رسوب غشا در فرایند نانوفیلتراسیون آرشیو مقالات

در این قسمت به رسوب غشا در فرایند نانوفیلتراسیون 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

بخش سوم : مکانیزم‌های جداسازی در نانوفیلتراسیون

بخش چهارم : بررسی‌ نانوفیلتراسیون

 بخش پنجم : مدلسازی ریاضی فرایند نانوفیلتراسیون

رسوب غشا در فرایند نانوفیلتراسیون

NF مانند هر فرایند غشای دیگری مستعد رسوب غشا است. رسوب غشا یکی از چالش‌های مهم در هر فرایند غشایی است. بنابراین درک مکانیسم رسوب و شناسایی گزینه کنترل مناسب یکی از اجزاء ضروری استفاده از غشا است.

راه حل مشکلات رسوب نیازمند یک رویکرد چند جانبه شامل ویژگی‌های غشاء، شرایط عملیاتی، ویژگی‌های ورودی و غیره است. رسوب غشای NF می‌تواند به علت رسوب یا پوسته غیر ارگانیک، جذب سطحی ارگانیک و یا رسوب زیستی باشد. با اینکه رسوب زیستی در طولانی مدت مهم است، به احتمال زیاد، رسوب زیستی تنها پس از رسوب ارگانیک یا غیر ارگانیک یا کلوییدی رخ می‌دهد.

از آنجایی که درک ضعیفی از تعاملات بین مواد حل شده و غشاها وجود دارد، این امکان وجود دارد که اثراتی نظیر تعاملات بار، اتصال دادن و تعاملات آب گریز در رسوب نانوفیلتراسیون نقش مهمی داشته باشند.

به طور معمول غشاهایی با منافذ بزرگتر، به دلیل گرفتگی داخلی، با ادامه فیلتراسیون، افت شار بزرگتر نشان می‌دهند. با این حال، کاهش شار لزوما به علت رسوب نیست. پدیده‌‌های دیگر مثل قطبی‌سازی تغلیظ یا فشار اسمزی یا فشردگی غشا در طول فرایند NF ممکن است به صورت رسوب به نظر برسد. ریس Reiss و تیلور Taylor این سه پارامتر  زیر را برای بررسی رسوب نانوفیلتراسیون مقایسه کردند.

• شاخص تراکم لجن (SDI)
• شاخص رسوب اصلاح شده (MFI)
• همبستگی خطی ضریب انتقال جرم (MTC)

با این حال، هیچ ارتباطی بین این پارامترها بدست نیامد، که نشان دهد قوانین ساده فیلتراسیون برای فرایند NF معتبر نیستند.

دی‌جیانو DiGiano و همکاران (1994) دریافتند که ترکیبات ارگانیک با وزن مولکولی بزرگتر از kDa30 منجر به رسوب NF شده است. آنها پس از 20 ساعت کار NF ، متوجه تغییر در مکانیسم رسوب شدند، که دلیل آن احتمالا تعاملات آب هراسی و کسرهای هیدروفیلی مواد ارگانیک بود.

تورسن Thorsen و همکاران (1999) استفاده از غشاهای NF به شدت هیدروفیلی با اندازه 2-1 نانومتر و فشارهای عملیاتی کم برای کاهش رسوب را پیشنهاد دادند. آنها دریافتند که غشاهای هیدروفیلی مقاومت بیشتری در برابر رسوب داشتند که ارتباطی به اندازه منفذ غشاها نداشت.

رسوب غشا در غشاهای دارای بار مثبت، که می‌توانند مواد ارگانیک دارای بار منفی را به سادگی جذب کنند، بسیار شدید است. مشخص شد که یون‌های غیر ارگانیک مانند کلسیم، فسفر، آلومینیوم و آهن باعث ارتقای رسوب غشا حین فرایند تصفیه آب می‌شوند.

هونگ Hong و Elimelech الیملش  (1997) نشان دادند که رسوب غشا توسط NOM با وجود یون‌های کلسیم، در pH کمتر و قدرت یونی بالاتر افزایش می‌یابد. آنها بیشتر به این اشاره کردند که نفوذ پذیری و دفع الکترواستاتیکی دولایه رسوب غشا را کنترل کردند.

چلام Chellam و همکاران (1997) دریافتند که مواد کلوییدی نسبت به مواد ارگانیک می‌توانند باعث رسوب بیشتری در نانوفیلتراسیون شوند.

رسوب غشای نانوفیلتراسیون می تواند به دلایل زیر رخ بدهد:

• رسوب بیولوژیکی که رشد گونه‌های بیولوژیکی بر روی سطح غشاء است.
• رسوب کلوییدی که منجر به اتلاف شار نشتی از طریق غشاء می‌شود.
• رسوب ارگانیک به علت ته نشینی مواد ارگانیک
• پوسته شدن که به عنوان شکل‌گیری رسوبات معدنی رسوب کرده از جریان ورودی به سطح غشا تعریف شده است.

در ادامه مقاله به خلاصه مدلسازی ریاضی روی نانوفیلتراسیون می پردازیم. برای مطالعه ادامه مطلب روی لینک قبل کلیک نمایید.

**ن