فیلتر ممبران | Membrane Filters

تاریخچه فیلتر ممبران

اولین فیلتر ممبران صنعتی توسط شخصی به نام لوئب در سال ۱۹۶۰ اختراع شد.که می توان از این دوره به عنوان اختراع روش اسمز معکوس نام برد.

در ابتدا آمریکا برای تصفیه فاضلاب روی فیلتر ممبران و تکنولوژی اسمز معکوس سرمایه گذاری کرد.

پس از آن ناسا برای تصفیه فاضلاب فضانوردان روی این قضیه متمرکز شد.

در دهه هفتاد پیشرفت بسیار زیادی روی فیلتر ممبران ایجاد شد و فیلتر ممبران دریایی و فیلتر ممبران کم فشار نیز در همین دوره ساخته شد.

فیلتر ممبران چیست

فیلتر ممبران Membrane Filters از غشاء نیمه تراوا تشکیل شده است. خواص این غشاء به صورتی است که فقط اجازه عبور خالص از خود را می دهد و دیگر املاح و ناخالصی ها مثل مواد آلی و معدنی نمی توانند از غشاء ممبران عبور کنند.

در واقع ممبرین از یک سری لایه های بسیار نازک که به صورت موازی به دور هم پیچیده شده اند تشکیل شده است و در مرکز این لایه ها یک لوله توخالی وجود دارد که آب پس از گردش به دور این لایه ها تصفیه شده و وارد لوله وسط فیلتر ممبران می شود و املاح و دیگر ناخالصی ها از سمت دیگر ممبران خارج می شود.

از فیلتر ممبران برای تصفیه آب صنعتی و تصفیه آب خانگی، نمک زدایی و شیرین سازی آب دریا با روش اسمز معکوس استفاده می شود.

فیلتر ممبران دارای چشمه های بسیار ریزی با قطر ۰,۰۰۰۱ جهت عبور آب می باشد و به همین خاطر آب باید با فشار وارد این فیلتر شود.

فیلتر ممبران Membrane Filters درون محفظه ای به نام پرشروسل قرار دارد که آب خام  با فشار توسط پمپ وارد این محفظه شده و با عبور از فیلتر ممبران Membrane Filters آب، خالص و عاری از میکروب می شود. در واقع از یک سمت این وسل ها آب خام وارد می شود و از سمت دیگر آب به دو بخش تقسیم می شود. یک بخش شامل آب تصفیه شده (Permeate) و بخش دیگر پساب(Brine)  می شود.

از این فرایند می توان برای شیرین سازی آب دریا  با TDS بزرگتر از  (۵۰,۰۰۰ PPM) و آب های لب شور جهت آشامیدن تصفیه نمود.

دسته بندی فیلتر ممبران Membrane Filter:

میکرو فیلتراسیون (MF): این فیلتر توانایی حذف ذرات بزرگتر از ۰,۰۸  تا ۲ میکرومتر را دارد.

اولترا فیلتراسیون(UF):  این فیلتر توانایی حذف ذرات بزرگتر از ۰٫۰۰۵ الی ۲ میکرومتر را دارد.

نانوفیلتراسیون(NF):  این فیلتر توانایی حذف ذرات کوچکتر از ۰٫۰۰۱ میکرومتر را دارد.

زمان تعویض فیلتر ممبران Membrane Filters بستگی به TDS آب، نوع پیش تصفیه و انواع آلودگی های آب دارد.
از برند معروف فیلتر ممبران می توان به CSM کره، Filmtec  آمریکا، Hydranautics ، Toray و koch  اشاره کرد.

فرایند اسمز معکوس فرایندی است که طی آن آب خام ورودی به دو بخش تبدبل میشود و در واقع آب خام پس از عبور از فیلتر ممبران تبدیل به دو قسمت می شود که یک بخش از خروجی فیلتر ممبران آب تصفیه شده و قسمت دوم خروجی از فیلتر ممبران دور ریز محسوب می شود. آب خام ورودی توسط پمپ های فشار قوی آب را به داخل محفظه ای به نام وسل که فیلتر ممبران یا فیلتر غشاء صنعتی درون آن قرار دارد هدایت می کند. و فقط آب خالص توانی عبور از این فیلتر ممبران را دارد. امروزه بهترین فیلتر ممبران را شرکت آمریکایی DOW با برند Filmtec تولید میکند و این فیلتر ممبران در سایز های مختلفی تولید می شود و همچنین شرکت DOW برای دستگاه های تصفیه آب خانگی نیز فیلتر ممبران تولید میکند.

فیلتر ممبران | Membrane Filters |فیلتر ممبرین |فیلتر غشایی | ممبران RO |  فیلتر ممبران فیلمتک | membrane hydranautics | فیلتر تصفیه آب |
 membrane filmtec | membrane dow | فیراسیون ممبران

 فیلتر ممبران یا (غشا نیمه تراوا) فیلتری می باشد که پیش از سال 1990 برای ساخت آن از سلولوز استات استفاده می شده است اما بعدها ترکیبات پلی آمیدی جایگزین روش قبل شد و به صورت لایه های موازی دور هم پیچیده تشکیل شده و به شکل استوانه ای می باشد، فیلتر ممبران دارای منافذ بی نهایت ریز( کمتر از µm  0.001 )می باشد.

این منافذ حدود شصت هزار برابر کوچکتر از قطر موی سر انسان است چنین حفره هایی حتی با چشم مسلح هم قابل دیدن نیستند.

فیلتر ممبران قادر خواهد بود سختی و سنگینی آب را پایین آورده و بیشتر آلودگی های آب را تا میزان 98 درصد حذف نموده و همچنین می تواند آب دریا را با جدا سازی نمک از آن به آب شیرین تبدیل نماید.

فیلتر ممبران (Membrane Filters)

 

آب و مواد آلی با جرم مولکولی کمتر (آب سبک یا آب عاری از هر نوع ناخالصی) قادر به عبور از پلیمر غشاء هستند ، اما نمکهای حل شده و مواد آلی با جرم مولکولی سنگین ( آب سنگین و دارای ناخالصی ) به دلیل اندازه ذرات و مشخصات بار الکتریکی شان به راحتی قادر به عبور از غشاء نمی باشند .به عبارت دیگر این فیلتر به نحوی ساخته شده که ملکولهای خنثی را براحتی از خود عبور می دهند.

غشاء اسمز معکوس (RO) بسیار آب دوست است ، بدین معنا که آب به سرعت جذب ساختمان شیمیایی اش می شود . آب در داخل فیلتر می تواند با حلقه های انتهایی پلیمر پیوند برقرار کند که این کار ، موجب سهولت نفوذ آب در ساختمان پلیمری غشاء و سپس خروج از آن می شود .

در تصفیه آب به روش اسمز معکوس (RO)، فیلتر ممبران (Membrane Filters) بخش اصلی فرایند تصفیه آب را تشکیل می دهد و دارای یک ورودی و دو خروجی می باشد

نحوه عمکرد این فیلتر به این صورت است که آب خام ورودی با فشار به داخل فیلتر ممبران (غشا نیمه تراوا) وارد شده و در قسمت خروجی فیلتر ممبران آب عبوری از غشا به دو بخش آب تصفیه شده یا همانآب سالم و بهداشتی (Permeate) و آب پساب یا دور ریز (Brine) تقسیم می گردد.
 

فیلتر غشاء (فیلتر نیم تراوا)

زمان تعویض این فیلتر ها بسته به میزان آلودگی آب خام ورودی و نوع پیش تصفیه بکار رفته متفاوت می باشد
با بالا رفتن TDS (کل مواد محلول در آب) یا افزایش اختلاف فشار آب ورودی و خروجی فیلتر ممبران زمان تعویض و یا شستشوی (CIP)  فیلتر ممبران فرا رسیده است.

همچنین این غشاء برای کاربرد مختلف در انواع آب لب شور (Brackish Water)، دریایی  (Sea Water) ، فشار پایین (Low Pressure)، نانو فیلتراسیون (Nano Filteration) در سایز های مختلفی ساخته می شود، متداول ترین سایز فیلتر ممبران 4 و 8 اینچ می باشد
از برند معروف ممبران می توان به CSM کره، Filmtec  آمریکا، Hydranautics آمریکا، Toray و  koch اشاره کرد.