در دنیای امروز، دسترسی به آب آشامیدنی سالم و با کیفیت به یک ضرورت حیاتی تبدیل شده است. با توجه به افزایش جمعیت، کمبود منابع آب شیرین و آلودگی فزاینده منابع آبی، روش‌های نوین تصفیه آب از اهمیت بالایی برخوردار شده‌اند. در میان این روش‌ها، روش‌های غشایی به دلیل کارایی بالا، تنوع کاربرد و مزایای متعدد، جایگاه ویژه‌ای یافته‌اند. در این روش‌ها، از غشاهای نیمه‌تراوا استفاده می‌شود که می‌توانند آلاینده‌های مختلف موجود در آب را از جمله ذرات معلق، میکروارگانیسم‌ها، مواد آلی و نمک‌ها را جداسازی کنند. در روش های غشایی تصفیه آب عملکرد غشاها بر اساس اندازه مولکول‌ها و بار الکتریکی آنها است. به طوری که مولکول‌های آب به دلیل کوچکی می‌توانند از غشا عبور کنند، در حالی که آلاینده‌های بزرگتر و دارای بار الکتریکی مشابه آب، توسط غشا جذب می‌شوند.
در این مطلب با چه مواردی آشنا می شویم ؟
اطلاع از مفهوم غشا در آشنایی با روش های غشایی تصفیه آب اهمیت بالایی دارد. غشا یک لایه نازک و متخلخل است که اجازه عبور انتخابی مولکول ها و ذرات را می دهد. اندازه منافذ غشا عامل اصلی جداسازی انتخابی در این روش است. انواع غشای تصفیه آب بر اساس اندازه منافذ به دسته های مختلفی تقسیم می شوند:
دستگاه آب شیرین کن صنعتی سیستمی است که برای حذف نمک، آلاینده ها و املاح محلول در آب شور و تبدیل آن به آب شیرین قابل شرب استفاده می شود. دستگاه آب شیرین کن صنعتی از فرآیند اسمز معکوس (RO) برای جداسازی ناخالصی ها از آب بهره می برد.
دستگاه RO صنعتی نوعی دستگاه آب شیرین کن صنعتی است که از فرآیند اسمز معکوس برای تصفیه آب استفاده می کند. در این دستگاه ها، آب تحت فشار بالا از یک غشای نیمه تراوا عبور می کند و نمک، آلاینده ها و املاح محلول در آب از آن جدا می شوند. انواع دستگاه RO صنعتی در طیف وسیعی از ظرفیت ها و اندازه ها موجود هستند و می توانند برای تصفیه آب با سطوح مختلف شوری مورد استفاده قرار گیرند.
در اینجا به شش روش روش های غشایی تصفیه آب اشاره می کنیم:
این روش از غشاهایی با منافذ بزرگتر (حدود 0.1 تا 10 میکرومتر) برای حذف ذرات معلق مانند جلبک ها، باکتری ها و کلوئیدها استفاده می کند. MF معمولاً به عنوان پیش تصفیه قبل از سایر فرآیندهای غشایی مانند اسمز معکوس (RO) استفاده می شود.
این روش از غشاهایی با منافذ کوچکتر (حدود 0.01 تا 0.1 میکرومتر) برای حذف طیف وسیع تری از آلاینده ها از جمله ویروس ها، ماکرومولکول ها و ذرات آلی محلول استفاده می کند. UF می تواند به عنوان یک فرآیند تصفیه نهایی برای تولید آب آشامیدنی با کیفیت بالا یا به عنوان پیش تصفیه قبل از RO استفاده شود.
این روش از غشاهایی با منافذ حتی کوچکتر (حدود 0.001 تا 0.01 میکرومتر) برای حذف آلاینده هایی مانند مواد آلی محلول، رنگ، فلزات سنگین و داروها استفاده می کند. NF می تواند به عنوان یک فرآیند تصفیه نهایی برای تولید آب آشامیدنی با کیفیت بالا یا به عنوان پیش تصفیه قبل از RO استفاده شود.
این روش از غشاهایی با متراکم ترین منافذ (حدود 0.0001 میکرومتر) برای حذف طیف گسترده ای از آلاینده ها از جمله نمک ها، یون ها، مواد آلی و میکروارگانیسم ها استفاده می کند. RO برای تولید آب آشامیدنی از آب دریا، آب شور و فاضلاب استفاده می شود.
این روش از رزین های تبادل یونی برای حذف یون های ناخواسته مانند کلسیم، منیزیم و نیترات از آب استفاده می کند. IX معمولاً برای نرم کردن آب و حذف ناخالصی های خاص استفاده می شود.
این روش از غشاها و جریان الکتریکی برای حذف یون ها و مواد آلی از آب استفاده می کند. ED برای تصفیه آب با سطوح بالای آلاینده ها مانند فاضلاب صنعتی و دارویی استفاده می شود.
برخی از مزایای کلیدی “روش های غشایی تصفیه آب” عبارتند از:
فرآیند غشایی در تصفیه آب با چالش‌هایی نیز همراه است که باید برای اطمینان از کارایی و مقرون به صرفه بودن آن برطرف شوند.
| مزایای روش های غشایی تصفیه آب | چالش های فرآیند غشایی در تصفیه آب |
| حذف آلاینده های موثر | گرفتگی غشا |
| کارایی بالا | رسوب گذاری |
| عملکرد پایدار | تخریب غشا |
| قابلیت انعطاف پذیری | هزینه بالا |
| فرآیندهای پایدار | مسائل زیست محیطی |
انتخاب روش غشایی مناسب برای تصفیه آب به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
روش های غشایی تصفیه آب از جمله روش های نوین و کارآمد برای جداسازی آلاینده ها و ناخالصی ها از آب هستند. این روش ها بر پایه استفاده از غشاهای نیمه تراوا عمل می کنند که به طور انتخابی به عبور مولکول های آب و املاح خاص اجازه می دهند و ذرات و آلاینده های بزرگتر را فیلتر می کنند.
