چرا در ممبران های تصفیه آب صنعتی از جنس پلی آمید استفاده می شود؟

فیلتراسیون غشایی یا ممبران به عنوان یکی از راه حل‌های مقرون به صرفه در سیستم تصفیه آب صنعتی به خصوص روش اسمزمعکوس یا RO شناخته می‌شود. در اکثر فرآیندهای غشایی تحت فشار، از پلی‌آمید برای ساخت فیلتر ممبران مورد استفاده در دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده می‌شود. به منظور طراحی غشاهای RO با کارایی بالا با سطوح بالای نفوذپذیری آب و دفع نمک، درک ساختار ممبران PA میکروسکوپی ضروری است که شامل مکانیسم‌های انتقال آب و دفع یون در مقیاس مولکولی می‌شود.

ممبران پلی آمید (PA) دارای خواصی است که امکان نفوذ انتخابی آب و دفع نمک را فراهم می‌کند. به همین دلیل این غشا به طور گسترده جهت نمک زدایی آب دریا در سیستم اسمز معکوس (RO) برای تولید آب در مصارف صنعتی و حتی آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

طراحی ممبران در سیستم تصفیه آب صنعتی

به دلیل افزایش جمعیت جهانی و توسعه اقتصادی، از فرآیندهای تصفیه غشایی که موجب صرفه جویی در انرژی و سهولت در کار خواهند شد، به طور گسترده برای رسیدگی به مشکلات کمبود آب پاک و رفع آلودگی آب استفاده می‌شود. به منظور ادامه پاسخ به مشکل افزایش تقاضای آب در آینده نزدیک، انتظار می‌رود واحدهای تحقیق و توسعه موفق به ساخت غشاهای جداسازی با عملکرد بهینه‌تر و نفوذپذیری آب بالا شوند. استفاده از چنین غشاهایی می‌تواند در کاهش هزینه‌های تولید آب موثر باشد.

تصفیه غشایی اسمز معکوس (RO) نماینده روش‌هایی است که برای جداسازی مولکول‌های املاح موجود در آب مانند نمک زدایی آب دریا استفاده می‌شود. شار معقول آب دریا با غلظت نمک بیشتر از 35000 ppm و آب شور غلظت نمکی حدود 1000-5000 ppm به ترتیب 12-17 LMH/bar (L/m2/h) و 12-45 LMH دارند. با توجه به فشار اسمزی آب دریا و آب شور، فشارهای مورد نیاز برای نمک زدایی 55-65 بار برای آب دریا و 10-30 بار برای آب شور است.

مکانیسم اصلی نفوذ آب از میان غشاهای RO، انتشار و جریان همرفتی مولکول‌های آب محلول در لایه جداسازی تحت فشار است. بنابراین، تهیه ممبرانی با عملکرد، نفوذپذیری آب و دفع نمک بالا برای دستیابی به شار مناسب، ضروری است. از سوی دیگر، ویژگی‌های نفوذ آب نه تنها به مواد و ساختار غشا بلکه به رسوب زیستی و پوسته پوسته شدن نیز بستگی دارد.

از آنجایی که در یک عملیات RO طولانی مدت، این عوامل باعث تخریب عملکرد نمک زدایی فیلتر ممبران می‌شوند، توسعه یک غشای RO مقاوم در برابر رسوب و به کارگیری تکنولوژی جدید ممبران اهمیت زیادی دارد. در این راستا استفاده از ممبران پلی‌ آمید به عنوان یکی از راهکارهای اصلی در سیستم تصفیه آب صنعتی توصیه می‌شود.

کاربرد ممبران پلی‌ آمید در سیستم تصفیه آب صنعتی

چهار دهه پیش طی کشف تجربی، ممبران پلی‌ آمید ساخته شده با پلیمریزاسیون سطحی، انقلابی در نمک‌زدایی در مقیاس بزرگ ایجاد کرد و تولید آب شیرین را برای میلیون‌ها نفر در سراسر جهان مقرون به صرفه ساخت. غشاهای RO پلیمریزه شده به صورت سطحی، ویژگی‌های جداسازی خود را از یک لایه انتخابی پلی آمید به دست می‌آورند. این لایه روی یک تکیه گاه ریز متخلخل با کنار هم قرار دادن یک فاز آبی حاوی مونومر آمین و یک فاز آلی حاوی مونومر کلرید اسید آروماتیک تشکیل می‌شود.

 ممبران پلی‌ آمید به دلیل شار آب زیاد، دفع نمک بالا، استحکام ساختاری و سازگاری با محیط زیست معمولاً برای نمک زدایی و تصفیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیلترهای پلی آمید از نظر مکانیکی بسیار قوی هستند و استحکام بالایی در دو حالت مرطوب و خشک از خود نشان می‌دهند. این ممبران‌ها آب‌دوست بوده و برای تصفیه محلول‌های آلی مناسب هستند.

فیلترهای غشایی پلی‌آمید تا دمای 135 درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند. تطبیق پذیری ممبران پلی‌ آمید باعث می‌شود که نه تنها در فرآیند تولید، بلکه در تصفیه آب "آلوده" تولید شده در طی فرآیند تولید نیز قابل استفاده باشد. 

از غشاهای پلی آمیدی به دلیل خواص عالی فیلتراسیون و جداسازی آن‌ها، معمولاً در فرآیندهای تصفیه آب صنعتی استفاده می‌شوند. این غشاها در حذف آلاینده‌هایی مانند ذرات معلق، میکروارگانیسم‌ها و مواد جامد محلول از آب بسیار موثر هستند. استفاده از آنها به ویژه در فرآیندهایی مانند اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون مفید است؛ جایی که به مولکول‌های آب اجازه عبور می‌دهند و در عین حال یون‌ها و مولکول‌های بزرگ‌تر را فیلتر می‌کنند. این ممبران‌ها تعادل خوبی بین قابلیت‌های نفوذپذیری و دفع دارند که باعث می‌شود جهت تصفیه آب کاربردهای مختلف صنعتی مانند:

•    نمک‌زدایی
•    تصفیه فاضلاب
•    تولید آب فوق خالص برای تولید لوازم الکترونیکی مناسب باشند.

مزایا و معایب استفاده از ممبران پلی‌ آمید در تصفیه آب صنعتی

در این بخش قصد داریم تا شما را با مزایا و معایب استفاده از ممبران پلی‌ آمید در سیستم تصفیه آب صنعتی آشنا کنیم. شناخت این ویژگی‌ها باعث می‌شود که بهتر بتوان علت استفاده از پلی آمید در ساخت فیلتر ممبران را درک کرد.

مزایای استفاده از ممبران پلی‌ آمید

از جمله مزایای استفاده از این فیلتر غشایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1.    گزینش پذیری بالا: ممبران‌های پلی آمید قابلیت جداسازی عالی از خود نشان داده و به مولکول‌های آب اجازه عبور می‌دهند. این در حالی است که مسیر عبور یون‌ها و مولکول‌های بزرگتر را مسدود می‌کنند. این گزینش پذیری بالا باعث حذف موثر آلاینده‌ها از آب می‌شود.
2.    فیلتراسیون کارآمد: این غشاها در حذف ذرات ناخالصی، میکروارگانیسم‌ها، جامدات محلول و سایر آلاینده‌ها کارآمد هستند. این امر منجر به بهبود کیفیت آب می‌شود.
3.    تطبیق پذیری: غشاهای پلی آمیدی را می توان در فرآیندهای مختلف تصفیه آب مانند اسمز معکوس (RO) و نانو فیلتراسیون استفاده کرد.
4.    دوام: ممبران پلی‌ آمید به دلیل استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر تخریب شیمیایی شناخته شده که به طول عمر طولانی و پایداری آن در محیط‌های صنعتی کمک می‌کند.
5.    تحمل شرایط سخت: غشاهای پلی آمیدی می‌توانند طیف گسترده‌ای از دما و میزان pH  را تحمل کنند. این میزان مقاومت در برابر pH و دما باعث می‌شود با منابع مختلف آبی و شرایط گوناگون تصفیه سازگار باشند.

معایب استفاده از ممبران پلی‌ آمید

مهمترین معایب استفاده از ممبران پلی‌ آمید در سیستم تصفیه آب صنعتی شامل موارد زیر می‌شود:

1.    رسوب گیری: ممبران‌های پلی آمیدی مستعد رسوب هستند که از تجمع ذرات، مواد معدنی و مواد آلی در سطح غشا به وجود می‌آید. این ویژگی می‌تواند کارایی فیلتراسیون را کاهش داده و نیاز به تمیز کردن یا تعویض مکرر داشته باشد.
2.    حساس به کلر: غشاهای پلی آمیدی به قرار گرفتن در معرض کلر حساس هستند، زیرا کلر می‌تواند غشا را در طول زمان تجزیه کند. حذف کلر یا پیش تصفیه اغلب برای جلوگیری از آسیب به ممبران‌ها لازم است.
3.    فشار عملیاتی بالا: دستیابی به فیلتراسیون کارآمد با ممبران پلی‌ آمیدی اغلب به فشارهای عملیاتی بالا نیاز دارد. این شرایط می‌تواند منجر به افزایش مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی نیز شود.
4.    گران قیمت بودن: در مقایسه با سایر مواد غشایی، تولید و نگهداری غشاهای پلی آمیدی می‌تواند نسبتاً گران قیمت باشد.
5.    سازگاری محدود: غشای پلی‌آمید ممکن است برای تمام منابع آب یا آلاینده‌ها مناسب نباشد. بسته به کاربرد، سایر مواد غشایی ممکن است عملکرد بهتری در سیستم ارائه دهند.
6.    نصب و نگهداری پیچیده: نصب و نگهداری سیستم‌های غشایی PA می‌تواند پیچیده باشد و به پرسنل ماهر برای اطمینان از عملکرد مطلوب نیاز دارد.

با این که ممبران پلی آمیدی قابلیت‌های کارآمد و انتخابی در تصفیه آب دارند، اما با چالش‌های خاصی مانند حساسیت به رسوب، حساسیت به کلر و فشارهای عملیاتی بالاتر نیز همراه هستند. تصمیم گیری در مورد استفاده از غشاهای پلی آمید یا سایر انواع غشا بستگی به نیازهای خاص برنامه تصفیه آب و منابع موجود برای نگهداری و بهره برداری دارد.

خرید ممبران تصفیه آب

با توجه به اهمیتی که ممبران‌ تصفیه آب از جمله ممبران پلی‌ آمید در دستگاه تصفیه آب صنعتی دارد، لازم است تا دقت کافی هنگام خرید این محصولات داشته باشید. چرا که ممبران بی‌کیفیت می‌تواند باعث آسیب به دستگاه تصفیه آب صنعتی و در نتیجه پایین آمدن کیفیت آب ورودی به سیستم شود. این اتفاق به تجهیزات صنعتی آسیب رسانده و منجر به کاهش راندمان مجموعه خواهد شد. 

بنابراین توصیه می‌شود که برای خرید تجهیزات تصفیه آب، به فروشگاه‌های معتبر مراجعه کنید. پیشنهاد ما به شما، فروشگاه اینترنتی آبین است. آبین یکی از معتبرترین مراکز برای خرید تجهیزات تصفیه آب در ایران است که یکی از خدمات اصلی آن، ارائه مشاوره رایگان در زمینه خرید محصولات است. برای دریافت مشاوره در این زمینه می‌توانید از طریق شماره 02122228116 با کارشناسان در تماس باشید.