در این بخش مقاله به مکانیزمهای جداسازی در نانوفیلتراسیون و تفاوت بین MF,UF, NF و RO می پردازیم. برای مطالعه بخش های قبلی مقاله روی لینک های زیر کلیک نمایید.
بخش اول : نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب
بخش دوم : تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون
از آنجایی که غشای نانوفیلتراسیون ویژگیهایی بین اولترافیلتراسیون (UF) و اسمز معکوس (RO) را نشان میدهد، هم بار و هم اندازه ذرات نقش مهمی در مکانیسم رد نانوفیلتراسیون دارند.
سیمپسون Simpson و همکاران (1987) نانوفیلتراسیون را بصورت یک سیستم اولترافیلتراسیون تشریح میکنند در حالی که روهه Rohe و همکاران (1990) آن را یک سیستم اسمز معکوس کم فشار معرفی می کنند. با این حال، نانو فیلتراسیون NF دارای مزایای فشار عملیاتی پایین تر نسبت به اسمز معکوس RO و رد ارگانیک بالاتر نسبت به UF است.
برای کلوییدها و مولکولهای بزرگ، الک کردن فیزیکی مکانیزم رد غالب خواهد بود در حالیکه برای یونها و موادی با وزن مولکولی کمتر، مکانیزم انتشار محلول و اثر بار غشا نقش اصلی را در فرایند جداسازی دارند. ماکن (1998) مکانیزمهای رد نانوفیلتراسیون NF را در پنج مرحله ارائه کرد.
- سطح مرطوب : آب از طریق پیوند هیدروژنی با غشا مرتبط شده و مولکولهایی که پیوند هیدروژنی با غشا را تشکیل میدهند، میتوانند منتقل شوند.
- جذب ترجیحی / رد مویرگی : غشا ناهمگن و متخلخل است و دفع الکترواستاتیک به علت ثابت بودن الکترواستاتیک محلول و غشا رخ میدهد.
- انتشار محلول : غشا همگن و غیر متخلخل است و ماده حل شده و حلال در لایه فعال غشاء حل شده و انتقال حلال به علت انتشار از طریق لایه رخ میدهد.
- بارمویرگی : لایه دوبل الکتریکی در منافذ، رد شدن را تعیین میکند. یونهای هم بار غشا جذب شده و یونهای مخالف به علت پتانسیل جریان یافتن ردشدهاند.
جدول 1. تفاوت بین MF,UF, NF و RO
خصوصیات |
MF |
UF |
NF |
RO |
غشا |
متخلخل ایزوتروپیک |
متخلخل نامتقارن |
نامتقارن/کامپوزیت بسیار متخلخل |
نامتقارن/کامپوزیت نامتخلخل |
اندازه ذره |
50 nm–1 μm |
5–20 nm |
1–5 nm |
- |
مکانیزم انتقال |
مکانیزم الک و جذب سطحی (مواد حل شده با همرفت منتقل میشوند |
الک و جذب سطحی ترجیحی |
الک/آبدهی الکترواستاتیک/ انتشار |
انتشاری (مواد حل شده از طریق مکانیزم انتشار منتقل میشوند) |
قانون انتقال |
قانون دارسی |
قانون دارسی |
قانون فیک |
قانون فیک |
تصفیه عادی محلول |
محلول با ذرات جامد |
محلول با کلوییدها و یا مولکولهای بزرگ |
یونها، مولکولهای کوچک |
یونها، مولکولهای ریز |
شار عادی آب خالص (Lm−2 h) |
500–10 000 |
2000-100 |
200-20 |
100-10 |
الزامات فشار (اتم) |
5-5/0 |
10-1 |
30-7 |
100-20 |
در ادامه مطلب به بررسی نانوفیلتراسیون می پردازیم. برای مطالعه ادامه مطلب روی لینک قبل کلیک نمایید.
*ن