فیلتر ممبران

فیلتر ممبران یکی از اجزای اصلی در تصفیه آب به روش های مختلف از قبیل اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون می باشد که تاثیر بسزایی در حدف آلاینده های فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی دارد. عملکرد ممبران در تصفیه آب بر پایه حذف مواد آلاینده به کمک غشای نیمه تراوا بوده و از ورود ناخالصی ها به بخش آب تصفیه شده جلوگیری میکند.

فیلتر ممبران از چندین لایه نازک یا ورقه های فیلم که به هم فشرده شده و به طور مارپیچ دور یک لوله پلاستیکی پیچانده شده اند تشکیل شده است. مواد تشکیل دهنده ممبران از نوع مواد نیمه نفوذپذیر یا نیمه تراوا می باشند که مانع عبور آلودگی های شیمیایی و املاح نامطلوب و حتی ویروس ها و باکتری ها می گردند بطوریکه ناخالصی ها از خروجی فاضلاب ممبران به بیرون هدایت می شوند و تنها آب از این غشاها عبور می نماید، غشای ممبران توانایی این را دارد که املاح نامناسب موجود در آب تا ابعاد ۰.۰۰۰۱ میکرون را حذف نماید بدین صورت آبی پاک به دست می آید.

عملکرد غشای فیلتر ممبران جهت حذف املاح مضر تا ابعاد ۰.۰۰۱ میکرون از جمله مواد غیر آلی حل شده ، مواد آلی حل شده ، آلاینده های میکروبیولوژیکی از قبیل آندوتوکسین ها ، ویروس ها و باکتری ها و نیترات و نیتریت و فلزات سنگین مانند جیوه ، آرسنیک ، سرب روی و... می باشد . ممبران های با کیفیت بالا دارای استاندارد های NSF , ANSI بوده و املاح و مواد مضر را تا ۹۸ % حذف می کند.

نحوه کارکرد فیلتر ممبران

فیلتر اسمزی با اختلاف فشار و اختلاف غلظت کار می‌کند و با تشخیص فشار و غلظت انواع ناخالصی‌های موجود در آب جلو عبور ناخالصی‌ها را می‌گیرد. اگر بخواهیم بهتر توضیح دهیم تصور کنید آب و انواع باکتری‌ها قصد دارند از داخل ممبران عبور کنند. قطر مولکول آب 0.005 میکرومتر است و قطر باکتری موجود در آّب 0.02 میکرومتر است. فضای متخلخل ممبران و سوراخ‌های موجود روی آن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تنها مولکول‌های آب از آن عبور کنند و بقیه ناخالصی‌ها که ابعاد بزرگتری دارند نمی‌توانند از داخل این ممبران عبور کنند و تنها آب خالص باقی می‌ماند.

در روش اسمز معکوس فشار توسط پمپ تامین می‌شود که این فشار برای عبور بهتر مولکول‌ها و محلول‌های لازم است. آب خالص از داخل لایه‌های ممبران عبور می‌کند و آلاینده‌هایی که جدا شده‌اند وارد مجرای فاضلاب می‌شوند. در حقیقت داخل ممبران دو مجرا وجود دارد، یکی برای عبور آب و دیگری برای عبور ناخالصی‌ها به سمت فاضلاب.

انواع فیلتر ممبران

فیلترهای ممبران با توجه به ویژگی‌هایی که دارند به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. یکی از عواملی که باعث تقسیم بندی انواع این فیلترها شده است نوع دستگاهی می‌‍‌باشد که فیلتر قرار است در آن به کار برده شود.

فیلتر ممبران اسمز معکوس

این نوع فیلتر در دستگاه‌ها و تجهیزاتی که برای تصفیه آب آشامیدنی از روش اسمز معکوس استفاده می‌کنند، به کار گرفته می‌شود. آب با ناخالصی‌های فراوانی که دارد توسط فشار پمپ از این فیلترها عبور داده می‌شود و در این مسیر حجم زیادی از آلاینده‌های خود را از دست می‌دهد. مواردی که با ممبران اسمز معکوس قابل حذف هستند، شامل نمک و یون، نیترات‌ها، سرب، کلر، سولفات و کلرامین می‌باشد. عملیات حذف کردن این موارد تاثیر بسیار بسزایی بر کیفیت آب خروجی از دستگاه دارد.

فیلتر ممبران نانوفیلتراسیون

فیلتر نانوفیلتراسیون از دو بخش ساخته می‌شود. یک بخش نقش محافظت کننده در برابر فشار را دارد و دیگری نقش جدا کننده آب از ناخالصی‌ها را برعهده دارد. زمانی که این فیلتر که دارای منافذی به اندازه یک نانو است در دستگاه قرار می‌گیرد، می‌تواند مانع ورودی ذراتی به اندازه 0.0001 شود. وقتی که آب از این فیلتر عبور کند، تنها یون‌ها و مواد مفید برای بدن انسان در آن باقی خواهد ماند.

فیلتر ممبران اولترا فیلتراسیون

این نمونه از فیلترها بر اساس غشای نیمه تراوا عمل می‌کنند و برخلاف نوع نانوفیلتراسیون قادر به حذف ذرات مولکولی کوچک و یون‌ها نمی‌باشد. فیلترهای اولترا فیلتراسیون در برابر کلر مقاومت بالایی دارد و حتی می‌توان برای شستشو و تمیز کردن آن‌ها از کلر استفاده کرد.

عملکرد فیلتر ممبران در تصفیه آب

• همان طور که اشاره شد، ممبران دارای دو بخش مجرای آب و مجرای فاضلاب بوده که در فرآیند تصفیه آب استفاده میشوند. در حالت کلی، عملکرد فیلتر ممبران در تصفیه آب بدین صورت می باشد:
• غشای نیمه تراوا پس از قرار گرفتن در اطراف میله استوانه ای، درون محفظه ای به نام هوزینگ فیلتر کارتریج قرار میگیرد. البته قرار گرفتن فیلتر دررون این محفظه به نوع دستگاه تصفیه بستگی دارد.
• آب وارد شده به درون هوزینگ، به صورت چرخشی اطراف فیلتر به چرخش در می آید. بر اثر چرخش آب در اطراف ممبران، آب خالص و بدون آلودگی از منافذ کوچک غشار عبور نموده و وارد مجرای آب می گردد. این آب تصفیه شده بوده و از دستگاه خارج می گردد
• آلاینده های شیمایی، باکتری ها، قارچ و آلاینده های فیزیکی امکان عبور از غشا را نداشته و وارد مجرای فاضلاب خواهند شد. آب قرار گرفته در این بخش، به عنوان فاضلاب از دستگاه تخلیه می گردد

با استفاده از این غشا در تصفیه آب آلاینده هایی از قبیل موارد زیر حذف می گردند:

• نمک های محلول و غیر محلول در آب
• فلزات سنگین و سرطان زا موجود در آب
• نیترات
• باکتری ها و قارچ ها
• هر نوع ذرات جامد معلق در آب با اندازه کمتر از یک نانو
• حذف سختی آب مورد نیاز در دیگ بخار، بویلر و تجهیزات تصفیه آب بزرگ صنعتی