تصفیه آب به روش میکروفیلتراسیون MF
میکروفیلتراسیون (MF) نوعی فرایند فیلتراسیون فیزیکی است که عمدتاً برای حذف ذرات جامد و معلق با اندازه‌ای بین ۰.۱ تا ۱۰ میکرون از آب به کار می‌رود. این روش توانایی حذف آلاینده‌های محلول یا مولکول‌های بسیار ریز را ندارد و معمولاً به عنوان مرحله‌ای مقدماتی در کنار فرایندهای پیشرفته‌تر مانند اولترافیلتراسیون (UF)، نانوفیلتراسیون (NF) و اسمز معکوس (RO) استفاده می‌شود.
برخلاف RO و NF که با مکانیسم‌هایی فراتر از جداسازی فیزیکی، آلاینده‌های محلول و یون‌ها را حذف می‌کنند، میکروفیلتراسیون به صورت مکانیکی ذرات بزرگتر را از آب جدا می‌کند. در این مقاله، به بررسی روند اجرای فرایند میکروفیلتراسیون، کاربردهای متنوع آن در تصفیه آب و مزایای کلیدی این فناوری پرداخته خواهد شد.
مراحل تصفیه آب به روش میکروفیلتراسیون
میکروفیلتراسیون یکی از روش‌های مهم فیلتراسیون در تصفیه استخر و زلال سازی آب است که با حذف ذرات معلق و میکروارگانیسم‌ها به بهبود کیفیت آب کمک می‌کند. این فرآیند معمولاً به عنوان مرحله‌ای مقدماتی در سیستم‌های تصفیه آب صنعتی و آشامیدنی به کار گرفته می‌شود تا ذرات بزرگتر از محدوده میکرونی از آب جدا شده و مراحل بعدی تصفیه با راندمان بالاتری انجام شود. در ادامه، مراحل مختلف تصفیه آب به روش میکروفیلتراسیون و نقش هر یک از آن‌ها توضیح داده خواهد شد.
۱. مرحله پیش‌تصفیه
در ابتدا، آب ورودی برای حذف ذرات بزرگ و معلقی که اندازه‌شان بیشتر از حدود ۴۵ میکرون است، از فیلترهای مکانیکی مانند فیلتر شنی استخر عبور می‌کند. هدف این مرحله، محافظت از ممبران‌های میکروفیلتراسیون در برابر آسیب‌های مکانیکی و جلوگیری از گرفتگی زودهنگام آن‌ها است. این مرحله به بهبود کارایی کل سیستم کمک می‌کند و طول عمر ممبران‌ها را افزایش می‌دهد.
۲. فرآیند میکروفیلتراسیون (MF)
در این مرحله، آب پیش‌تصفیه‌شده با فشار مناسب به سمت ممبران‌های میکروفیلتراسیون هدایت می‌شود. ممبران‌های MF دارای منافذی در اندازه ۰.۱ تا ۱۰ میکرون هستند که توانایی حذف ذرات معلق، میکروارگانیسم‌ها و برخی باکتری‌ها را دارند. در اثر عبور آب از این ممبران‌ها، جریان ورودی به دو بخش تقسیم می‌شود:
- آب تصفیه‌شده (پرمیت): جریان پاک شده که برای مصرف نهایی یا مراحل بعدی تصفیه آماده می‌شود.
- جریان تغلیظ شده (پساب): بخشی از آب که حاوی ذرات و آلاینده‌های فیلتر شده است و باید به صورت مسئولانه دفع یا بازیافت شود.
۳. مرحله پس‌تصفیه
آب خروجی از مرحله میکروفیلتراسیون ممکن است هنوز برای برخی مصارف حساس، مانند آب آشامیدنی یا مصارف پزشکی، به خلوص بیشتری نیاز داشته باشد. بنابراین، بسته به کیفیت مورد انتظار، این آب ممکن است تحت فرآیندهای تکمیلی مانند کلرزنی، اشعه فرابنفش (UV) یا حتی اسمز معکوس قرار گیرد تا میکروارگانیسم‌های باقی‌مانده و آلاینده‌های محلول نیز حذف شوند.
۴. نتیجه نهایی
میکروفیلتراسیون به عنوان مرحله‌ای مؤثر در حذف ذرات معلق و میکروارگانیسم‌ها، کیفیت آب را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد و مقدمات لازم برای تصفیه‌های دقیق‌تر فراهم می‌کند. این فرآیند باعث تولید آبی با خلوص متوسط شده که در بسیاری از صنایع و مصارف خانگی قابل استفاده است.
ترکیبات قابل حذف با روش میکروفیلتراسیون MF
میکروفیلتراسیون فرایندی مبتنی بر استفاده از غشاهایی با منافذ ریز در اندازه‌ای بین ۰.۱ تا ۱۰ میکرومتر است که توانایی جداسازی فیزیکی ذرات بزرگتر از این اندازه را دارد. این تکنولوژی قادر است بخش قابل توجهی از آلودگی‌های فیزیکی و زیستی موجود در آب را حذف کند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- ذرات معلق بزرگ: مانند شن، ماسه، سیلت و رسوبات ریز که به صورت معلق در آب وجود دارند و می‌توانند کیفیت آب را کاهش دهند.
- کلوئیدها: ذرات بسیار ریز و غیر محلول که در آب معلق هستند و معمولاً باعث کدورت و مشکلات بعدی در فرآیندهای تصفیه می‌شوند.
- میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا: برخی باکتری‌ها و تک‌یاخته‌های مضر مانند ژیاردیا لامبلیا و کریپتوسپوریدیوم که می‌توانند سلامت انسان را تهدید کنند، در این فرایند به دام می‌افتند و از آب جدا می‌شوند.
با توجه به توانایی محدود این روش در حذف آلاینده‌های محلول یا یون‌ها، میکروفیلتراسیون معمولاً به عنوان مرحله‌ای مقدماتی و مکمل در سیستم‌های تصفیه آب به کار می‌رود.
تفاوت میکروفیلتراسیون با نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون
سه فناوری فیلتراسیون غشایی MF، UF و NF بر اساس اندازه منافذ غشاها و قابلیت حذف آلاینده‌ها از هم متمایز می‌شوند. تفاوت اصلی آن‌ها در قطر منافذ ممبران‌هاست که تعیین‌کننده نوع ذراتی است که می‌توانند از آن عبور کنند:
میکروفیلتراسیون (MF): دارای منافذ بزرگتر (بین ۰.۱ تا ۱۰ میکرومتر) که عمدتاً ذرات معلق بزرگ، باکتری‌ها و کلوئیدها را حذف می‌کند. این روش برای حذف ناخالصی‌های فیزیکی در سطح بزرگ مناسب است ولی توانایی حذف آلاینده‌های محلول را ندارد.
اولترافیلتراسیون (UF): منافذ کوچک‌تری در حدود ۰.۰۱ تا ۰.۱ میکرومتر دارد و می‌تواند ذرات بسیار ریزتر مانند پروتئین‌ها، ویروس‌ها و برخی مولکول‌های آلی را حذف کند. UF سطح تصفیه دقیق‌تری نسبت به MF ارائه می‌دهد و در مواردی که نیاز به کیفیت بالاتر آب است، کاربرد دارد.
نانوفیلتراسیون (NF): دارای ریزترین منافذ در بازه ۰.۰۰۱ تا ۰.۰۱ میکرومتر است که می‌تواند یون‌ها، مولکول‌های محلول و ترکیبات آلی کوچک را نیز از آب جدا کند. NF معمولاً به عنوان مرحله‌ای پیشرفته‌تر برای حذف مواد محلول و کاهش سختی آب استفاده می‌شود.
به نقل از سایت crystalquest.com
Ultrafiltration (UF) is a membrane filtration process similar to Reverse Osmosis, using hydrostatic pressure to force water through a semi-permeable membrane. The pore size of the ultrafiltration membrane is usually 103 – 106 Daltons. Ultrafiltration (UF) is a pressure-driven barrier to suspended solids, bacteria, viruses, endotoxins and other pathogens to produce water with very high purity and low silt density.
اولترافیلتراسیون (UF) یک فرایند فیلتراسیون غشایی است که مشابه اسمز معکوس (RO) عمل می‌کند و با استفاده از فشار هیدروستاتیکی، آب را از میان غشایی نیمه‌تراوا عبور می‌دهد. اندازه منافذ غشای اولترافیلتراسیون معمولاً در محدوده ۱۰³ تا ۱۰⁶ دالتون است. UF به عنوان یک سد تحت فشار، قادر است ذرات معلق، باکتری‌ها، ویروس‌ها، اندوتوکسین‌ها و سایر عوامل بیماری‌زا را حذف کرده و آبی با خلوص بسیار بالا و چگالی سیلت (Silt Density) پایین تولید کند.
کاربرد و انتخاب فناوری مناسب
با افزایش دقت و کاهش اندازه منافذ، هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری نیز معمولاً افزایش می‌یابد. بنابراین انتخاب بین MF، UF و NF بر اساس نیاز کیفیت آب، نوع آلاینده‌ها و ملاحظات اقتصادی انجام می‌شود. به طور کلی، اگر هدف صرفاً حذف ذرات معلق و میکروارگانیسم‌های بزرگتر باشد، میکروفیلتراسیون گزینه مناسبی است، اما برای حذف دقیق‌تر و خلوص بالاتر، اولترافیلتراسیون یا نانوفیلتراسیون ترجیح داده می‌شود.
مزایای استفاده از میکروفیلتراسیون در تصفیه آب
۱. مصرف انرژی پایین
میکروفیلتراسیون نیازمند فشار عملیاتی نسبتاً کمی است که باعث کاهش چشمگیر مصرف انرژی نسبت به روش‌های پیچیده‌تر تصفیه می‌شود. این ویژگی آن را به گزینه‌ای اقتصادی برای تصفیه آب تبدیل کرده است.
۲. سهولت در بهره‌برداری و نگهداری
فرآیند MF بسیار ساده است و تجهیزات مرتبط با آن کاربری آسان و تعمیرات کم‌هزینه‌ای دارند. این ویژگی، نیاز به نیروی متخصص دائمی را کاهش می‌دهد و هزینه‌های عملیاتی را پایین می‌آورد.
۳. هزینه‌های پایین‌تر نسبت به سایر روش‌ها
میکروفیلتراسیون به دلیل طراحی ساده و مواد استفاده شده، معمولاً هزینه کمتری نسبت به روش‌های پیشرفته‌تری مانند اولترافیلتراسیون یا اسمز معکوس دارد.
۴. عدم نیاز به تغییر فاز یا مصرف انرژی برای تبخیر
برخلاف برخی روش‌های تصفیه که نیازمند انتقال فاز (مثل تبخیر یا تقطیر) هستند، میکروفیلتراسیون فرایندی فیزیکی و بدون تغییر حالت آب است؛ بنابراین، انرژی کمتری مصرف می‌کند و پیچیدگی فرایند کاهش می‌یابد.
کاربردهای روش میکروفیلتراسیون در صنایع مختلف
میکروفیلتراسیون به عنوان یک فناوری غشایی، کاربردهای وسیعی در صنعت دارد و اولین بار عمدتاً برای حذف میکروارگانیسم‌ها از آب آشامیدنی به کار گرفته شد. این روش بر پایه جداسازی فیزیکی ذرات معلق و موجودات ریز است که باعث شده در حوزه‌های مختلفی به کار گرفته شود:
۱. تصفیه آب و مدیریت فاضلاب
در مقیاس‌های بزرگ شهری و صنعتی، میکروفیلتراسیون به عنوان مرحله‌ای مهم در حذف ذرات معلق، کلوئیدها و میکروارگانیسم‌ها از آب و فاضلاب استفاده می‌شود. این فناوری در تصفیه شیرابه‌های خطرناک و آلوده کارخانه‌ها نیز نقش موثری دارد و به ارتقای کیفیت آب آشامیدنی کمک می‌کند.
۲. پیش‌تصفیه در فرآیندهای پیشرفته غشایی
MF معمولاً به عنوان مرحله پیش‌تصفیه برای تکنولوژی‌های پیچیده‌تر مانند اولترافیلتراسیون (UF)، نانوفیلتراسیون (NF) و اسمز معکوس (RO) استفاده می‌شود. اینکار از آسیب به ممبران‌های حساس‌تر جلوگیری کرده و عمر آن‌ها را افزایش می‌دهد.
۳. بازچرخانی و بازیافت آب
یکی از کاربردهای مهم میکروفیلتراسیون در سیستم‌های بازیافت آب است. ترکیب MF با بیوراکتورهای غشایی در تصفیه فاضلاب باعث می‌شود آب قابل استفاده مجدد در کشاورزی، صنعت و مصارف غیر آشامیدنی فراهم شود.
۴. جایگزین فیلتراسیون شنی سنتی
میکروفیلتراسیون به عنوان روشی پیشرفته‌تر و دقیق‌تر، می‌تواند جایگزین فیلترهای شنی در حذف ذرات بزرگتر باشد و در نتیجه کارایی و کیفیت تصفیه را بهبود بخشد.
۵. صنایع لبنی و غذایی
در کارخانه‌های تولید لبنیات، MF برای حذف ذرات و میکروب‌ها قبل از فرآوری شیر و محصولات لبنی به کار می‌رود. همچنین در صنایع غذایی، این فناوری برای زلال‌سازی و تغلیظ آبمیوه‌ها و نوشیدنی‌ها کاربرد دارد و کیفیت نهایی محصولات را افزایش می‌دهد.
۶. صنایع فلزی
میکروفیلتراسیون در جداسازی مخلوط‌های روغن و آب که در صنایع فلزی و ماشین‌کاری ایجاد می‌شوند، نقش مهمی ایفا می‌کند و باعث بهبود فرآیندهای بازیافت و کاهش آلاینده‌ها می‌شود.
۷. صنعت داروسازی
در تولید داروها، MF به منظور جداسازی ماکرومولکول‌ها، کنترل کیفیت و استریلیزاسیون سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد که بسیار حساس و دقیق است و باعث تضمین سلامت و کیفیت محصولات دارویی می‌شود.
جمع بندی
میکروفیلتراسیون (MF) یکی از روش‌های مؤثر و کاربردی در تصفیه فیزیکی آب است که با استفاده از غشاهایی با منافذی در بازه ۰.۱ تا ۱۰ میکرون، قادر به حذف ذرات معلق، کلوئیدها و برخی میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا از آب می‌باشد. این فرایند معمولاً به عنوان مرحله‌ای مقدماتی در کنار فناوری‌های پیشرفته‌تری مانند UF، NF و RO به کار می‌رود تا از گرفتگی ممبران‌ها جلوگیری و راندمان نهایی سیستم افزایش یابد.
میکروفیلتراسیون با برخورداری از مزایایی چون مصرف انرژی پایین، هزینه‌های نگهداری مقرون‌به‌صرفه، سهولت در بهره‌برداری و کارایی بالا در حذف ناخالصی‌های فیزیکی، در صنایع مختلف از جمله تصفیه آب و فاضلاب، صنایع غذایی، دارویی، لبنی، و فلزی کاربرد گسترده‌ای دارد. اگرچه توانایی حذف آلاینده‌های محلول یا یون‌ها را ندارد، اما نقش کلیدی آن در آماده‌سازی آب برای مراحل بعدی تصفیه، اهمیت این فناوری را در سیستم‌های مدرن تصفیه آب دوچندان کرده است.
فروشگاه تجهیزات موتورخانه و استخر آراز صنعت به عنوان یکی از مجموعه های پیشگام در زمینه ی تولید منبع کویل دار، منبع دوجداره تجهیزات موتورخانه و تجهیزات استخر مانند دیگ موتورخانه، دیگ فولادی و دیگ استخر و سایر تجهیزات مربوط به تاسیسات موتورخانه و استخر فعالیت دارد. جهت خرید تجهیزات گرمایشی استخر و موتورخانه وارد فروشگاه آراز صنعت شوید و با ثبت سفارش خود از طریق تماس با شماره پشتیبانی ۰۹۳۵۸۲۳۴۶۲۶ تماس بگیرید و انواع تجهیزات استخر و موتورخانه را از سراسر ایران دریافت کنید.
