ملخص تطبيقات تكنولوجيا غشاء التصفية العالية

ملخص تطبيقات تكنولوجيا غشاء التصفية العالية

تطبيقات تكنولوجيا التصفية العالية (UF)

مبدأ عمل التصفية الفائقة:

التصفية العالية (UF) هي تقنية تفريق غشاء متقدمة تم تطويرها في السنوات الأخيرة ، مدفوعة في المقام الأول من قبل علوم المواد.وقد تم تطبيقه على نطاق واسع في مختلف القطاعات الصناعية والبلدية.

UF هي عملية فصل غشاء مدفوعة بالضغط تستخدم القدرة على تصفية المواد المسامية لفصل الجسيمات من السوائل والمكونات المذابة.حجم المسام النموذجي لأغشية التصفية العالية يتراوح من 00.01 إلى 0.1 ميكرون، مما يوفر معدلات إزالة عالية للبكتيريا، ومعظم الفيروسات، والكولوييدات، والطين. كلما كان حجم المسام الاسمي أصغر، كلما زاد معدل الإزالة.أغشية التصفية العالية مصنوعة عادة من مواد البوليمر العالية، والتي هي في الغالب هيدروفوبيك في الطبيعة، على الرغم من أنها يمكن تعديلها لتعزيز هيدروفيليزيتهم. هذه العملية تعمل في درجات الحرارة المحيطة، دون تغييرات في المراحل،ولا تسبب تلوث ثانوي.

غشاء التصفية العالية يستخدم مواد الفلورايد البوليفينيليدين (PVDF) ، والتي هي في بنية ألياف مجوفة مزدوجة الطبقات.أغشية PVDF للتصفية الفائقة عادة ما يكون لديها أصغر حجم مسام اسمية، بإزالة فعالة تقريبا جميع الجسيمات، البكتيريا (معدل إزالة 4 لوغ) ، معظم الفيروسات، والكولويديات. على الرغم من حجم المسام الصغيرة،من شأن مساميتها العالية أن تسمح لـ UF بالحصول على تدفق مماثل للتصفية الدقيقة، مما يجعلها خيار أفضل في معظم الحالات.

يستخدم التصفية العالية هيكل ضغط خارجي، والذي يمنع الانسداد، ويوفر قدرة تلوث أعلى، ومساحة تصفية أكبر، وتنظيف أسهل.يمكن تغيير وضع التصفية من التدفق المتقاطع إلى التدفق المسدود، حيث تقدم هذه الأخيرة استهلاكًا أقل للطاقة، وضغطًا تشغيليًا أقل، وبالتالي تكاليف تشغيل أقل.أكثر ملاءمة لمعالجة السوائل التي تحتوي على نسبة عالية من المواد الصلبة المعلقةيعتمد اختيار طريقة التشغيل على محتوى المواد الصلبة المعلقة في مياه الإمداد.

عادة ما يعمل UF في وضع تدفق ثابت ، مع زيادة ضغط عبر الغشاء (TMP) تدريجياً بمرور الوقت. الغسل العكسي المنتظم أو التنظيف بالهواء يمكن أن يزيل طبقة التلوث ،بينما يمكن للمبيدات الحيوية أو مواد التنظيف الأخرى التحكم في نمو الميكروبات وإزالة الملوثات بشكل أكثر فعالية.

في معالجة المياه، يستخدم UF لتنقية المياه عن طريق إزالة الجسيمات الدقيقة والكولويديات والبكتيريا والفيروسات والسموم الداخلية والبروتينات والمركبات العضوية عالية الجزيئية.

مزايا وعيوب التصفية العالية

مزايا وخصائص التصفية العالية

• حياة طويلة:أغشية UF المصنوعة من مواد PVDF مصممة خصيصًا ، مع تعديلات هيدروفيلية ، لها خصائص مضادة للأكسدة ممتازة ، وقوة التعب ، ومقاومة التلوث ، ومدة خدمة طويلة.

• جودة المياه العالية:متوسط دقة التصفية لـ UF هو 0.03 ميكرو متراً ، مع ضغط نقطة الفقاعات العالية. يصل معدل إزالة البكتيريا إلى 6 لوغ ، مما يوفر نوعية أفضل للمياه.

• التطبيق الواسع:يسمح هيكل الضغط الخارجي وتصميم توزيع المياه براءة اختراع UF بمحتوى أعلى من المواد الصلبة المعلقة في مياه التغذية ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات جودة المياه السيئة ،مع ضمان ارتفاع معدلات استرداد المياه.

• تكاليف تشغيل منخفضة:يستخدم نظام UF الضغط الخارجي طريقة تنظيف مختلطة من الهواء والماء فعالة من حيث التكلفة للحفاظ على تدفق مستقر على المدى الطويل ، مما يوفر على عوامل التنظيف الكيميائية.

التطبيقات الرئيسية للتصفية فوق الصفراء

يتم تطبيق التصفية الفوقية بشكل رئيسي في ثلاثة مجالات: التطبيقات الصناعية، والعمليات الغذائية والكيميائية الحيوية، ومياه الشرب. سيتم تفصيل هذه المجالين أدناه.

1. تطبيقات صناعية:يمكن تقسيم التصفية الفائقة في العمليات الصناعية إلى ثلاثة أنواع:

   • (1)التركيز

   • (2)فصل المذابات الجزيئية الصغيرة

   • (3)تجزئة المحلولات الجزيئية الكبيرة

   معظم التطبيقات الصناعية تقع تحت التركيز. يمكن استخدام الطرق لفصل المذيبات الجزيئية الصغيرة في تركيبة مع الجزيئات الكبيرة. على سبيل المثال،فصل الكالسيوم الحر والبروتينات المرتبطة بالكالسيوم هو حالة واحدةيمكن إجراء فصل المذابات الجزيئية الصغيرة، مثل إزالة الملح وتبادل الأيونات، عن طريق التصفية العالية وحدها أو في تركيبة مع غسيل الكلى.يمكن تحقيق تجزئة جزيئية كبيرة للذوبان باستخدام أغشية ذات قيم حد مختلفة للوزن الجزيئيأو عن طريق الجمع بين وحدات UF متعددة مع قيم الحد المتزايدة تدريجيا.

   التطبيقات الصناعية تشمل:

   • استرداد الطلاء الكهربائي

   • استرداد مياه النفط

   • معالجة مياه الصرف الصحي للمعادن الثقيلة

   • تطبيقات صناعية أخرى

2. استعادة الطلاء بالكهرباء:أثناء الطلاء الكهربائي للمعادن ، يتم غمر الأجسام المعدنية المشحونة في خزان مع طلاء مشحون عكسًا ، مما يشكل طبقة موحدة على سطح المعدن. ثم يتم شطف الطلاء.لحماية البيئة وتوفير الطاقةيتم استخدام UF للحفاظ على الراتنجات البوليمرية وجسيمات الصبغة ، مما يسمح للملوحات غير العضوية والماء والمذيبات بالمرور. يتم إعادة المكونات المتبقية إلى خزان الطلاء الكهربائي.

3. استرداد مياه النفط:تستخدم مستحلبات النفط والماء على نطاق واسع في معالجة المعادن ، وخاصة في عمليات القطع والطحن.يمكن لـ UF فصل النفط من مياه الصرف الصحي بفعالية لأن التوتر بين النفط والماء يمنع قطرات النفط من المرور عبر الغشاءعادةً ما يحتوي المياه الصرفية المرشحة على تركيزات زيت أقل من 10 غرام/م3، والتي تلبي معايير التفريغ.يمكن أن يحتوي السائل المركز على 30٪ إلى 60٪ من الزيت ويمكن استخدامه في الاحتراق أو تطبيقات أخرى.

4. معالجة مياه الصرف الصحي من المعادن الثقيلة:التصفية الفائقة المزايدة بالميسلات (MEUF) هي تطوير حديث يجمع بين UF وتكنولوجيا المواد النشطة السطحية. من خلال إضافة المواد النشطة السطحية فوق تركيزها الحرج في الميكيلات ،الطرفين الهيدروفوبيتين من الميكيلات يحتجزون الكاتيونات المعدنية، والغشاءات UF مع الحد الأدنى للوزن الجزيئي أصغر من تلك من micelles يمكن أن تزيل بشكل فعال أيونات المعادن.

   يمكن أن يفصل MEUF بشكل فعال أيونات مثل Cd2 + ، Zn2 + ، و Pb2 + مع كفاءة إزالة عالية ، ويمكن تطبيقه في معالجة مياه الصرف الصحي بأيونات المعادن.MEUF غير مناسب لتركيزات منخفضة من أيونات المعادن.

5. تطبيقات صناعية أخرى:

   • إنتاج المياه النقية للإلكترونيات:يستخدم UF لإزالة اللولبات والجسيمات والبكتيريا لإنتاج مياه عالية النقاء ، وهو أمر ضروري للصناعات مثل تصنيع أشباه الموصلات.

   • معالجة مياه الصرف الصحي في صناعة الأغذية:يستخدم UF لمعالجة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على النشا والأنزيمات في صناعة معالجة الأغذية.

   • معالجة السائل لتنظيف الصوف:يمكن استخدام UF لمعالجة سوائل التنظيف التي تحتوي على دهون الصوف المستحلبة.

   • معالجة مياه مصنع الورق:يستخدم UF لفصل وتركيز الليجنوسولفونات في مياه مصنع الورق.

1. صناعة الألبان:يتم استخدام التصفية الفائقة على نطاق واسع في صناعة الألبان ، وخاصة في معالجة مصل اللبن. من خلال تركيز مصل اللبن ، يمكن أن يفصل UF البروتينات ،مما يؤدي إلى مسحوق مصل اللبن الذي يمكن استخدامه كبديل لمسحوق الحليب الخالص في منتجات الخبزيمكن أن ينتج التصفية الفائقة أيضا منتجات غنية بالبروتين لأطعمة الأطفال ، مع إزالة اللاكتوز.

2. التوضيحات عن العصيريستخدم UF لتوضيح عصائر الفاكهة الطازجة، مثل عصير التفاح، والذي غالباً ما يحتوي على البكتين ومركبات أخرى. تقلل هذه الطريقة من الحاجة إلى الإنزيمات والطين والجيلاتين، مما يوفر على المواد والعمل,وتتحسن أيضاً جودة العصير، وتطول مدة صلاحيته بسبب إزالة الكائنات الدقيقة.

3. استخراج الألبومين في المصل:يستخدم UF لفصل ألبومين المصل من البلازما في عملية متعددة الخطوات. يتم تصفية الألبومين باستخدام أغشية UF مع حدود مختلفة للوزن الجزيئي ،يساعد على تركيز وتطهير الألبومين في المصل.

الاستنتاج

تكنولوجيا التصفية العالية (UF) هي تقنية فصلية وفعالة لفصل الغشاء ، وتستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات ، بما في ذلك معالجة المياه ، والأغذية والمشروبات ، والأدوية ،وأكثرقدرتها على إزالة الجسيمات الدقيقة والبكتيريا والفيروسات وغيرها من الملوثات تجعلها أداة لا تقدر بثمن لتحقيق جودة عالية للمياه وتطهير مياه الصرف الصحي وتعزيز العمليات الصناعية.