تفاوت بین میکرو فیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس

میکرو فیلتراسیون (MF)
دقت فیلتر بین 0.1 تا 50 میکرون است.میکرو فیلتراسیون شامل عناصر مختلف فیلتر PP، عناصر فیلتر کربن فعال، عناصر فیلتر سرامیکی و غیره است.عناصر خطرناک مانند میکروارگانیسم ها را از آب حذف می کند.عنصر فیلتر اغلب قابل شستشو نیست و یک ماده فیلتر یک بار مصرف است که باید به طور منظم تعویض شود.

① هسته پنبه PP: معمولاً فقط برای فیلتراسیون درشت با نیازهای کم برای حذف ذرات بزرگ مانند رسوب و زنگ در آب استفاده می شود.

②کربن فعال: می تواند رنگ ها و بوهای مختلف آب را از بین ببرد، اما نمی تواند باکتری های موجود در آب را از بین ببرد، همچنین اثر حذف رسوب و زنگ نیز بسیار ضعیف است.

③عنصر فیلتر سرامیکی: دقت تصفیه کوچک فقط 0.1 میکرون است و سرعت جریان معمولاً کوچک است که تمیز کردن آن آسان نیست.

غشای اولترا فیلتراسیون (UF)
یک غشای فیلتر ریز متخلخل دارای محدوده اندازه منافذ 0.001-0.02 میکرون و استانداردهای اندازه منافذ ثابت است.فیلتراسیون غشایی اولترا فیلتراسیون یک فرآیند فیلتراسیون غشایی است که از یک غشای اولترا فیلتراسیون با اختلاف فشار به عنوان نیروی محرکه استفاده می کند.اکثر غشاهای اولترافیلتراسیون از الیاف استات یا مواد پلیمری با ویژگی های مشابه ساخته شده اند.برای جداسازی و غلظت املاح در محلول‌های تصفیه مناسب است و همچنین اغلب برای جداسازی سوسپانسیون‌های کلوئیدی استفاده می‌شود که با استفاده از تکنیک‌های دیگر جداسازی به سختی تکمیل می‌شوند و دامنه کاربرد آن به طور مداوم در حال رشد است.

اولترافیلتراسیون غشایی بر اساس اختلاف فشار به سه نوع تقسیم می شود: فیلتراسیون غشایی اولترافیلتراسیون، فیلتراسیون غشایی میکرو متخلخل و فیلتراسیون غشایی اسمز معکوس.آنها با اندازه ذرات ریز یا وزن مولکولی که لایه غشاء ممکن است حفظ کند متمایز می شوند.هنگامی که محدوده اندازه منافذ نامی غشاء به عنوان استاندارد متمایز استفاده می شود، غشای ریز متخلخل (MF) دارای محدوده اندازه منافذ نامی 0.02-10 متر است، غشای فوق فیلتراسیون (UF) دارای محدوده اندازه منافذ امتیازی 0.001 است. -0.02 متر، و غشای اسمز معکوس (RO) دارای محدوده اندازه منافذ امتیازی 0.0001-0.001 متر است.چندین عنصر کنترلی برای منافذ وجود دارد، مانند غشاهای اولترا فیلتراسیون با اندازه منافذ متفاوت، و توزیع اندازه منافذ ممکن است بر اساس نوع و غلظت محلول، و همچنین تبخیر و شرایط انعقاد در طول تولید غشاء ایجاد شود.

نقشه فیزیکی اولترا فیلتراسیون
غشاهای اولترا فیلتراسیون معمولاً غشاهای جداکننده پلیمر هستند و مواد پلیمری برای غشاهای اولترافیلتراسیون بیشتر از مشتقات سلولز، پلی سولفون، پلی آکریلونیتریل، پلی آمید و پلی کربنات استفاده می شود.غشاهای اولترا فیلتراسیون به طور گسترده در صنایع دارویی، غذایی و محیطی مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند به غشاهای تخت، غشاهای رول، غشاهای لوله ای یا غشاهای فیبر توخالی تبدیل شوند.

غشای اولترافیلتراسیون یکی از اولین غشاهای جداسازی پلیمری بود که اختراع شد و ماشین های اولترافیلتراسیون در دهه 1960 ساخته شدند.غشاهای اولترافیلتراسیون به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند و به عنوان یک واحد شیمیایی جدید ظهور کرده اند.این در جداسازی، تغلیظ و خالص سازی محصولات بیولوژیکی، کالاهای دارویی و مواد غذایی و همچنین دستگاه های تصفیه پایانه در تصفیه خون، تصفیه فاضلاب و تهیه آب فوق خالص استفاده می شود.

دقت فیلتراسیون نانوفیلتراسیون (NF) بین اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس است و نرخ نمک زدایی کمتر از اسمز معکوس است.در بازار این جمله رایج بود: نانوفیلتراسیون اسمز معکوس شلخته است.در واقع، این یک ایده فنی فریبنده است.
نقشه فیزیکی نانوفیلتراسیون
در مفهوم جداسازی واقعی، نانوفیلتراسیون یک غشای فیلتری است که اثر داونان را برآورده می‌کند و دارای رد انتخابی یون است، غشایی که نفوذپذیری کلرید سدیم آن متناسب با غلظت کلرید سدیم و بیش از 0.4 است.کاربردهای اولیه آن نمک زدایی و غلظت مایعات ورودی مختلف است.رد 0٪ NaCl با استفاده از غشاهای نانوفیلتراسیون در 30000 ppm NaCl همراه با یون های دیگر مشاهده شد.

اسمز معکوس (RO): دقت فیلتراسیون حدود 0.0001 میکرون است و یک روش جداسازی غشایی با دقت فوق العاده بالا است که در اوایل دهه 1960 در ایالات متحده با استفاده از فشار دیفرانسیل توسعه یافت.این می تواند عملاً تمام آلاینده ها (هم مضر و هم مفید) را در آب فیلتر کند و فقط مولکول های آب را باقی بگذارد.در بیشتر موارد در تولید آب خالص، آب فوق خالص صنعتی و آب فوق خالص پزشکی استفاده می شود.فشار و انرژی برای فناوری اسمز معکوس مورد نیاز است.

RO مخفف Reverse Osmosis membrane در انگلیسی است.از آنجایی که اندازه منافذ غشای RO پنج میلیونم مو (0.0001 میکرون) است، به طور کلی با چشم غیرمسلح نامرئی است و باکتری ها و ویروس ها 5000 آن هستند، بنابراین فقط مولکول های آب و برخی یون های معدنی مفید برای بدن انسان هستند. می تواند عبور کند و سایر ناخالصی ها و فلزات سنگین از لوله فاضلاب خارج می شود.

اصل اسمز معکوس:
اول از همه، ما باید ایده "اسموز" را درک کنیم.اسمز یک فرآیند فیزیکی است.هنگامی که دو نوع آب با نمک های متفاوت از هم جدا می شوند، مانند یک سد نیمه تراوا، آب موجود در سمتی که نمک کمتری دارد، نفوذ می کند.غشاء با محتوای نمک زیاد وارد آب می شود، اما نمک نفوذ نمی کند و باعث می شود غلظت نمک در هر دو طرف به تدریج جوش بخورد تا زمانی که با هم برابر شوند.با این حال، تکمیل این فرآیند که به فشار اسمزی نیز معروف است، زمان زیادی می برد.

نقشه فیزیکی اسمز معکوس
با این حال، اگر سعی کنید به سمت آب با محتوای نمک زیاد فشار وارد کنید، نتیجه ممکن است نفوذ فوق را نیز محدود کند و این فشار به عنوان فشار اسمزی شناخته می شود.اگر فشار افزایش یابد، نفوذ می تواند معکوس شود و نمک باقی می ماند.در نتیجه، اصل نمک زدایی اسمز معکوس این است که فشاری بیشتر از فشار اسمزی طبیعی در آب شور (مانند آب خام) اعمال شود، به طوری که اسمز در جهت مخالف انجام شود و مولکول های آب در آب خام تحت فشار قرار گیرند. به سمت دیگر غشاء و در نتیجه آب تمیز به منظور دستیابی به هدف حذف ناخالصی ها و املاح از آب.

منشا اسمز معکوس RO:

یک دانشمند آمریکایی به طور تصادفی در سال 1950 متوجه شد که مرغان دریایی هنگام پرواز در دریا لقمه عظیمی از آب دریا را از سطح دریا می مکند.آنها پس از چند ثانیه کمی آب دریا را استفراغ کردند که باعث نگرانی شد زیرا حیوانات روی خشکی از طریق ریه های خود تنفس می کنند.آب نمک پر نمک را نمی توان مصرف کرد.پس از تشریح، مشخص شد که بدن مرغ دریایی دارای لایه نازکی است.فیلم واقعا دقیق است.مرغ دریایی آب شور را استنشاق می کند که متعاقباً فشرده می شود و مولکول های آب به دلیل تأثیر فشار از فیلم عبور می کنند.

تبدیل به آب شیرین می شود و آلاینده ها و نمک بسیار غلیظ موجود در آب دریا از دهان خارج می شود.این زیربنای نظری اساسی فرآیند اسمز معکوس است که برای اولین بار در سال 1953 توسط دانشگاه فلوریدا برای تجهیزات نمک زدایی اعمال شد.دکتر سیدنی لود، استاد دانشکده پزشکی دانشگاه UCLA، در سال 2009 با حمایت یک پروژه دولت فدرال ایالات متحده، تحقیقاتی را در مورد غشاهای اسمز معکوس آغاز کرد و تقریباً 400 میلیون دلار برای هر سرمایه گذاری کرد. سال در تحقیقات برای اعمال آن در فضانوردان.