فیلتر ممبران چیست و عملکرد آن در تصفیه آب چگونه است؟

فیلتر ممبران (Membrane filter) نوعی فیلتر می باشد که از چندین لایه ورقه نازک فشرده تشکیل شده است و به دور یک لوله پلاستیکی پیچیده شده اند. عملکرد ممبران در تصفیه آب بر اساس حذف آلودگی ها به کمک غشای نیمه تراوا است .

اکثر ممبران های RO معمولا از یک غشای کامپوزیت لایه نازک متشکل از سه لایه ایجاد شده اند. این لایه ها عبارتند از:

فیلتر ممبران های اسمز معکوس که در حال حاضر بمنظور نمک زدایی استفاده می شوند از یک لایه نازک نیمه تراوا از جنس پلی آمید یا استات سلولز ساخته شده اند که توسط یک لایه ریز متخلخل (۰/۰۲۵ تا ۰/۰۵ میلی متر) پشتیبانی می‌شوند.

علاوه بر آن یک لایه پلیمری فوق نازک (۰/۲ میلی متری) به غشا توانایی دفع نمک می دهد. عملکرد دو لایه پشتیبان که در زیر لایه نازک قرار دارند باعث تقویت ساختار غشای اسمز معکوس و حفظ یکپارچگی و دوام آن می شوند .فیلتر ممبران یکی از اجزای اصلی در تصفیه آب به روشهای اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس است.

 

فیلتر ممبرین اسمز معکوس بر اساس فاکتور های متعددی از جمله ساختار ممبران ،مواد سازنده لایه ها و پیکر بندی ماژول ها طبقه بندی می شوند:

فیلتر ممبرین بطور کلی به ۴ دسته طبقه بندی می شوند که کاربرد و عملکرد انواع ممبران به شرح زیر است :

فیلتر ممبران UF توانایی حذف ذرات تا ابعاد ۰٫۰۱ میکرون را داراست .فیلتر ممبران اولترافیلتراسیون قادر است علاوه بر حذف تمامی دراتی که توسط میکروفیلتراسیون حذف میشوند ویروسها را نیز حذف کند .

فیلتر ممبران میکروفیلتراسیون توانایی حذف ذرات با اندازه تقریبی ۰٫۰۳ تا ۱۰ میکرون از آب را دارا می باشد موادی مانند شن ، گل ، ماسه و برخی از باکتری ها توسط میکروفیلتراسیون از آب حذف می شوند .

ممبران نانو فیلتراسیون دارای حفره های ریزتری نسبت به اولترافیلتراسیون و میکرو فیلتراسیون است بنابراین برای عبور آب از این ممبران ها فشار بیشتری نیاز است .

ممبران اسمز معکوس  RO میتواند تمامی ذرات معدنی را از آب حذف کند و دارای قابلیت کاهش TDS آب تا محدوده مورد نظر است .

ممبران تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس بر اساس منبع آب ورودی به سیستم دارای دو نوع ممبرانهای ( Brakish water )BW و ممبرانهای (Sea water) SW  می باشد .

فیلتر ممبران  BWبرای تصفیه آبهای لب شور مانند آب چاه و فیلتر ممبران  SWبرای تصفیه آب دریا استفاده می شوند.

فیلتر ممبرانها ی تصفیه آب در قطر های ۲٫۵ و ۴ و ۸ اینچ موجود هستند که ممبران ۴ اینچ و ممبران ۸ اینچ برای مصارف صنعتی و ممبران ۲٫۵ اینچ برای سیستم های تصفیه آب خانگی استفاده می شوند

از رایج ترین فیلتر ممبرانهای ۴ اینچ و ۸ اینچ موجود در بازار می توان به ممبران های زیر اشاره کرد:

فیلتر ممبران صنعتی BW30 -4040 که جزء فیلتر ممبران صنعتی و نیمه صنعتی به شمار می رود به دلیل توانایی در حذف نمک و آلاینده ها در سیستم های اسمز معکوس استفاده می شود .فیلتر ممبران ۴ اینچ فیلمتک در یک شبانه روز حدود ۱۰ هزار لیتر آب را می تواند تصفیه کند و قادر است دمای حداکثر ۴۵ درجه سانتی گراد و فشار ۴۱بار را تحمل کند .

از ویزگی های فیلتر ممبران صنعتی فیلمتک  BW30-4040 طول عمر بالا و بدنه مقاوم و درصد بالای حذف املاح می باشد.

ممبران ۸ اینچ LG BW 400 R  فیلتر ممبران اسمز معکوس صنعتی ساخت  کشور کره جنوبی است و برای تصفیه آب صنعتی و آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرند. ممبران های  RO تولید  LG Chem  با عملکرد بهینه ممبران در دفع نمک منجر به افزایش دبی آب تولید می شوند .

ممبران دریایی ۸ اینچ فیلمتک  SW30HRLE-400 برای تصفیه آب شور دریا یا آبهای زیرزمینی استفاده می شود و از بهترین ممبرانهای تولید شرکت DOW می باشد و بطورکلی جهت نمک زدایی از آب دریا و مناطقی که دارای آب شور هستند کاربرد دارد. طول عمر بالا و قابلیت دفع بالای نمک از ویژگی های این فیلتر ممبران صنعتی است .

ممبران دریایی SW30HRLE-400  فیلمتک برای صنایعی که نیاز به آب با خلوص بالا دارند بهترین گزینه است و هم چنین این فیلتر ممبران در فشارهای پایین عملیاتی نیز عملکرد مطلوب دارد .

ممبران ۸ اینچ فیلمتک اصل مدل  BW30 -400  از رایج ترین ممبرانهای مورد استفاده در صنعت تصفیه آب است که بعنوان ممبران تصفیه آب صنعتی نیز شناخته می شود .ممبران ۸ اینچ FILMTEC مدل  BW30-400با انواع سیستم های اسمز معکوس ساز گار بوده و در یک شبانه روز حدود ۳۰ متر مکعب آب را میتواند تصفیه کند .این ممبران از پرمصرف ترین ممبرانهای ۸ اینچ ساخت کمپانی  DOW کشور آمریکا می باشد.

ممبران ۸ اینچ فیلمتک  پرو جهت کاربرد های صنعتی مانند تولید برق ، صنایع شیمیایی و صنعت تصفیه آب شهری استفاده می شود .این ممبران با قابلیت و عملکرد بالا در تصفیه آبهای لب شور در سیستم RO صنعتی کاربرد دارد .

فیلتر ممبران از قسمت های مختلفی تشکیل شده است که هرکدام نقش مهمی در عملکرد ممبرین دارند .از مهم ترین اجزای فیلترممبران می توان به موارد زیراشاره کرد:

بطور کلی فیلتر ممبرین از یک لوله مرکزی و غشای نیمه تراوا تشکیل شده است که غشا ی نیمه تراوا پس از قرار گرفتن در اطراف این لوله درون محفظه هایی بنام هوزینگ فیلتر قرار می گیرد بسته به نوع سیستم ممکن است این محفظه ها تحت فشار(pressure vessele) باشند . زمانیکه آب وارد هوزینگ میشود بصورت چرخشی در اطراف فیلتر به حرکت درمی آید و آب خالص از درون منافذ غشا عبور کرده و وارد مجرای آب میشود.آلاینده های شیمیایی و باکتری و دیگر آلودگی ها امکان عبور از غشا را نداشته و وارد مجرای فاضلاب میشوند.

عوامل متعددی باعث کاهش طول عمر مفید ممبران صنعتی می شوند که از جمله آنها می توان به آلاینده های موجود در آب ورودی به ممبرین اشاره کرد .ممبران دستگاه تصفیه آب به مرور زمان در تماس با آلاینده ها دچار آسیب شده و کیفیت خود را از دست می دهد بنابراین باید بطور مرتب نسبت به شستشوی ممبران اقدام کرد .هم چنین با انتخاب پیش تصفیه مناسب میتوان درصد بالایی از آلودگی ها را از آب حذف کرد تا فقط ذرات ریز توسط ممبران حذف شوند .تماس ممبران با کلر به مدت طولانی منجر به آسیب به ممبران خواهد شد .

بطور کلی طول عمر ممبران های سیستم اسمز معکوس بین ۳ تا ۵ سال است. برای بهره برداری از ممبران ها در طولانی ترین زمان ممکن ، لازم است طراحی، ساخت و بهره برداری سیستم به روش درست انجام شود. آنالیز کامل آب خام، طراحی سیستم اسمز معکوس به روش مهندسی، انتخاب پیش تصفیه مناسب، استفاده از ممبران اصل، استفاده صحیح از آنتی اسکالانت و پر کردن گزارشات بهره برداری روزانه بمنظور پایش عملکرد صحیح سیستم از جمله موارد مهم در طول عمر ممبران اسمز معکوس هستند.
اگر ممبران های سیستم اسمز معکوس دچار آسیب های فیزیکی از جمله ، افزایش قطر منافذ ، تلسکوپی شدن و…شوند در این صورت باید نسبت به تعویض ممبران ها اقدام کرد. .به عنوان مثال اگر فلاکس عبوری از دستگاه بالاتر از حد مجاز باشد منجر به افزایش قطر منافذ ممبران ها شده و ممبران دچار آسیب فیزیکی می شود که در این صورت باید تعویض شود
اگر سیستم پیش تصفیه به درستی انتخاب نشود ذرات و آلاینده های موجود وارد ممبرانها شده و منجر به گرفتگی ممبران ها می شوند که در این صورت باید عملیات شستشوی ممبران (CIP) در بازه های زمانی معین و با توجه به داده های نرمالایز شده انجام شود. در صورتی که بازه زمانی شستشوی ممبرانها به کمتر از سه ماه برسد باید نسبت به تعویض ممبران ها اقدام نمود.

کارایی فیلتر ممبران RO به فشار و دمای ورودی آب بستگی دارد .فیلتر ممبرین اسمز معکوس بسته به نوع و شرکت سازنده دارای محدودیتهای عملیاتی مختلفی است .برای اطلاع از این محدودیت ها باید کاتالوگ ارائه شده توسط شرکت سازنده بررسی شود.بعنوان مثال برای ممبرانهای ۴ اینچ فیلمتک حداکثر فشار عملیاتی ۴۱ بار و حداکثر دمای عملیاتی ۴۵ درجه سانتی گراد است .بنابراین هر تغییری در هر یک از این پارامتر ها منجر به تغییر در عملکرد ممبران خواهد شد .

شستشوی ممبران های سیستم اسمز معکوس ( عملیات  CIP )  در کارایی و عملکرد سیستم نقش بسزایی دارد .برای شستشوی ممبران ها باید به نکات زیر توجه کرد :

فیلتر ممبرین به دلیل عملکرد بالا در حذف آلاینده ها کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد که از جمله آنها عبارتند از :

برای خرید ممبران های دستگاه های آب شیرین کن صنعتی باید به مواردی از جمله سایز فیلتر، اصل یا تقلبی بودن آن و برند ممبران توجه کرد. متاسفانه بعلت عدم حضور نماینده رسمی یا نماینده انحصاری ممبران های موجود در بازار ایران به دو نام اصلی و طرح شناخته شده اند.

تفاوت فیلتر ممبرین طرح با فیلتر ممبران اصلی در دو بخش اساسی است:

در صورتیکه TDS آب خام ورودی به سیستم پایین باشد و سطح فیلتراسیون ممبران طرح برابر با سطح موثر ممبران اصلی باشد و تعداد ممبران در پرشر وسل کم باشد ممبران های طرح در دستگاه های غیر حساس کارآیی خواهند داشت. در غیر این صورت بهره بردار با مشکل مواجه خواهد شد.

شرکت صنعت تاسیسات میلاش بعنوان تولید کننده سیستم های اسمز معکوس صنعتی ( RO ) و اولترافیلتراسیون، در تمام این محصولات از ممبرانهایی با کیفیت و کارایی و عملکرد بالا استفاده می کند.

ممبران های اسمز معکوس آب لب شور و آب دریا ، ساخت شرکت فیلمتک در حال حاضر با تکنولوژی iLEC  نیز ارائه می شوند .تکنولوژی جدیدی در اتصال ممبران ها که عملکرد سیستم های RO را به میزان چشمگیری افزایش می دهد .

برخلاف کانکتورهای معمول، تکنولوژی iLEC یک اتصال مستقیم و بدون نشتی بین لوله های جمع آوری آب پرمییت ممبرانهای مجاور است و تعداد سطوح آب بندی را به یک اورینگ تحت فشار کاهش می دهد. این فناوری اختراع شده به طور قابل توجهی پتانسیل نشت را کاهش می دهد و امکان تولید آب با کیفیت بالاتر و بصورت پیوسته را در طول عمر ممبران فراهم می کند. هم چنین افت فشار را کاهش می دهد و منجر به کاهش هزینه های عملیاتی میشود .

قطر ممبرانهای iLEC مشابه ممبرین های متداول ۸ اینچ و طول آنها ۴۰ اینچ است و قطر و طول این ممبران ها نسبت به ممبران استاندارد بدون تغییر است.  برای اتصال دو ممبران ساخته شده با فناوری iLEC حدود ۱۰ درجه چرخش لازم است.

چرخش لازم برای نصب المان های iLEC با سایش اورینگ همراه است ولی مشکلی برای ممبرانها ایجاد نمی شود زیرا سایش ناچیز بوده و فقط یک بار در حین نصب اتفاق می افتد .

همانند درپوشهای انتهایی ممبرین های استاندارد ، آب بندی محلول آب نمک در ممبرانهایی با فناوری  iLECنیز نیاز به روغن کاری دارد و جهت بارگیری و تخلیه آسانتر ،توسط یک روانکار تایید شده روانکاری شود .

ممبرین های iLEC  به گونه ای طراحی شده اند که در پرشر وسل های استاندارد قرار می گیرند و با ممبرانهای استاندارد قابل تعویض هستند.

آب بندی ممبرانهای iLEC بهتر از آب بندی معمولی برای کاربردهای اسمز معکوس است زیرا آب بندی معمولی مستعد آسیب است و در طول زمان راه اندازی و بهره برداری به دلیل حرکات افقی کانکتور، اورینگ آسیب دیده و نشتی ایجاد می شود.

لازم به ذکر است که شرکت DOW فناوری iLEC را به ثبت رسانده است و در حال حاضر تنها سازنده در جهان است .

ویدئوی آموزشی نصب ممبران های iLEC

بمنظور مشاوره و خرید فیلتر ممبران واطلاع از قیمت ممبران تصفیه آب ( فیلتر ممبران آمریکایی ) با کارشناسان شرکت صنعت تاسیسات میلاش در ارتباط باشید.

محصولات مرتبط

STAM.IR	STAM.IR	STAM.IR
اسمز معکوس	فیلتر کارتریج	آنتی اسکالانت