تحليل متعمق丨تقنيات أغشية معالجة المياه (UF، NF، RO): نظرة متعمقة على الإيجابيات والسلبيات

غشاء التصفية النانوية (NF):

• يمكنها اعتراض المواد على نطاق النانو (0.001 ميكرون).

• يعمل في نطاق ما بين التصفية فوق الصفية (UF) والتمييز العكسي (RO).

• يرفض الجزيئات العضوية ذات الوزن الجزيئي حوالي 200-800 دالتون.

• قادرة على رفض 20٪ إلى 98٪ من الأملاح المذابة ، مع معدلات إزالة أقل للأيونات أحادية القيمة مقارنة بالأيونات المتعددة القيمة.

• تستخدم في المقام الأول لإزالة المواد العضوية واللون من المياه السطحية ، والصلابة والراديو من المياه الجوفية ، وإزالة الملحات المذابة جزئيًا.

• تستخدم لاستخراج وتكثيف المواد القيمة في إنتاج الأغذية والأدوية.

• عادة ما تتراوح ضغط التشغيل بين 3.5 و 30 بار.

غشاء التناضح العكسي (RO):

• أفضل منتج لفصل الغشاء ؛ يرفض بفعالية جميع الأملاح المحللة والمواد العضوية ذات الوزن الجزيئي > 100 دالتون ، مع السماح لجزيئات الماء بالمرور.

• تطبق على نطاق واسع في مياه البحر وتحلية المياه المالحة ، وتكوين مياه تغذية المرجل ، والمياه النقية الصناعية وإنتاج المياه النقية للغاية من الدرجة الإلكترونية ، وتطهير مياه الشرب ،معالجة مياه الصرف الصحي، وعمليات فصل متخصصة.

غشاء التصفية العالية (UF):

• يمكنها اعتراض الجزيئات الكبرى والبروتينات بين 1-20 نانومتر في الحجم.

• يسمح للجزيئات الصغيرة والمواد الصلبة المذابة (الأملاح غير العضوية) بالمرور بينما يرفض الكولويديات والبروتينات والكائنات الحية الدقيقة والجزيئات العضوية الكبيرة.

• عادةً ما تتراوح ضغط التشغيل بين 1 و 5 بار.

الاختلافات بين غشاء UF و NF و RO:

• تصفية فوق الصورة (UF):تكنولوجيا فصل غشاء تحت الضغط، تحت الضغط، تمر جزيئات المذيب الصغيرة والمذيب من خلال غشاء بحجم مسام معين، بينما يتم الاحتفاظ بجزيئات المذيب الأكبر،تنقية جزئية للمحلول.

• التصفية النانوية (NF):يعمل بين UF و RO. يستخدم في المقام الأول في تحلية المياه البلدية أو الصناعية. يحقق > 90% رفض الملح. في حين يحقق RO > 99% رفض الملح.يوفر NF وفورات كبيرة في التكاليف إذا لم تكن الطهارة العالية للمياه مطلوبة بدقة.

• التناضح العكسي (RO):تكنولوجيا تصفية فصل غشاء باستخدام فرق الضغط كقوة دافعة. تستخدم على نطاق واسع في البحوث والطب والمواد الغذائية والمشروبات وتحلية مياه البحر ، وما إلى ذلك. تتضمن التطبيقات:إنتاج مياه الفضاء، المياه النقية، المياه المقطرة؛ المياه لتخفيف المشروبات في إنتاج الكحول؛ المعالجة المسبقة للمياه في الصناعات الدوائية والإلكترونية؛ التركيز، الفصل، التطهير،وتكوين المحلول في العمليات الكيميائية؛ تحلية المياه / ترقية المياه الغذائية للدخان؛ تحلية مياه البحر / المياه المالحة؛ إمدادات المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي لصناعات صناعة الورق والكهرباء والطباعة وصبغ.

المقارنة بين غشاء الـ RO مقابل غشاء UF:

• مسام غشاء الـ RO هي حوالي 1/100 من حجم مسام غشاء UF. وبالتالي فإن معدات الـ RO يمكن أن تزيل بشكل فعال الملوثات الكيميائية مثل المعادن الثقيلة ، المبيدات الحشرية ،والكلوروفورم من الماء، والتي لا يمكن لمطهرات UF إزالتها. يمكن لـ UF إزالة الملوثات الجسيمية والبكتيريا ، وكلها تقوم RO بإزالتها بفعالية.

• تستخدم كل من أنظمة RO و UF عناصر الغشاء كمكون أساسي لها. الاختلافات الرئيسية:

  1. جودة المياه والمعايير التنظيمية:على سبيل المثال، معيار عدد البكتيريا للنفايات: أنظمة UF تحت "مطهرات المياه العامة" تسمح بما يصل إلى 100 CFU / mL؛ أنظمة RO أكثر صرامة، تسمح فقط 20 CFU / mL.جودة مياه الصرف الصحي الروسية أعلى بكثير.

  2. فلسفة استخدام المياهتوفر أنظمة الـ RO مخرجات التيار المنقسم: مياه نظيفة للشرب / مركزة للغسيل. يتم استخدام مخرجات UF بشكل عام للغسيل ،على الرغم من أنه يمكن استخدامه للشرب إذا كانت جودة مياه العلف ممتازة(ملاحظة: هذا يعتمد بشكل كبير على جودة المياه المصدرة وقدرة نظام UF المحدد).

مزايا التصفية العالية (UF):

• عموما لا يتطلب مضخة، لا يستهلك الكهرباء، والقضاء على مخاوف السلامة الكهربائية.

• عدد أقل من الاتصالات، ومتطلبات ضغط المياه المنخفضة، مما يؤدي إلى انخفاض معدلات الفشل والتسرب.

• بنية بسيطة، تكلفة أقل.

• سهولة التشغيل، تكاليف التشغيل المنخفضة، لا تتطلب أي إضافات كيميائية.

• يعمل في ظروف معتدلة (لا يوجد تغير في المرحلة، وتغير الحرارة / الحموضة الحد الأدنى) ، مع الحفاظ على نشاط الجزيئات الكبرى البيولوجية.

• تستخدم في المقام الأول لتحلية، جفاف، وتركيز الجزيئات الكبيرة البيولوجية.

مزايا أنظمة التناضح العكسي:

• السلامة العالية للمياه ؛ يزيل بفعالية العديد من الشوائب الضارة.

• يعمل بشكل جيد أثناء حالات الطوارئ في إمدادات المياه (على افتراض أن المعالجة المسبقة كافية).

• طعم المياه أفضل

• يقلل بفعالية من صلابة الماء ، مما يقلل من تكوين القوالب في أوعية تسخين المياه.

تطبيقات الأغشية المختلفة في معالجة المياه

• التصفية النانوية (NF):تحضير مياه الشرب والتنقية المتقدمة؛ معالجة مياه الصرف الصحي (مياه الصرف الصحي البلدية، مياه الصرف الصحي النسيجي / الصبغ، مياه الصرف الصحي في مصنع التجميليات، مياه الصرف الصحي في التصنيع الكهربائي، مياه الصرف الصحي في صناعة الورق).

• التناضح الأمامي (FO):تحلية مياه البحر، معالجة مياه الصرف الصناعي، معالجة المياه المسالة في مدافن النفايات

• التناضح العكسي (RO):تنقية المياه التقليدية، معالجة مياه الصرف الصحي البلدية، معالجة مياه الصرف الصحي المعدنية الثقيلة، معالجة مياه الصرف الصحي الزيتية، الخ.

تكنولوجيا غشاء معالجة المياه: المبادئ وتدفقات العملية

يستخدم تكنولوجيا الغشاء كطريقة تصفية أساسية ، تكملها معالجة مسبقة ومعدات أخرى لتحقيق أهداف التطهير.

عملية المياه المطهرة ذات المرحلتين:
Raw Water → Quartz Sand Filter → Activated Carbon Filter → Safety Filter → Multi-stage Pump → Primary RO Membrane (Concentrate Recovery) → Multi-stage Pump → Secondary RO Membrane (Concentrate Recovery) → Purified Water

عملية المياه المطهرة ذات المرحلة الواحدة:
المياه الخام → فلتر الرمل الكوارتزية → فلتر الكربون المنشط → فلتر السلامة → مضخة متعددة المراحل → غشاء RO الأساسي (استرداد التركيز) → المياه النقية

المياه المعدنية / مياه الينابيع الجبلية / عملية المياه المطهرة:
الماء الخام → فلتر الرمال الكوارتزية → فلتر الكربون المنشط → فلتر السلامة → غشاء التصفية فوق الصفية (UF) → المياه المعدنية / مياه الينابيع الجبلية / المياه النقية

عملية المياه النقية جداً / المياه المهجورة:
Raw Water → Quartz Sand Filter → Activated Carbon Filter → Safety Filter → Multi-stage Pump → Primary RO Membrane (Concentrate Recovery) (or use Two-Stage RO) → Primary Mixed Bed (MB) Unit → Secondary Mixed Bed (MB) Unit → Ultrapure Water