فناوری غشا

فناوری غشا(ممبران)

فناوری غشا (ممبران) طی دهه گذشته به یک فناوری تفکیک بزرگ تبدیل شده است. قدرت اصلی فناوری غشا در این حقیقت است که بدون افزودن مواد شیمیایی و با استفاده انرژی نسبتاً پایینی کار می‌کند و هدایت آسان و ترتیب مناسب فرآیند است.

فناوری غشا واژه‌ای کلی برای تعداد مختلفی از فرآیندهای تفکیک بسیار مشخصه است. چون در هر کدام از این فرآیندها از یک غشا استفاده می‌شود از نوع مشابهی هستند. غشاها به دفعات فزاینده‌ای برای ایجاد پردازش آب از آب زیرزمینی، آب سطحی یا فاضلاب استفاده می‌شوند. در حال حاضر غشاها رقیب تکنیک‌های مرسوم هستند.
فرآیند تفکیک غشا بر اساس حضور غشاهای نیمه‌تراوا است.

اصل آن کاملاً ساده است: غشا به صورت یک پالایه بسیار خاصی عملی می‌کند که هم‌زمان با گرفتن جامدات معلق و مواد دیگر به آب اجازه می‌دهد از درون آن عبور کند.
روش‌هایی مختلفی وجود دارند تا مواد را قادر سازند که به درون یک غشا نفوذ کند. مثال‌هایی از این روش‌ها کاربردهای فشار بالا، حفظ یک گرادیان غلظت روی هر دو سمت غشا و وارد کردن یک پتانسیل الکتریکی هستند.

غشاها از طریق یک دیواره تفکیک انتخابی اشغال می‌شود. مواد خاصی می‌توانند از درون غشا عبور کنند در حالی که مواد دیگر گرفتار می‌شوند.
پالایش (فیلتراسیون) غشا را می‌توان به عنوان جایگزینی برای لخته سازی، تکنیک‌های تصفیه رسوب، جذب (پالایه‌های ماسه و پالایه‌های کربن فعال، مبدل‌های یون)، استخراج و تقطیر استفاده کرد.

دو فاکتور وجود دارند که انفعال یک فرآیند پالایش غشاء را تعیین می‌کنند: انتخاب پذیری و بهره‌وری. انتخاب پذیری به عنوان پارامتری با نام فاکتور بازداری یا تفکیک (که توسط واحد 1/m2.h بیان می‌شود) بیان می‌شود. بهره‌وری به صورت پارامتری با نام شار (که توسط واحد 1/m2.h بیان می‌شود) بیان می‌شود. انتخاب پذیری و بهره‌وری به غشا وابسته هستند.
پالایش غشا را از یک سو می‌توان بین میکرو پالایش و فرا پالایش و از سوی دیگر نانو پالایش و اسمز معکوس (RO یا ابرپالایش) تقسیم بندی کرد.
زمانی که از پالایش غشا برای برداشتن ذرات بزرگ‌تر استفاده می‌شود میکرو پالایش و نانو پالایش اعمال می‌شوند. به دلیل ویژگی باز غشاها در عین حال که اختلاف فشار پایین است بهره‌وری بالا است.

زمانی که باید نمک از آب برداشته شود نانو پالایش و اسمز معکوس اعمال می‌شوند. نانو پالایش و غشاهای RO بر اساس اصل منافذ عمل نمی‌کنند، تفکیک از طریق نفوذ از درون غشا اتفاق می‌افتد. فشار مورد نیاز برای اجرای نانو پالایش و اسمز معکوس بسیار بالاتر از فشاری است که برای میکرو و فرا پالایش نیاز است و در عین حال بهره‌وری بسیار پایین‌تر است.

پالایش غشا در مقایسه با تکنیک‌های تصفیه آب موجود دارای چندین مزیت است:
• فرآیندی است که هم‌زمان با دماهای پایین اتفاق می‌افتد. اهمیت اصلی آن بدین دلیل است که عملیات مواد حساس به حرارت را امکان پذیر می‌کند. همین امر دلیل استفاده گسترده از آنها در تولید مواد غذایی است.
• فرآیندی با هزینه انرژی پایین است. بیشتر انرژی مورد نیاز برای پمپ مایعات از درون غشا استفاده می‌شود. مقدار انرژی کلی که استفاده می‌شود در مقایسه با تکنیک‌های جایگزینی مانند تبخیر کم است.
• توسعه این فرآیند به آسانی امکان پذیر است.