فیلتر ممبران آب شیرین کن یکی از متداولترین فیلترهای تصفیه آب صنعتی است. این فیلتر بر حسب ساختار، آب ورودی و ظرفیت تولید به انواع مختلفی تقسیم می شود.

اغلب فیلتر ممبران آب شیرین کن سه لایه دارد که هر لایه میزانی از ناخالصی های آب تا چند میکرون را فیلتر می کند و در نهایت لایه سوم فیلتر بیشترین اهمیت را داشته و ناخالصی های آب به ضخامت 0.2 تا 0.01 میکرون را از آب جدا می کند. به منظور کسب اطلاعات بیشتر در خصوص ممبران آب شیرین کن و انواع آن تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

ممبران آب شیرین کن چیست؟

فیلتر ممبران از اجزای اصلی تصفیه آب به روش های مختلف است، به این منظور به این تجهیز ممبران آب شیرین کن می گویند. زمانی از فیلتر ممبران در فرایند تصفیه آب استفاده می شود که روش تصفیه اسمز معکوس و یا اولترافیلتراسیون باشد.

ممبران آب شیرین کن از چند غشا یا ورقه تشکیل شده است و با قرار گرفتن در فرایند تصفیه آب، ناخالصی ها را جدا کرده و تنها اجازه عبور آب خالص را می دهد. با وجود این فیلتر آلاینده های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی امکان عبور نداشته و با استفاده از ویژگی های آن آب خالص می گردد.

این فیلتر از چنان کیفیت و قدرتی برخوردار است که ذرات به اندازه های بسیار کوچک تا 0.0001 میکرون نیز از آن عبور نخواهند کرد. اغلب از فیلتر ممبران در کارخانجات صنعتی و بزرگ استفاده می شود. ممبران آب شیرین کن توانایی حذف آلودگی های شیمیایی، شامل نیترات، نیتریت و آرسنیک تا 99.6 درصد را دارد.

انواع ممبران

فیلتر ممبران آب شیرین کن بر حسب ویژگی های مختلفی نظیر نوع ساختار، نوع آب ورودی و ظرفیت تولید به انواع مختلفی تقسیم می شود. اگر فیلتر ممبران را بر حسب نوع ساختار تصفیه تقسیم بندی کنیم، انواع فیلتر ممبران شامل موارد زیر است:

ممبران اسمز معکوس (RO)

یکی از متداول‌ترین فیلترهای تصفیه آب، ممبران اسمز معکوس است. اگر نیاز به تصفیه آب آشامیدنی جهت استفاده در محیط هایی صنعتی مانند استفاده از آب تصفیه در دیگ بخار باشد، از فیلتر ممبران اسمز معکوس استفاده می شود. بسیاری از ناخالصی های آب شامل انواع نمک، یون، نیترات، سولفات، سرب، کلر و … توسط فیلتر ممبران آب شیرین کن در فرایند اسمز معکوس حذف شده و کیفیت آب خروجی جهت استفاده در دستگاه های صنعتی بالاتر خواهد رفت.

فیلتر اسمز معکوس می تواند تا فشار 65 psi و دمای 77 درجه تمامی آلایندهای آب را فیلتر کند. گاهی فیلتر ممبران را در مرحله پیش تصفیه مورد استفاده قرار می دهند و سبب می شوند تا انواع فلزات سنگین، انگل، باکتری، ویروس و مواد آلی از آب حذف گردند. اغلب زمانی از فیلتر RO استفاده می شود که PH در محدوده 2 تا 12 بوده و میزان کلر موجود در اب استاندارد و در حد 0.1 میلی گرم در لیتر باشد. میزان PH و کلر خارج از محدوده های ذکر شده، آسیب های زیادی به لایه های پلی آمیدی فیلتر اسمز معکوس وارد می سازد.

ممبران اولترافیلتراسیون (UF)

قدرت این نوع ممبران آب شیرین کن نسبت به ممبران اسمز معکوس کمتر بوده و قادر به حذف یون ها و مولکول های کوچک موجود در آب نیست. ممبران اولترافیلتراسیون قادر است تا ذرات تا 0.01 میکرون را از آب حذف نماید.

ممبران نانوفیلتراسیون (NF)

این فیلتر در دستگاه های تصفیه آب دو نقش ایفا می کند. فیلتر نانو فیلتراسیون علاوه بر حذف ذرات و ناخالصی ها از آب، به عنوان محافظ دستگاه در برابر فشار نیز بکار می رود. این فیلتر می تواند ناخالصی های آب تا 0.001 میکرون را حذف کرده و از سختی آب بکاهد.

برخلاف فیلتر اسمز معکوس که اغلب در مرحله پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرد از ممبران آب شیرین کن نانو فیلتراسیون در مرحله بعد از پیش تصفیه استفاده می گردد.

ممبران میکروفیلتراسیون (MF)

در صورت استفاده از فیلتر ممبران آب شیرین کن MF لازم است تا فشار دستگاه تصفیه در بازه 15 تا 60 psi باشد تا ذرات با سایز و اندازه 0.03 الی 10 میکرون از آب حذف شوند. MF قادر به حذف ویروس ها و باکتری ها نبوده و جهت حذف آن ها از نور ماورا بنفش در کنار دستگاه تصفیه آب استفاده می شود. MF قادر به حذف گل و لای، لجن، خاک، جلبک، باکتری و انگل هستند.

ممبران با در نظر گرفتن آب ورودی

فیلتر ممبران را بر حسب نوع آب ورودی به دو دسته فیلتر ممبران آب شیرین کن دریایی و فیلتر ممبران آب شیرین کن آب لب شور تقسیم می کنند.

ممبران دریایی

فیلتر ممبران آب شیرین کن دریایی مخصوص آب دریا است و با علامت اختصاری SW نیز شناسایی می شود. آب دریا سختی بالای 10000 میلی گرم در لیتر داشته و جهت تصفیه آب دریا از فیلتر ممبران دریایی استفاده می شود.

ممبران آب لب شور

اگر دستگاه های تصفیه آب صنعتی، آب چاه یا آب شهری را تصفیه نمایند از فیلتر ممبران آب شیرین کن آب لب شور استفاده می شود. به این فیلتر BW نیز می گویند، اغلب جهت تصفیه آب با سختی کمتر از 10000 میلی گرم در لیتر از این فیلتر استفاده می شود.

ممبران بر حسب ظرفیت

ممبران آب شیرین کن بر حسب ظرفیت را به سه دسته تقسیم می کنند:

• ممبران 2.5 اینچ
• ممبران 4 اینچ
• ممبران 8 اینچ

اغلب از ممبران آب شیرین کن 2.5 اینچ جهت تصفیه آب خانگی و از اندازه 4 و 8 اینچ جهت تصفیه آب صنعتی استفاده می‌شود.

عملکرد ممبران در تصفیه آب

فیلتر آب شیرین کن شامل لایه های نازکی است که به دور لوله ای پیچیده شده اند و املاح و ناخالصی ها را از آب جدا می کند. هرچه سختی آب و املاح و ناخالصی های آن بیشتر باشد، فشار بر فیلتر ممبران بیشتر خواهد بود، لذا فشار دستگاه تصفیه آب با در نظر گرفتن غلظت آب تعیین می گردد. هرچه غلظت و ناخالصی آب بیشتر باشد به فشار آب بیشتری جهت عبور از فیلتر ممبران آب شیرین کن نیاز خواهد بود.

ممبران داروی دو جز اصلی مجرای آب و مجرای فاضلاب است.

ساختار ممبران تصفیه آب اسمز معکوس

اغلب فیلتر ممبران آب شیرین کن به روش اسمز معکوس از سه لایه تشکیل شده است. شبکه ای پلی استری به عنوان پشتیبان که وظیفه جداسازی ناخالصی ها بین 100 تا 150 میکرون را دارد، لایه اول 0.2 میکرون ضخامت دارد، لایه دوم را پلیمر پلی سولفون تشکیل می دهد که لایه ای میکرو متخلخل بوده و جهت حذف ناخالصی هایی به اندازه بین 40 تا 50 میکرون کاربرد دارد و لایه سوم که جدا سازی اصلی در آن رخ می دهد و لایه پلی  آمیدی است که ذرات با ضخامت 0.2 تا 0.01 میکرون را از آب جدا می کند. 

عمر ممبران تصفیه آب

با توجه به موارد بالا، انواع مختلفی از فیلتر ممبران آب شیرین کن در بازار موجود است و هر کدام در مراحل مختلفی از تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند و کاربرد مخصوص به خود را دارند، اما اگر به تمامی اصول شستشو و استانداردهای نگهداری فیلتر ممبران توجه شود، میانگین طول عمر فیلتر ممبران بین 2 تا 4 سال خواهد بود.

توصیه می گردد تا جهت تعویض فیلتر ممبران از تکنسین ها و متخصصین مربوطه استفاده شود، در غیر اینصورت احتمال وارد آمدن آسیب به دیگر اجزا دستگاه تصفیه آب ممکن خواهد بود. جهت افزایش طول عمر فیلتر ممبران توصیه می گردد تا لازم است سطح فیلتر ممبران همواره مرطوب بوده و میزان ناخالصی ها و کدورت آب ورودی به فیلتر ممبران کمتر از 5 میکرون باشد.

هرچه ناخالصی های آب ورودی بیشتر باشد و بهره برداری از ممبران در شرایط نامناسبی انجام پذیرد، برای مثال PH یا میزان کلر آبی که قرار است تصفیه شود در محدوده استاندارد نباشد، طول عمر ممبران کاهش خواهد یافت، همچنین گرفتگی فیلتر ممبران می تواند با عواقبی چون کم شدن فشار آب دستگاه تصفیه، بالارفتن اختلاف فشار و آسیب به ممبران همراه باشد. استفاده از فیلترهای کربنی و شنی در مرحله پیش تصفیه یا استفاده از اشعه ماورا بنفش، استفاده از ترکیبات رسوب گرفتگی و … همگی از عواملی هستند که سبب بالا رفتن طول عمر فیلتر ممبران می شوند.

آبی که وارد سیستم هوزینگ می شود، به صورت چرخشی اطراف فیلتر ممبران به حرکت در می آید. در اثر چرخش آب، آب خالص و بدون آلودگی از منافذ کوچک ممبران عبور کرده و از دستگاه خارج می شود، همچنین سایر املاح، ناخالصی ها، قارچ ها، باکتری ها و … امکان عبور از غشا ممبران را نداشته و به مجرای فاضلاب وارد شده و خارج می شوند. در واقع هرگونه ذرات معلقی که اندازه ای کمتر از یک نانو دارند از آب خارج و وارد مجرای فاضلاب می شود.