ممبران (Membrane)ها در واقع، لایه‌های نازک از جنس غشاء نیمه تراوا هستند که قادرند تا ذرات معلق را از مایع، زمانی که با فشار از آن عبور می‌کند، جدا کنند. استفاده از ممبران در صنعت تصفیه آّب برای حذف باکتری ها، میکروارگانیسم‌ها، ذرات و مواد آلی، به سرعت در حال افزایش است.
با توجه به توصیه‌های زیادی که در حال حاضر روی کاهش استفاده از افزودن مواد شیمیایی(به عنوان مثال کلرزنی) برای تصفیه آب می‌شود، کاربرد و ترویج روشهای جداسازی فیزیکی ذرات و آلاینده‌ها توسط ممبرانها بسیار مورد توجه قرار گرفته است و با توسعه فناوری در طراحی و تولید انواع ممبران، شاهد کاهش هزینه تولید آنها هستیم. در این مقاله، در مورد چهار نوع ممبران اصلی، توضیحات مختصری ارائه و تفاوتهای آنها بیان خواهد شد.
میکروفیلتراسیون، فرآیند جداسازی ذرات توسط ممبرانهایی است که با توجه به اندازه حفرههای آن، می توانند ذرات با اندازه تقریبی 0.03 تا 10 میکرون را از آب جدا کرده و حذف کنند. این جدا سازی در فشار پایین و حدود 15 psi تا 60 psi اتفاق می افتد. موادی که در فرآیند میکروفیلتراسیون، از آب حذف می‌شوند، شامل شن، ماسه، گل و لای، لجن، خاک، جلبک و برخی از گونه‌های انگل و باکتری است.میکروفیلتراسیون، معمولاً باعث حذف ویروسها نمی‌شوند. اما زمانیکه میکروفیلتراسیون به همراه یک وسیله ضدعفونی کننده جانبی (مانند اشعه ماوراء بنفش) استفاده می‌شود، می تواند منجر به حذف تمام میکروارگانیسم ها (از جمله ویروسها) در آب شود.
یکی دیگر ازکاربرد این فناوری‌ها، جلوگیری از تشکیل رسوب است. با توجه به این نکته، یکی از موارد استفاده میکروفیلتراسیون، در پیش تصفیه سیستمهای نانوفیلتراسیون و یا اسمز معکوس است تا از ایجاد رسوب و کاهش سطح عملکرد و عمر این سیستمها جلوگیری کند. سیستمهای نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس، از روشهای متداول کاهش سختی آبهای ناشی از آبهای زیرزمینی هستند.
اولترافیلتراسیون، ذرات با ابعاد 0.002 تا 0.1 میکرون را در فشار کاری بین 30 psi تا 100 psi جدا می‌کند. اولترافیلتراسیون ضمن حدف تمامی موادی که میکروفیلتراسیون آنها را حذف می‌کند، قادر هستند تا بخش عمده‌ای از ویروسها را نیز حذف می‌کنند. برای اطمینان از بین رفتن تمامی میکروارگانیسم‌ها، استفاده ار یک وسیله ضدعفونی کننده جانبی توصیه می‌شود.
ممبرانهای نانوفیلتراسیون، قابلیت حذف ذرات تا ابعاد حدود 0.001 میکرون را دارند. به دلیل ریزبودن حفرههای این ممبرانها در مقایسه با میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون، عبور آب از یک طرف ممبران به طرف دیگر، نیازمند فشار بالاتری بوده و فشاری حدود 150 psi مورد نیاز است. این ممبران ها، می‌توانند تمامی ذرات اشاره شده در دو نوع ممبران فوق و تمامی ویروسها را حذف کنند.
از آنجا که نانوفیلتراسیون، باعث کاهش میزان قلیائیت در آب می‌شود، باید در نظر داشت که آب خروجی این ممبران دارای خاصیت خورندگی خواهد بود. بنابراین، با استفاده از روشهایی مانند اضافه کردن بخشی از آب ورودی به آب خروجی یا افزایش قلیائیت آب خروجی برای کاهش خاصیت خورندگی آب استفاده می‌کنند.
ممبران های نانوفیلتراسیون قادر به حدف سختی آب نیز هستند. هر چند، توصیه می شود تا اگر از این ممبرانها برای سختی گیری استفاده می‌کنیم، از یکی سیستم پیش‌تصفیه قبل از آنها استفاده کنیم تا از رسوب یونهای سختی روی ممبران جلوگیری شود.
ممبرانهای اسمز معکوس، تقریباً بخوبی قادر هستند تا تمامی مواد معدنی محلول در آب را حذف کنند. این ممبرانها همچنین، رادیم، مواد آلی طبیعی، انگل، باکتری ویروسها را نیز بطور کامل از آب حذف می‌کنند. اثربخشی اسمز معکوس زمانی به حداکثر خود می‌رسد که با استفاده همزمان با چند روش دیگر تصفیه آب ترکیب شود. اساس عملکرد و توضیحات تفصیلی در باره تصفیه آب با روش اسمز معکوس را می‌توانید در این مقاله مطالعه کنید.
خلاصه و جمعبندی موارد فوق را می‌توان در اشکال زیر مشاهده کرد:
نظرات