بندی شده اند. بنابراین آنها به عنوان اسمز معکوس فله یا باز و همچنین اولترافیلتراسیون شناخته می شوند.یکی از مهمترین مزایای فیلتراسیون نانو به عنوان روشی برای نرم کردن آب (در مقابل آب سخت) این است که در طی فرآیند نگهداری یون های کلسیم و منیزیم ، هنگامی که یون های هیدرات یک ظرفیتی از غشا عبور می کنند ، فیلتراسیون بدون افزودن یون های سدیم انجام می شود. شدن (بر خلاف مبدل های یونی) نیز ، بسیاری از جداسازی ها در دمای اتاق صورت نمی گیرد (مانند فرآیند تقطیر) و این فرآیند ها گران هستند. زیرا در طی فرآیند نیاز به خنک سازی یا گرمایش مداوم وجود دارد.

جداسازی مولکولی نور با نانو فیلتراسیون رابطه نزدیک دارد ، که اغلب در سایر فرایندهای جداسازی دیده نمی شود. دو ویژگی ذکر شده از مزایای اصلی فیلتراسیون نانو هستند. یکی دیگر از ویژگی های مطلوب نانو فیلتراسیون ، توانایی انجام فرآیند در حجم زیاد و از طرف دیگر برای تولید جریان های خروجی مداوم است. با این حال ، نانو فیلتراسیون هنوز در میان روشهای مختلف فیلتراسیون غشایی کمترین استفاده را دارد. زیرا اندازه منافذ فقط به چند نانومتر محدود می شود. در نتیجه از اسمز معکوس برای ذرات کوچکتر و از اولترافیلتراسیون برای ذرات بزرگتر استفاده می شود. از اولترافیلتراسیون می توان در مواردی که از نانو فیلتراسیون استفاده می شود نیز استفاده کرد. زیرا این روش رواج بیشتری دارد.

از طرف دیگر ، مهمترین عیب فناوری نانو ، مانند تکنیکهای فیلتراسیون غشایی ، هزینه و نگهداری غشاهای مورد استفاده است و غشاهای نانو فیلتراسیون یکی از گرانترین قسمتهای فرآیند هستند. تعمیرات و جایگزینی غشا به عوامل مختلفی بستگی دارد ، از جمله مقدار کل مواد جامد محلول ، میزان جریان ورودی و اجزای استفاده شده در طی فرآیند. برای استفاده از نانو فیلتراسیون در صنایع مختلف ، باید یک زمان تخمینی برای جایگزینی نانو فیلترها به طور منظم داشته باشید. به این ترتیب فیلترهای نانو قبل یا بعد از عملکرد بهینه تعویض می شوند.

نانو فیلتراسیون آخرین روش برای فرآیندهای فیلتراسیون غشایی است. این روش معمولاً برای جداسازی مولکول از آب که حاوی مقادیر کمی از مواد جامد محلول است ، استفاده می شود. مانند آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی تازه. هدف از این روش حذف کاتیون های چند ظرفیتی و ضد عفونی کننده های آماده مانند مواد آلی طبیعی و مصنوعی است.*
منابع پربازدید:
abtasfiyeh
tasfiyehab
تصفیه آب‌پاکسازان
شرکت سازنده آب تصفیه کن

برخلاف غشاهای با منافذ کوچکتر و بزرگتر ، عبور املاح از طریق نانو فیلتراسیون به طور قابل توجهی پیچیده تر است.

بسته به اندازه منافذ ، سه نوع املاح و املاح وجود دارد که می توانند از طریق غشا منتقل شوند:

انتشار: مولکول به دلیل سطح غلظت متفاوت رخ می دهد. همانطور که از طریق غشاهای اسمز معکوس دیده می شود.

همرفت: حرکت ذرات و حلالها همراه با جریان اتفاق می افتد. مانند فیلتراسیون با منافذ بزرگتر ، مانند میکروفیلتراسیون

الکتروفورز: جذب یا دفع املاح به دلیل وجود بار در داخل غشا و اطراف آن اتفاق می افتد.

علاوه بر این ، مکانیسم های مهار انتقال مواد در نانو فیلتراسیون پیچیده تر از سایر اشکال صاف هستند. اکثر سیستم های تصفیه فقط بر روی اندازه ذرات کار می کنند. اما در مقیاس کوچکتری که در نانو فیلتراسیون با آن روبرو هستیم ، باید اثرات بار سطحی روی نمک های باردار کوچک و همچنین اثرات هیدراتاسیون را در نظر گرفت. زیرا ذرات موجود در محلول با پوسته ای از مولکول های آب اطراف پوشانده شده اند. لازم به ذکر است که pH محلول تأثیر زیادی در بار سطحی دارد و بنابراین می توان روشی را برای درک و کنترل بهتر نفوذ ارائه داد.

مکانیسم های نفوذ پذیری انتخابی به شدت تحت تأثیر اندازه منافذ غشا membrane ، گرانروی حلال ، ضخامت فیلم ، نفوذ پذیری محلول ، دمای محلول ، pH محلول و ثابت غشا die دی الکتریک هستند. نحوه توزیع اندازه منافذ نیز مهم است. مدل سازی میکرو فیلتراسیون بسیار دشوار است. این کار را می توان با استفاده از کاربردهای معادله انجام داد ، اگرچه این امر به اطمینان زیادی از پارامترها و داده های آزمایشی بدست آمده نیاز دارد.

 

به نشتی از فیلتری که قادر به عبور ذرات بسیار ریز (از طریق میکروسکوپ) باشد ، فوق تصفیه گفته می شود.

اولترافیلتراسیون با غشاها انجام می شود و از این نوع غشا برای جداسازی ذرات بزرگ با اندازه 20 تا 1000 آنگستروم استفاده می شود. تمام نمک ها و ذرات محلول کوچکتر از این محدوده از غشا pass عبور می کنند. در این روش کلوئیدها ، پروتئین ها و مواد میکروبی جدا شده و مولکول های آلی بزرگ با وزن مولکولی بین 1000 تا 100000 ساخته می شوند.

یکی از کاربردهای رایج برای اولترافیلتراسیون (UF) استفاده از آن برای غلیظ کردن شیر برای تهیه پنیر است. کنسانتره پروتئین آب پنیر ، که با استفاده از فرآیند اولترافیلتراسیون با نسبت های مختلف پروتئین از آب پنیر تولید می شود ، دارای خواص عملکردی بسیاری است. این خواص استفاده از کنسانتره های پروتئین آب پنیر را در فرمولاسیون های غذایی امکان پذیر می کند. از آنجا که پروتئین های آب پنیر در بافت پنیر حفظ می شوند ، ارزش غذایی محصول نیز به این ترتیب بهبود می یابد. محلول هایی که در پشت غشاran جریان دارند به طور کلی مواد برگشتی یا "فازهای دائمی" نامیده می شوند. آنچه او پشت سر می گذارد ، تعالی یا "انتقال" تلقی می شود.

 

بین اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون

نانو فیلتراسیون یک فرآیند غشایی خاص است که نمکهای محلول را در محدوده اندازه تقریبی 1 نانومتر (10 آنگستروم) رد می کند - از این رو اصطلاح "نانو فیلتراسیون" است.

بسته به اندازه و وزن حلالهای غشای نانو فیلتراسیون ، NF در محدوده بین اسمز معکوس (RO) و اولترافیلتراسیون (UF) عمل می کند: مولکولهای آلی با وزن مولکولی بیشتر از 400-400 رد می شوند. غشاهای نانو فیلتراسیون می توانند به طور موثر از بین آلاینده های دیگر حذف شوند:

مواد آلی محلول.

اندوتوکسین ها / پیروژن ها.

حشره کش ها / سموم دفع آفات.

علف کش

آنتی بیوتیک ها.

نیترات

قندها

امولسیون لاتکس.

یونهای فلزی

برخی از نمکهای محلول را نیز رد می کند. به طور خاص ، NF نمک های محلول را در محدوده 20 تا 98٪ رد می کند. نمک های حاوی آنیون های تک ظرفیتی (مانند کلرید سدیم یا کلرید کلسیم) 20 تا 80 درصد را رد می کنند ، در حالی که نمک های حاوی آنیون های دو ظرفیتی (مانند سولفات منیزیم) 98-90 درصد بیشتر رد می کنند. فشارهای غشایی معمولاً 50-225 psi (3.5-16 بار) است.

یک غشای نانو فیلتراسیون ایده آل نفوذ پذیری بسیار بالایی در برابر آب دارد ، اما نفوذ پذیری یک ماده حل شده ایده آل ممکن است نزدیک به صفر یا بیشتر باشد ، بسته به ماده محلول و کاربرد آن. به عنوان مثال ، این برنامه ممکن است به نفوذپذیری نزدیک به صفر برای آفت کش ها و 50٪ برای یون های کلسیم نیاز داشته باشد.

رنگ و کل کربن آلی (TOC) را از سطح آب پاک کنید.

سفت یا رادیوم را از آب چاه خارج کنید.

کاهش کل مواد جامد محلول (TDS).

جداسازی مواد آلی از مواد معدنی در غذاهای خاص و کاربردهای فاضلاب

 

مانند غشاهای اسمز معکوس ، غشاهای نانو فیلتراسیون در سیستم های جداسازی با استفاده از فشار وارد شده برای غلبه بر فشار اسمزی سیستم و جریان حلال از طریق یک غشا semi نیمه تراوا از یک منطقه با غلظت املاح بالاتر به یک منطقه و بالعکس در غلظت های پایین استفاده می شود. . این "جریان برگشتی" و نفوذپذیری غشا در نانو فیلتراسیون منجر به عبور املاح بسیار بزرگ از غشای باقیمانده در طرف غلظت بالاتر غشا می شود ، در حالی که آب تصفیه شده حاوی باقی مانده املاح مطلوب یا قابل قبول است.