تصفیه آب روش‌های بسیار گسترده‌ای دارد که از بهترین نوع آنها روش و فرایندهای غشایی هستند یکی از این فرایندها اولترافیلتراسیون است این روش کیفیت آب را تا حد بسیار زیادی تضمین می‌کند حال اولترا فیلتراسیون چیست و چگونه عمل می‌کند باید گفت که این روش درصدی با نهایت نزدیکی به صد آب را تصفیه و خالص می‌کند در ادامه به سوال اولترافیلتراسیون چیست بیشتر میپردازیم.
اگر نیاز به مشاوره رایگان دارید فرم زیر را پر کنید.
اولترافیلتراسیون چیست؟
یکی از مراحل در دستگاه آب شیرین کن صنعتی و دیگر دستگاه ها اولترافیلتریشن (UF) است. در این روش آب به صورت فیزیکی تصفیه شده اما نمی‌توان آن را مستقیم مصرف کرد. این نوع فیلتر به دلیل وجود سوراخ‌های 0.1 تا 0.001 میکرون مواد مختلفی همچون باکتری‌ها٫ محلول‌های روغنی حل شده در آب٫ باکتری و ویروس را می‌تواند از آب جدا کند. در فیلترهای پیش تصفیه اولترافیلتر از نظر دقت تصفیه آب بالاتر از میکروفیلترها بوده و همچنین به دلیل دقتی پایین‌تر، کیفیت آب خرجی آن به مراتب کمتر از فیلترهای RO یا همان اسمز معکوس است.
در نتیجه در پاسخ به اینکه uf چیست می توان گفت به دلیل مشکلات استفاده از فیلترها در گشته برای عدم توانایی آنها در حذف کامل میکروب و ویروس‌های موجود در آب، روی جدیدی با نام اولترافیلترسیون معرفی شد. روش کار در این فرایند به این گونه است که با کمک فیلترهای میان تهی از جنس پلی پروپیلن ذرات معلق در آب با اندازه کمتر از 0.02 میکرون به طور کامل در پشت فیلترهای مخصوص آن گرفتار شده و تنها مولکول آب می‌تواند عبور نماید. به عبارت دیگر، استفاده از فیلتر یا ممبران با حفره‌هایی به قطر 0.01 میکرون باعث میشود تا در حین عبور آب از آن تمام ذرات با اندازه کمتر از 0.02 میکرون امکان عبور پیدا نکرده و در نتیجه آب تا 99.99% تصفیه گردد.
تصفیه آب به روش فرایند اولترافیلتراسیون (UF):
باید گفت که در صنعت تصفیه آب و فاضلاب یکی از جدیدترین روش‌های تصفیه آب فرایند اولترافیلتراسیون یا همان UF است که در بخش‌های صنعتی، خانگی و کشاورزی کاربرد گسترده‌ای دارد. در شیوه طراحی اولترافیلتراسیون Ultra Filtration UF از فیلتر (ممبران) میان تهی بکارگرفته شده است که به علت قطر بسیار کم حفره‌های موجود بر روی فیلتر، قابلیت حذف مواد زائد و آلودگی‌های موجود در آب تا بیش از 99% را دارا است.
این نوع از فرایندهای تصفیه آب به دلیل نوع طراحی که دارد کاربردهای وسیع و مهمی را دارا است.
کیفیت آب ورودی و آب خوراک برای دستگاه اولترا فیلتراسیون بسیار حائز اهمیت بوده و توجه به آن می‌تواند علاوه بر بالا رفتن راندمان و کارایی تصفیه آب باعث صرفه جویی و کمتر شدن و بالا رفتن کیفیت آب خروجی شود در ادامه با ما همراه با توضیح مختصر و کوتاه در مورد اهمیت کیفیت آب ورودی و خوراک دستگاه‌های تصفیه آب اولترافیلتراسیون تا پایان همراه باشید.
کیفیت آب ورودی به اولترافیلتراسیون یا UF :
جهت بالا بردن راندمان بیشتر در روش UF لازم است به ویژگی‌های در نظر گرفته شده در طراحی و تولید فیلتر و ممبران‌ها استانداردها و کیفیت آب ورودی به دستگاه مورد توجه قرار گیرد. در حالت کلی و بر اساس یک استاندارد همیشگی کیفیت آب ورودی به UF به صورت زیر است:
- میزان COD یا اکسیژن خواهی کمتر از 60 mg/lit
- حداکثر ph در بازه 2 الی 11 واحد
- روغن موجود در آب کمتر از 2 mg/lit
- حداکثر کدورت یا turbidity آب 300 NTU
- حداکثر TSS یا ذرات معلق جامد در آب کمتر از 100 mg/lit
در صورت عدم توجه به کیفیت آب ورودی به دستگاه (UF) باعث کثیفی و از کار افتادن زود هنگام فیلترهای ممبران و فیلتر uf شده و در صورت صدمه به فیلتر میتوان منجر به پایین آمدن کیفیت آب خروجی شود.
میتوان آب ورودی را با صافی‌های مخصوص پیش تصفیه کرد تا جهت ورود به سیستم UF آماده باشد.
فرایند اولترافیلتراسیون با روش و نوع عملکرد آن در صنعت تصفیه در حال حاضر جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است همچنین این روش در کنار روش اسمز معکوس عملکرد تصفیه را برای تمامی مصارف کامل می‌کند در ادامه قصد داریم تا روش عملکرد و کار کردن فرایند اولترافیلتراسیون را در صنعت تصفیه آب‌ها به طور خلاصه تشریح کرده و ضرورت استفاده آن را مورد برسی قرار دهیم.
روش کار فرایند اولترافیلتراسیون در صنعت تصفیه آب
به علت نوع فعالیت و روش عملکرد فرایند اولترافیلتراسیون مراحل تصفیه آب در روش UF شامل دو گام است که عبارت‌اند از پیش تصفیه و تصفیه کامل. داخل مرحله‌ای که به آن پیش تصفیه آب گفته میشود بعد از به جریان درآمدن آب به‌خاطر فشار وارد شده توسط پمپ خوراک (feed pump) ذرات درشت شناور در آب توسط فیلترهای میکرونی از به دام انداخته شده و اجازه عبور را به آنها نمی‌دهند. بعد از این مرحله آب از غشا و ممبران‌هایی با قطر 0.01 عبور میکنند. به‌خاطر کوچک بودن قطر حفره‌های روی این فیلتر تمام ذرات از قبیل گل و لای، ویروس، میکروب، یون‌های دو ظرفیتی و سایر مواد زائد امکان عبور پیدا نمی‌کنند. در نتیجه میتوان گفت آبی که از فیلتر اولترافیلتراسیون عبور می‌کند، تا 99/99% خالص و بدون هرگونه آلودگی است.
دلایل تداول استفاده از پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون UF
به دلیل وسیع شدن اجتماع و بیشتر شدن جمعیت باعث پیشرفت‌های صنعتی و موارد دیگر مانند مصارف خانگی و کشاورزی شده و که از طرف دیگر کاهش بارش باران در سال‌های اخیر، نگرانی‌های زیادی را در تمام دنیا به وجود آورده است. علاوه براین، در بسیاری از مناطق و شهرها آب شرب و تصفیه شده به سختی در دسترس بوده و حتی ممکن است آب شامل املاح بسیار زیادی باشد. به همین منظور، روش‌های مختلفی برای تصفیه آب معرفی شده است که یکی از بهترین آنها، اولترافیلتراسیون است. با این روش نه تنها آب‌های صنعتی، بلکه در تولید آب شرب نیز میتوان از آب‌های ناخالص، آب خالص و به‌دور از هرگونه آلودگی و ویروس و میکروب‌های خطرناک تولید کرد البته استفاده از این دستگاه‌ها در کنار تجهیزات اسمز معکوس می‌تواند فرایند تصفیه آب‌ها و پساب‌ها در زمینه‌های صنعتی را تکمیل کند.
روش اولترافیلتراسیون در تصفیه آب‌ها کاربرد و مصارف مختلفی دارد این مصارف که به دلیل دقت این روش در تصفیه آب‌ها بسیار کمک کننده است در ادامه به کاربرد و مصارف مختلف روش اولترا فیلتراسیون در تصفیه آب‌ها میپردازیم و اطلاعاتی مختصر در مورد این کاربردها و مصارف در این زمینه مورد برسی قرار خواهیم داد.
اگر نیاز به مشاوره رایگان دارید فرم زیر را پر کنید.
کاربردها و مصارف روش اولترافیلتراسیون در تصفیه آب:
همان طور که اطلاع دارید تصفیه آب باعث میشود تا ذرات معلق در آن، گل و لای، فلزات سنگین و حتی موجودات ریز و ویروس و میکروب از آب حذف شود.
به وسیله برسی روال و طرز کار و همچنین نحوه عملکرد و فعالیت آن، اولترافیلتراسیون در محیط‌های متفاوت و با اهداف مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که از مهمترین آنها را میتوان به موارد زیر نسبت داد:
اولترافیلتراسیون UF در مصارف صنعتی
مهمترین و اصلی‌ترین کاربردها و مصارف روش تصفیه اولتراسیون در بخش فیلتر uf صنعتی و تصفیه پساب کارخانجات و کارگاه‌های تولیدی است که در کنار دستگاه تصفیه آب صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با توجه به داشتن قابلیت حذف مواد آلی، روغن، گریس، ذرات کلوئیدی و همچنین پروتئین‌ها از پکیج تصفیه آب اولترافیلتراسیون میتوان در صنایع غذایی و دارویی و همچنین کارخانجات مختلف استفاده نمود.
علاوه براین، این روش تصفیه برای حذف آلودگی‌های موجود در آب برکه، رودخانه‌ها و پساب‌های صنعتی بسیار مفید بوده و باعث به چرخش درآمدن آب میشود.
لطفاً توجه داشته باشید که روش اولترافیلتراسیون نه تنها در تصفیه آب، بلکه در کارخانجات نساجی، شیر و پروتئین و مواد غذایی و همچنین داروسازی نیز بسیار مفید بوده و قابلیت حذف آنزیم‌ها، آمینو اسیدها و رنگ‌های موجود در پساب‌ها را دارد.
اولترافیلتراسیون در مصارف خانگی
اگر که املاح و مواد معدنی در آب‌های شرب وجود داشته باشی و درصد آن از حد مجاز بیشتر باشد یکی از بزرگ‌ترین مشکلات آب برای شرب است که البته در اغلب مناطق کشورمان با این نوع آب مواجه هستیم. همچنین، در بعضی از مناطق ممکن است امکان دسترسی به آب آشامیدنی و تصفیه شده وجود نداشته باشد و امکان بروز بیماری‌های مختلف در این شرایط وجود دارد.
با استفاده از پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون میتوان براحتی به آب کاملاً خالص و بدون هیچگونه آلودگی دست پیدا کرد.
کاربرد اولترافیلتراسیون (UF) به همراه اسمز معکوس برای تکمیل دقیق تصفیه آب
اسمز معکوس که یکی از روش‌های بسیار کاربردی در تصفیه آب است، با غشای نیمه تراوا عمل می‌کند. در بسیاری از مواقع میتوان از اولترافیلتراسیون در مرحله پیش تصفیه استفاده نمود تا حجم زیادی از آلودگی‌ها، مواد آلی و مواد ذائد از آب حذف شده و در نتیجه فیلتر و ممبران اسمز معکوس عمر بیشتری پیدا خواهد کرد. علاوه براین، استفاده از UF باعث میشود تا نیازی به اضافه کردن کلر یا ازن به آب نباشد و در نتیجه از سوراخ شدگی فیلتر RO جلوگیری میشود.
این برخی از مهمترین کاربردهای این روش تصفییه آب غشایی بود که مطالعه نمودید.
فرایند تصفیه فاضلاب و پساب به روش اولترافیلتراسیون
(UF : ultra filtration) اولترافیلتراسیون یا UF : ultra filtration یک فناوری پرکاربرد در زمینه جداسازی ذرات معلق نامحلول توسط ممبران است که بر مبنای غشای نیمه تراوا عملیات جداسازی را تا کمتر از 0.1 میکرون انجام میدهد. اختلاف فشار ایجاد شده در این روش، نیروی محرک جریان آب یا فاضلاب یا پساب جهت عبور از غشای ممبران است. ساختار نامتقارن ممبرین های UF باعث جدا شدن ذرات بزرگ‌تر از اندازه مولکولی ممبران و باقی ماندن آنها در سطح ممبران میشود در حالیکه ذرات کوچک‌تر از میان ساختار ممبران عبور میکنند. فیلتراسیون، پالایش، جداسازی و تغلیظ فاضلاب یا آب یا پساب تا زمانی که غلظت مواد باقیمانده بر سطح ممبران افزایش پیدا می‌کند ادامه دارد. ممبران‌های (PVDF (UF ممبران‌هایی جدید با بافت تو خالی جهت جداسازی، فیلتراسیون و تغلیظ مواد هستند.
قطر داخلی بافت‌ها تقریباً mm 0.8-0.7 و قطر خارجی آنهاmm 1.3-1.1 است. میزان وزن جداکننده مولکولی از dalton 100000-1000 و بافت‌های ممبران پوشیده شده توسط پوشش رزینی اپوکسی پوشیده (pack) شده است. در این روش کلوئیدها، پروتئین‌ها، مواد میکروبی بیماری‌زا و مولکول‌های آلی بزرگ جداسازی می‌شوند. همچنین از این فرایند در عملیات تصفیه، تغلیظ و تفکیک میتوان استفاده کرد.
در حال حاضر، سیستم‌های تصفیه فاضلاب و پساب به روش اولترافیلتراسیون UF از جدیدترین روش‌ها هستند که جهت تصفیه آب‌ها و پساب‌های مختلف با درصد ناخالصی تقریباً بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولترافیلتراسیون، تکنولوژی جداسازی توسط فیلتر (ممبران uf) است با غشاهای میان تهی از جنس پلی پروپیلن که عمل خالص سازی آب را انجام میدهد. قطر حفرات روی سطح غشا قادر به حذف ذرات معلق تا 0/01 میکرون است، از این رو 99/99% از میکروارگانیزم ها، باکتری‌ها، امولسیون‌ها، مواد نفتی، روغن، رنگدانه و … توسط این سیستم به صورت فیزیکی حذف می‌گردد و NTU آب خروجی، کمتر از 0/02 خواهد بود.
تفاوت سیستم تصفیه فاضلاب و پساب UF آلترافیلتراسیون با سیستم‌های RO در قیمت بسیار پایین و نگهداری و راهبری آسان است.
سیستم‌های تصفیه فاضلاب و پساب اولترافیلتراسیون برای عملیات پیوسته طراحی شده اند. لذا عملکرد ممبران‌ها در صورت بهره برداری مداوم بهینه است. به هر حال در برخی از شرایط پکیج‌های UF به صورت دوره ای روشن و خاموش می‌شوند. وقتی سیستم UF خاموش است، باید با استفاده از هوا تمیز شود و جهت جلوگیری از رشد باکتری‌ها باید با آب فیلتر شده به صورت دوره ای تحت شستشوی معکوس قرار گیرد.
آب استفاده شده برای شستشوی معکوس، قبل از خاموش شدن دستگاه، نباید دارای مواد شیمیایی باشد. هرگونه تزریق مواد شیمیایی به آب خوراک و آب شستشوی معکوس باید قبل از آخرین شستشو و خاموش شدن، متوقف گردد.
در صورت نیاز به خاموش نمودن سیستم، به موارد زیر توجه کنید:
ممبران‌های اولترافیلتراسیون نباید خشک شوند، فیبرهای خشک ممبرین همواره به گونه ای برگشت ناپذیر دچار افت شدت جریان عبوری می‌شوند.
سیستم uf باید به اندازه کافی در برابر رشد میکروبیولوژیکی حفاظت شود، 20 تا 30 دقیقه در روز آن را مورد شستشوی سریع قرار دهید یا هر 24 ساعت یکبار از آن استفاده نمایید.
پکبج تصفیه فاضلاب به روش اولترافیلتراسیون باید در برابر تغییرات ناگهانی دما حفاظت شود. در این صورت پکیج UF می‌تواند به مدت 48 ساعت بدون افزودن محلول محافظ و انجام مراحل پیشگیری از ایجاد رسوب میکروبیولوژیکی، خاموش بماند.
اگر سیستم تصفیه به روش اولترافیلتراسیون بیش از 48 ساعت خاموش است باید محلول شیمیایی محافظ را به سیستم اضافه نمایید.
پیش از خاموش نمودن پکیج برای مدت طولانی حتماً عملیات ضدعفونی (disinfection) با محلول مناسب حداقل به مدت 40 دقیقه انجام شود و پس از آن ممبران‌ها با آب فیلتر شده شستشوی معکوس گردند.
جهت معرفی اولترافیلتراسیون و یا UF باید گفت که یکی از روش‌های پیش تصفیه آب اولترافیلتر است. این روش به دلیل جلوگیری از مشکلات آینده در مسیر ورودی به فیلترهای ممبران داخل سیستم‌های تصفیه آب اسمزمعکوس قرار می‌گیرد. کیفیت آب خروجی در روش اولترافیلتر چندان مناسب نیست. زیرا نمی‌توان برای بسیاری از مصارف ان استفاده کرد. در این مقاله قصد داریم تا بهروش پیش تصفیه آب اولترافیلتراسیون را به شما معرفی کنیم.
نقش اولترافیلتر در تصفیه آب اسمزمعکوس:
همان طور که گفته شد روش اولترا فیلتر بیشتر به عنوان پیش تصفیه برای فیلتر دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده میشود. فشار کاربردی این فیلترها از اسمز معکوس کمتر است و باید بین 30 تا 40 PSI باشد تا بتواند دقت تصفیه مورد نظر را داشته باشد. غشاء اولترا فیلتر به صورت نی‌های توخالی (Hallow Fibers) ساخته میشود. جنس نی‌ها از Poly Amid و یا Poly Propylene است و روی بدنه آنها منافذی با قطر حداکثر 02/0 میکرون وجود دارد. آب با عبور از این منافذ، از طریق بدنه نی‌ها وارد شده و از انتهای آنها خارج میشود.
اگر نیاز به مشاوره رایگان دارید فرم زیر را پر کنید.
کاربرد استفاده از پیش تصفیه اولترافیلتر در اسمزمعکوس
کارکرد با فشار آب کم (دیگر نیازی به استفاده از پمپ برقی برای تولید فشار برای عبور آب از فیلترنیست). در این روش با یک سیستم با قدرت متوسط می‌تواند با حذف کدورت آب در روز تا 400 گالن (1150 لیتر) آب را تصفیه کند.
از طرفی به عنوان پیش تصفیه برای سیستم‌های اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون این روش را میتوان استفاده نمود. با استفاده از این پیش تصفیه، عمر فیلتر RO بسیار افزایش خواهد یافت که برای تولید آب در صنایع تولید مواد غذایی و نوشیدنی و لبنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
همچنین در صنایع دارو سازی به عنوان حذف کننده میکروب و باکتری از مواد دارویی و در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی به عنوان جدا کننده مواد با غلظت‌های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تفاوت های سیستم اسمزمعکوس و اولیترافیلتراسیون
روش های زیادی برای تصفیه اب وجود دارد. از بهترین روش های تصفیه میتوان به اسمزمعکوس و اولترافیلتراسیون اشاره کرد. این دو روش در بسیاری از کشور های روز دنیا مورد توجه قرار گرفته و در حال حاضر از مهمترین روش های تصفیه آب در دنیا به حساب می آیند. با اینکه تفاوت زیادی بین روش های اسمزمعکوس و اولترا فیلتراسیون وجود دارد اما در نحوه تصفیخ اب تشابه های زیادی نیز دارند. این روش ها برای تصفیه آب از فیلتر های به خصوص و فشار مشخصی استفاده میکنند. با کمک این فشار آب را از این فیلتر ها عبور دهند، و در نتیجه آب را تصفیه میکنند. در ادامه به معرفی تفاوت های روش اسمزمعکوس و اولترافیلتراسیون میپردازیم.
تفاوت اصلی سیستم های اسمزمعکوس و اولترافیلتراسیون در توانایی تصفیه آب آن ها میباشد. در سیستم اسمزمعکوس به دلیل توان بیشتر و نوع فیلتر های ممبران آن توانایی بسیاری در تصفیه اب دارد. اما به دلیل بالا رفتن هزینه ها در دستگاه تصفیه آب صنعتی معمولا از سیستم اولترافیلتراسیون به عنوان دستگاه پیش تصفیه استفاده میشود. این مورد باعث طول عمر بیشتر دستگاه تصفیه آب اسمزمعکوس و کاهش هزینه ها خواهد شد.
اگر نیاز به مشاوره رایگان دارید فرم زیر را پر کنید.
معرفی سیستم اولترافیلتراسیون :
در سیستم اولترافیلتراسیون دقت سیستم برابر با 0.001-0.1 میکرون است. این تکنولوژی به نام جداسازی غشایی نیز شناخته میشود. این فیلتر ها با استفاده از فشار دیفرانسیل برای فیلتر کردن مواد مضر مثل زنگ، رسوب، ماده معلق، کلوئید، باکتری، مواد آلی ماکرو مولکولی در آب استفاده می کنند.
البته به دلیل نوع فیلتر های اولترافیلتراسیون و ابعاد برخی از مواد معدنی مفید، آن ها را از خهود در کنمار ملوکول های آب عبور میدهد. که این مورد باعث شده که جزء اصلی در فرآیند تولید آب معدنی و آب های کوهستانی باشد.
میزان بازیافت آب اولترافیلتراسیون :
میزان بازیافت آب در فرایند اولترافیلتراسیون تا 95 درصد یا بیشتر است. این درصد در بین بسیاری از روش های تولید آب یک عدد بسیار قابل قبول وده و نسبت به قدرت این سیستم و سایر سیستم ها میتوان آن را یکی از بهترین سیستم های تصفیه و پیش تصفیه آب دانست.
فشار مورد نیاز برای اولترافیلتراسیون :
بر خلاف اسمزمعکوس و برخی روش های دیگر اولترا فیلتراسیون نیازی به فشار و فشار الکتریکی ندارد. این را می توان تنها با فشار آب آب فیلتر. سرعت جریان بزرگ است و هزینه استفاده کم است. این بیشتر برای تمیز کردن جامع آب آشامیدنی خانگی مناسب است. بنابراین، تصفیه آب براساس تکنولوژی اولترافیلتراسیون همراه با سایر مواد فیلتر، به منظور دستیابی به طیف وسیع تر درمان، حذف جامع تر آلاینده ها در آب خواهد بود.
