فیلتر ممبران چیست؟

فیلتر ممبران اساسی تربن قسمت در سیستم های آب شیرین کن یا  فیلتر RO است .در این مقاله می‌خواهیم جواب سوال هایی مانند ممبران چیست؟ یا عمر ممبران چقدر است؟ را بدهیم.

(زمان مطالعه 2 دقیقه)

فیلتر ممبران چیست؟

فیلتر ممبران که در اسمز معکوس استفاده می‌شود با فیلترهای عادی تفاوت دارد. در گذشته برای تصفیه آب از فیلترهای عادی استفاده میشد و این فیلترها صرفا جامدات معلق در آب را  جدا می‌کردند اما با پیشرفت تکنولوژی فیلترهایی تولید شد که از اختلاف فشار و اختلاف غلظت استفاده می‌کنند تا میزان غلظت ناخالصی ها را تشخیص دهند و آنها را به این صورت نابود کنند.

غشای فیلتر های ممبران، آلاینده ها و املاح آب را بر اساس سایز و اندازه ملکولی آنها جدا می کند و هر ذره ای با وزن مولکولی بالاتر از 200 با پیاده سازی صحیح فرایند اسمز معکوس، توسط فیلتر ممبران از آب حذف می شود. طبیعتا مولکول آب که وزن مولکولی 18 دارد به راحتی و بدون مشکل از غشای این فیلتر عبور خواهد کرد. بار یونی ذرات نیز، دیگر فاکتور تعیین کننده در عبور ذرات است. آلاینده ها و ملکول های با بار یونی بالاتر نسبت به ملکول آب نیز قادر به عبور از غشای ممبران نمی باشند.

اجزاء ساختاری فیلتر ممبران

داخل فیلتر ممبران دو مجرا وجود دارد یکی برای عبور آب خالص و دیگری برای هدایت کردن آلاینده ها به فاضلاب؛ در روش اسمز معکوس پس از جدا شدن آلاینده ها از آب، باکتری ها و ناخالصی ها وارد فاضلاب می‌شوند. ممبران دقتی بالایی دارد و آب آشامیدنی که از دستگاه تصفیه آب خارج می‌شود بدون آلایندگی و ناخالصی است، پس می‌توانید با خیال راحت از آن استفاده کنید.

اگر اندازه ی آلاینده ها از مولکول های آب کمتر باشد از فیلتر عبور خواهند کرد، در حقیقت ممبران به تنهایی نمی‌تواند تمام آلاینده ‌ها را از آب جدا کند. برای همین داخل دستگاه تصفیه آب به غیر از فیلتر ممبران 5 الی 7 فیلتر دیگر هم وجود دارد که هر کدام وظایف خاص خودشان را دارند.

هیچ فیلتری به تنهایی برای تصفیه آب کافی نیست و هرکدام از فیلترها ارزش خود را دارند، با آنکه فیلتر های ممبران آلاینده های بسیار ریز را از بین نمی‌برد اما نقش بسیار مهمی در تصفیه آب ایفا می‌کند.

وظیفه فیلتر ممبران در فرآیند تصفیه آب چیست؟

از دستگاه آب شیرین کن و فیلتر های ممبران در تصفیه آب شور مانند آب دریا یا Sea Water، آب های سطحی و اصطلاحا لب شور یا به اصطلاح Brakish Water، آب های زیر زمینی یا به اصطلاح Ground Water و همچنین آب لوله کشی یا Tapped Water استفاده می شود.

فیلتر ممبران می‌تواند نمک های حل شده در آب و غیر حل شده را شناسایی کند و اجازه عبور به آنها نمی‌دهد.این فیلتر فلزات سنگین داخل آب را به سمت فاضلاب هدایت می‌کند. این فلزات برای بدن خطرناک بوده و یکی از عوامل مهم سرطان دستگاه گوارشی می‌باشند. نیترات که داخل کودهای شیمیایی وجود دارد، از طریق خاک وارد آب می‌شود و همیشه درصدری از آن داخل آب شهری وجود دارد، اما ممبران این ماده‌ی شیمیایی را از آب جدا می‌کند.

انواع فیلتر ممبران تصفیه آب RO صنعتی بر اساس نوع آب

ممبران های اسمز معکوس بر اساس نوع آب ورودی به دو دسته ممبران های BW (Brakish Water) و ممبران های SW (Sea Water) تقسیم می شوند. ممبران های BW برای تصفیه آب های لب شور و ممبران های SW برای تصفیه آب های شور مانند آب دریا مورد استفاده قرار می گیرند.

این تنوع در استفاده از فیلتر های ممبران و دستگاه های آب شیرین کن گویای قدرت این سیستم در زمینه تصفیه و حذف آلاینده های آب است.

برای بررسی نوع آب ورودی و انتخاب فیلتر ممبران مورد نظر از معیاری به نامTotal Dissolved Solids یا TDS استفاده می شود. در صورتی که TDS آب ورودی به ممبران از ۱۰۰۰میلی گرم بر لیتر کمتر باشد که به اصطلاح به آن Fresh Water یا Tapped Water هم گفته می شود از فیلتر های ممبران TW، و آگر این مقدار بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ میلی گرم بر لیتر باشد از فیلتر  BW  و اگر TDS آب ورودی بالاتر از این عدد باشد، از فیلتر ممبران SW  استفاده خواهد شد.

به آب های با TDS بالاتر از ۳۵هزار ppm آبهای فوق شور یا Hypersaline نیز گفته میشود.

ممبران طبق میزان ظرفیت تصفیه آب به چند دسته تقسیم می شوند. ممبران ها معمولا در قطرهای 2.5، 4 و 8 اینچ در بازار موجود می باشند. فیلتر ممبران 4 و 8 اینچ برای مصارف صنعتی و فیلتر 2.5 اینچ برای سیستم های تصفیه آب خانگی قابل استفاده هستند.

بنا به کاربری های متفاوت و به تبع مشخصات فنی متفاوت ممبران های تصفیه آب، می توان این فیلتر ها را به چهار دسته کلی زیر تقسیم کرد.

میکروفیلتراسیون (MicroFiltration)

فیلتر ممبران میکروفیلتراسیون توانایی حذف املاح موجود در آب با اندازه تقریبی 0.03 تا 10 میکرون را دارا است. حذف این ذرات با فیلتر میکروفیلتراسیون، نیازمند فشاری در حدود 15 PSI تا 60 PSI است. فیلتر  میکروفیلتراسیون وظیفه حذف آلاینده هایی مثل شن، خاک، ماسه، لجن، جلبک و همچنین مجموعه ای از انگل ها و باکتری ها را به عهده دارند و در قبال ذرات و موجودات ریزتر مثل میکروارگانیزم ها ممبران میکروفیلتراسیون نیازمند همراهی یک اشعه UV است.

 اولترافیلتراسیون (UltraFiltration)

فیلتر ممبران اولترافیلتراسیون، ذرات به کوچکی تا 0.01 میکرون را با فشاری بین 30 PSI تا 100 PSI از آب حذف می کنند. فیلتر اولترافیلتراسیون با توجه به تکنولوژی ساخت متفاوت و ابعاد متفاوت منافذ موجود در لایه های غشایی، علاوه بر حذف تمامی ذراتی که توسط ممبران میکروفیلتراسیون حذف می شوند، بخش زیادی از ویروس ها و دیگر میکروارگانیزم ها را حذف کرده و آب خروجی نهایی از درصد خلوص بالاتری برخوردار خواهد بود.

معمولا جهت اطمینان بیشتر از کیفیت آب نهایی، در پروسه تولید آب در روش اولترافیلتراسیون از تجهیزات جانبی ضدعفونی کننده استفاده می‌شود.

نانوفیلتراسیون (NanoFiltration)

فیلتر ممبران نانوفیلتراسیون، توانایی حذف ذرات تا ابعاد 0.001 میکرون را دارد. این ممبران ها دارای منافذ ریزتری نسبت به ۲مدل فیلتر قبلی است. طبیعتا فشار مورد نیاز برای عبور آب از فیلتر نانوفیلتراسیون، بالاتر و در حدود 150 PSI است.

فیلتر نانوفیلتراسیون توانایی حذف سختی آب را نیز دارد و پیشنهاد می شود در صورت استفاده از تجهیزات آب شیرین کن و ممبران برای حذف سختی آب حتما از یک سختی گیر رزینی جهت حفظ سلامت و عمر بیشتر ورق های ممبران داخل فیلتر استفاده کنید. تشکیل رسوب ناشی از کلسیم و منیزیم داخل آب میتواند عمر و کارایی فیلتر های ممبران را شدیدا کاهش دهد.

اسمز معکوس (Reverse Osmosis)

فیلتر ممبران اسمز معکوس RO یا همان آب شیرین کن، بالاترین عملکرد را در بین ممبران های طراحی شده برای تصفیه آب را دارد. ممبران RO تقریبا می توانند به تنهایی تمام مواد معدنی و املاح آب را جدا کنند. هم چنین فیلتر RO توانایی جداسازی و حذف انگل ها، مواد آلی، فلزات سنگین، باکتری ها و ویروس های موجود درآب را دارند.

بهبود عملکرد فیلتر ممبران

معمولا جهت افزایش عملکرد این سیستم و تولید آب نهایی با استاندارد های ایده آل تر قبل یا بعد از سیستم های RO از روش های دیگری کمک گرفته می‌شود. مثلا جهت تولید آب دمین که میبایست تمام یون های آب در مراحل تصفیه حذف شده باشد، پس از عبور از سیستم RO آب را از یک ستون رزینی حاوی رزین میکس بد عبور میدهند تا به اصطلاح پولیش کاری های نهایی انجام شود.

عملکرد فیلترهای ممبران RO به دو پارامتر مهم بستگی دارد: فشار و دمای آب اولیه. معمولا غشای فیلتر ممبران اسمز معکوس را در فشار 65 PSI و دمای 77 درجه فارنهایت یا ۲۵ درجه سانتی گراد تست میکنند و هر مقدار اسمی از عملکرد این تجهیزات در دست است مخصوص این دما و فشار است و با ایجاد تغییرات در دمای آب ورودی و فشار ایجاد شده توسط پمپ، هرقدر ناچیز تمام بازدهی اسمی و دیگر مشخصات فنی پیش بینی شده امکان تغییر دارد.

همه فیلتر ها و ورق های ممبران RO محدودیت های میدانی خاص خود را دارند که برای رعایت هرکدام باید به دیتا شیت و دفترچه امنیت هر محصول مراجعه کرد، اما بعضی از محدودیت ها همگانی است و برای تمام فیلتر های ممبران RO یکسان است.

شرایط استفاده از فیلتر ممبران اسمز معکوس

حدآکثر دمای قابل تحمل برای فیلتر ممبران RO جهت تصفیه آب 45 درجه سانتی گراد یا ۱۱۳ درجه فارنهایت است .

رنج PH مورد قبول برای ممبران بین 2 تا 12 است و آب های اسیدی تر یا بازی تر از این محدوده سیستم اسمز معکوس را دچار مشکل میکند.غلظت کلر آب ورودی دیگر پارامتر مهم این فرایند است. کلر که از گذشته یکی از ابزار تصفیه و ضد عفونی آب برای بشر به شمار میرفت در سیستم اسمز معکوس هم به عنوان پیش تصفیه به آب ورودی به دستگاه های تصفیه آب صنعتی اضافه می شود. بخشی از ورق های ممبران که از پلی آمید ها ساخته شده اند در برابر کلر به شدت آسیب پذیر است و ساختار ملکولی این بخش از ورق های ممبران پتانسیل متلاشی شدن در برابر کلر را دارند. در نتیجه غلظت کلر باید کمتر از 0.1 میلی گرم در لیتر باشد.

عمر فیلتر ممبران چقدر است؟

برای این فیلتر نمی‌توان عمر مفیدی تعیین کرد، اما زمان تعویض این فیلتر به سه عامل بستگی دارد:

• مقدار مصرف از فیلتر
• گذشت زمان بعد از اولین مصرف
• کیفیت آب ورودی
• کیفیت فیلتر خریداری شده

برای آنکه بفهمید زمان تعویض فیلترتان رسیده یا نه باید آن را تست کنید:

برای تست باید شیر میکس و شیر مخزن را ببندید و شیر برداشت سینک را باز کنید. اجازه دهید تا 2 دقیقه آب خارج شود. سپس سختی آب خارج شده با دستگاه سختی گیر بسنجید. اگر میزان سختی بیشتر از 100 بود وقت تعویض فیلترتان رسیده است.

برای آموزش نحوه تعویض فیلتر های ممبران به مقاله …. مراجعه کنید

برای اطلاع از قیمت فیلتر ممبران با شماره 02191035817 شرکت ایران کنفتک تماس حاصل کنید.