تکنولوژی تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون

در همه روش‌های پیشرفته تصفیه آب، مهمترین هدف تصفیه، حذف املاح محلول در آب می‌باشد ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که برای کاربردهای مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز می‌باشد برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته‌ای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra-Pure) می‌باشد لذا طبیعی است برای تولید آب با درجه خلوص بیشتر باید هزینه بیشتری صرف شود. ولی برای برخی دیگر از کاربردها آب با خلوص بسیار زیاد مورد نیاز نمی‌باشد. برای مثال آب استفاده شده در برج‌های خنک کننده (Cooling Tower ) باید صرفاً از لحاظ حذف سختی مورد تصفیه قرار گیرد. در چنین کاربردهایی می‌توان از سیستم‌هایی با درصد حذف پایین‌تر و به تبعِ آن هزینه کمتر استفاده نمود.

یکی از این روشهای تصفیه مرسوم در دنیا، روش نانو فیلتراسیون (Nano filtration) می‌باشد .یکی از کاربردهای فناوری نانو استفاده از نانوفیلترهاست که گام مؤثری در حفظ محیط زیست و صرفه‌جویی در انرژی نهاده است. نانوفیلترها براساس منافذشان طبقه بندی شده‌اند.

نانوفیلتراسیون نسبت به اسمز معکوس و اولترا فیلتراسیون مزایای ویژه‌ای دارد، از جمله آن‌که در اولترا‌فیلتراسیون مقدار آلاینده‌های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معکوس میزان خلوص آبِ حاصله بیشتر از حد محصول است که پیامدِ آن افزایش قیمت این روش است. از دیگر مزایای استفاده از نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و پساب عبارتند از: حذف نمک‌های چند ظرفیتی از قبیل ( آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت کش‌ها) امکان تولید میزان آب تصفیه شده در مقیاس وسیع، از بین بردن انواع باکتری، ویروس و میکروارگانیزم‌ها، حذف آلاینده‌های آلی، حفظ مواد معدنی مورد نیاز سلامت انسان، از بین بردن اثرات مخرب زیست محیطی، حذف کدورت، سختی و شوری آب، پایین بودن هزینه تصفیه و در مجموع همانگونه که اشاره شد عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی زیان آور برای محیط زیست و انسان.

عملکرد سیستم نانوفیلتراسیون در فرآیند تصفیه آب :

نانوفیلتراسیون از جمله سیستم‌های نوین غشائی در تصفیه آب و پساب محسوب می‌گردد. در این سیستم‌ها، غشاء موجود با جلوگیری از عبور ناخالصی‌ها بر اساس اندازه مولکول (حذف ذرات با وزن مولکولی بالاتر از 1000 دالتون) به صورت انتخابی سبب خالص سازی آب می‌شوند. بر این اساس یون‌های تک ظرفیتی و با وزن مولکولی پایین همچون متانول به سهولت از منافذ غشاء عبور نموده در حالیکه ذرات چند ظرفیتی و با بار مولکولی بالا بطور موثر توسط غشا حذف می‌گردند. با توجه به نرخ بالای حذف کاتیونهای دو و چند ظرفیتی (خصوصاً یونهای کلسیم و منیزیم) توسط غشاهای NF، نانوفیلتراسیون بطور گسترده‌ای در سختی‌گیری آب‌های صنعتی و نیز پیش تصفیه سیستم‌های RO بکار برده می‌شوند. در شرایطی که میزان پایین‌تری از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سیستمهای NF با توجه به مصرف پایین‌تر انرژی، به عنوان جایگزینی مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سیستم‌های RO مطرح می‌گردند. از سوی دیگر خاصیت انتخابی غشاء NF در حذف مواد موجود در آب، سبب می‌گردد تا مواد معدنی مغذی و ضروری موجود در آب حفظ و سایر مواد مضر حذف می‌شوند. این خاصیت گزینشی غشاهای NF، سبب برتری آن نسبت به سیستم RO گشته است. تحقیقات صورت گرفته نشان داده است با مصرف آب حاصل از نانوفیلترها در دراز مدت، میزان شیوع بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان به میزان 40 و 20 درصد کاهش یافته است.

مزایای استفاده از سیستم‌های نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:

1. حذف املاح و نمک زدایی از آب های دارای شوری پایین

2. هزینه بهره‌برداری بسیار کم

3. میزان مصرف انرژی بسیار پایین سیستم

4. سختی گیری موثر آب

5. نسبت به سیستم های RO میزان پساب سیستم بسیار اندک است

6. عدم نیاز به مصرف مواد و املاح شیمیایی

7. سیستم دارای قابلیت کاهش نیترات، سولفات، فلزات سنگین و..... را نیز دارا می‌باشد

8. نگهداری راهبردی و آسان سیستم

9. میزان انرژی پایین سیستم نسبت به سیستم‌های RO

کاربرد سیستم‌های نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:

1. تصفیه آب شرب

2. تصفیه آب مورد نیاز در فرآیندهای صنعتی

3. حذف یون‌های چند ظرفیتی و سختی گیری از آب

4. حذف آلاینده‌های میکروبی و میکرونی از آب

5. حذف مواد شیمیایی بکار رفته در گند زدایی آب

6. تصفیه آب در صنایع پزشکی و دارو سازی

7. تصفیه آب در صنایع بهداشتی و خوراکی

نمایی از سیستم نانوفیلتراسیون در شکل نشان داده شده است.