تعریف نانوفیلتراسیون

NF (Nanofiltration)

روش نانوفيلتراسيون طي چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانو فيلتراسيون جدا سازي براساس اندازه مولكول

صورت مي‌گيرد و فرآيندي فشاري است. اساساً اين روش جهت حذف اجزاي آلي نظير آلوده كننده‌هاي ميكروني و يونهاي چند ظرفيتي مي‌باشد. از كاربردهاي نانوفيلتراسيون‌های شرکت فنی و مهندسی پالاگر مي‌توان به حذف مواد شيميايي كه به منظور كشتن موجودات مضر به آب اضافه شده اند، حذف فلزات سنگين، تصفيه آبهاي مصرفي، رنگ زدايي و حذف آلوده كننده ها و حذف نيترات ها اشاره كرد.

تاریخچه نانو فیلتراسیون به دهه هفتاد میلادی زمانی که غشاهای اسمز معکوس با فشارهای نسبتاً پایین همراه با جریان آب تصفیه‌ای قابل قبول، بسط و توسعه پیدا کردند باز می‌گردد. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس،، اگر چه منجر به تهیه آب با کیفیت بسیار عالی می‌شد، ولیکن به همان نسبت هزینه گزاف انرژی مصرفی عاملی نگران کننده به شماره می‌آمد. در نتیجه، تهیه آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود. بنابراین استفاده از غشاهایی با میزان درصد حذف پایین‌تر ترکیبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بیشتر و به طبع آن، افزایش حجم آب تصفیه شده با کیفیتی مطلوب (درحد استانداردهای مورد نظر) در فناوری جداسازی یک پیشرفت قابل ملاحظه، به شمار می‌آمد. از این رو غشاهای اسمز معکوس با فشار پایین، بعنوان غشاهای نانو فیلتراسیونی شناخته شدند. نانو فیلتراسیون فرآیند غشایی جدیدی است که خواص آن بین فرایندهای اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون قرار دارد و در اختلاف فشارر پایین (10-20 بار) قابل استفاده می‌باشد. در واقع نانو فیلتر، یک غشاء پلیمری بسیار نازک با حفرات نانو متری (1 تا 100 نانو متر) است که قابلیت جداسازی اجزای یک محلول از همدیگر و یا از حلال را دارد. این در حالی است که فیلترهای معمولی ذرات 100 تا 1000 نانو متر را جداسازی می‌کنند. به عنوان مثال به کمک نانو غشاء می‌توان نمک‌های موجود در آب مانند یونهای منیزیم و کلسیم، که باعث سختی آب می‌گردند، را تا 90% کاهش داد و یا می‌توان عناصر فلزیی سمی از جمله کرم شش ظرفیتی و آرسنیک را به کمک یک نانوغشاء از آب حذف کرد. به علت عمل نمودن در فشارر پایین و بازیابی بالاتر، هزینه‌های عملیاتی و نگهداری این فرآیند به مواد شیمیایی نیاز نبوده و پساب تولیدی فشرده و غلیظ می‌باشد. لذا هزینه حمل و نقل و دفع آن کمتر است. در مورد فرآیند نانو فیلتراسیون، هزینه انرژی به مراتب از اسمز معکوس کمتر می‌باشد. نکته حائز اهمیت در مورد نانو فیلترها نسبت به سایر غشاها، قدرت انتخاب گری در حذف یون‌هاست. غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً از دو لایه تشکیل می‌شود. لایه نازک و متراکم عمل جداسازی و لایه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سیستم را انجام می‌دهد. غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً در دو نوع باردار و غیرباردار موجود هستند. مکانیسم اصلی در حذف ملکول‌های بدون بار، خصوصاً ترکیبات آلی بر پایه غربالسازی استوار می‌باشد. در حال که حذف ترکیبات یونی به دلیل بر همکنش‌های الکتروستاتیک بین سطح غشا و گونه‌های باردار، حذف می‌شوند. امروزه غشاهای نانویی تجاری، در اشکال متفاوتی استفاده می‌گردند. این اشکال شامل، سیستم‌های مارپیچی، صفحه‌ای، جعبه‌ای، لوله‌ای و فیبری می‌باشد. شکل هر یک از غشاهای نانویی براساس نوع غشاء و نانویی براساس نوع غشاء و به منظور بالا بردن بازده و عملکرد آن انتخاب می‌گردد. نانو فیلترها برای حذف محدوده وسیعی از ترکیبات به کار گرفته شده است، از جمله حذف آفت کش‌ها، آترازین، سیمازین، دیورن، ایزوپرتورن، ترکیبات آلی فرار مانند مشتقات کلردار آلی سبک مانند کلروفرم، تری کلرواتیلن و تتراکلرواتیلن، حذف محصولات جانبی حاصل از واکنش گندزدا با ترکیبات آلی آب از جمله هالومتان‌ها، حذف کاتیون‌ها و سختی، حذف کروم (VI)، اورانیم، آرسنیک، حذف آنیون‌ها، حذف پاتوژن‌ها. غشاي مورد استفاده در فرايند نانوفيلتراسيون معمولاً مولکولهاي بزرگ را دفع مي‌کند و در مقايسه با روش‌هاي ديگر قادرند با صرف انرژي کمتر آب چاه‌ها يا آبهاي سطحي را نيز به خوبي تصفيه کنند. نظر به اين که در فرايند نانوفيلتراسيون از هيچ ماده شيميايي براي سختي‌گيري آب استفاده نمي‌شود، بنابراين اثرات منفي زيست محيطي آن به مراتب کمتر از روش‌هاي شيميايي معمول است. علاوه بر اين، ذرات نانو ساختار انعطاف پذيري زيادي در تصفيه آلاينده‌ها دارند. به عنوان مثال از ذرات نانوساختار براي تصفيه فوري خاک، رسوبات، ضايعات جامد، تصفيه آب و پسماندهاي مايع استفاده مي‌شود. تحقيقات نشان مي‌دهد که ذرات دو فلزي نانوساختار مانند آهن ـ پالاديم، آهن ـ نقره و روي ـ پالاديم کاربردهاي زيادي در تصفيه و پالايش آلوده کننده‌هاي محيط زيست، مانند آفت کش‌هاي کلرينه با منشا آلي و حلالهاي آلي هالوژنه يافته‌اند. تجربه نشان داده است که استفاده از ذرات نانو ساختار دو فلزي موجب مي‌شود تا کليه هيدروکربن‌هاي حاوي ترکيبات کلردار که بسيار سمي‌اند به هيدروکربن‌هاي بي‌خطر براي محيط زيست تبديل شوند. به علاوه، شواهد بسيار مبين اين واقعيت است که ذرات نانو ساختار با پايه آهني، قادر به تجزيه آلودگي‌هاي بسيار پايدار همچون ترکيبات پرکلرات‌ها، نيترات‌ها، فلزات سنگين (نيکل و جيوه) و مواد راديواکتيو مانند دي‌اکسيداورانيوم هستند. علاوه بر اين مي‌توان از نانوساختارها براي رنگزدايي از آب آشاميدني استفاده کرد. رنگ موجود در آب آشاميدني نه تنها به خاطر ظاهر آن بايد از آب زدوده شود، بلکه چون اين رنگ‌ها مي‌توانند منشاء توليد تري‌هالومتان نيز باشند، بسيار خطرناک محسوب مي‌شوند. اين ماده هنگام ترکيب با کلر موجب تشکيل کلروفرم و ديگر ترکيبات هالوژنه مضر وو سرطان‌زا مي‌شوند. رنگ موجود در آب طبيعي معمولاً ناشي از وجود اسيدهاي معدني است. اسيدهاي مذکور از تجزيهه مواد آلي موجود در آب حاصل مي‌شوند. اغلب روشهاي متداول براي تصفيه آب قادر به جداسازي مواد فوق نيستند، ليکن با استفاده از غشاهاي نانو مي‌توان تا 99 درصد اينگونه مواد را به سهولت از آب جدا کرد. همچنين تحقيقات نشان مي‌دهد استفاده از فناوري نانو در تصفيه آب مي‌تواند هزينه‌هاي تصفيه را تا حدود زيادي کاهش دهد.

ثبت سفارش