اولترافیلتراسیون uf فناوری جداسازی ذرات معلق نامحلول توسط ممبران بر مبنای غشای نیمه تراوا عملیات جداسازی را تا کمتر از یک دهم میکرون اختلاف فشار، نیروی محرک جریان جهت عبور از غشای ممبران است. ساختار نامتقارن ممبران های UF باعث جدا شدن ذرات بزرگتر از اندازه مولکولی ممبران و در سطح ممبران باقی می مانند . با اینکه ذرات كوچكتر از میان ساختار ممبران رد می شود.
اولترافیلتراسیون UF یک فرایند جداسازی غشایی است که برای حذف ذرات بزرگ و مولکول‌های آلی از آب استفاده می‌شود. این فرایند با استفاده از غشایی نیمه تراپرمابل با حفره‌های نانومتری انجام می‌شود که به محض عبور آب از آن، ذرات بزرگ و مولکول‌های آلی با آن فیلتر می‌شوند و آب خالص به سمت خروجی جریان می‌یابد.
از مزایای اولترافیلتراسیون می‌توان به کاهش مصرف انرژی و مواد شیمیایی و همچنین کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات اشاره کرد. در مقابل، این فرایند ممکن است با مشکلاتی همچون انسداد غشا و نیاز به بازگرداندن غشا به وضعیت اولیه روبرو شود.
اولترافیلتراسیون در صنایع مختلف استفاده می‌شود، از جمله تصفیه آب شرب، تصفیه پساب صنعتی، تصفیه آب در صنایع غذایی و دارویی و…
در کل، اولترافیلتراسیون یک فرآیند موثر و کارآمد برای حذف ذرات بزرگ و مولکول های آلی است که از آن در صنایع مختلف استفاده می‌شود. با این حال، برای بهینه سازی این فرایند، نیاز به رعایت شرایط مناسب و استفاده از تجهیزات با کیفیت است.
ممبران‌های UF
ممبران‌های UF با بافت تو خالی جهت جداسازی، فیلتراسیون و تغلیظ مواد می‌باشند. قطر داخلی بافت‌ها تقریباً mm 0.8-0.7 و قطر خارجی آن هاmm 1.3-1.1 است. میزان وزن جداكننده مولكولی و بافت های ممبران پوشیده شده توسط پوشش رزینی پوشیده شده است. در این روش كلوئیدها، پروتئین‌ها، مواد میكروبی بیماری‌زا و مولكول‌های آلی بزرگ جداسازی می شوند. همچنین از این فرآیند در عملیات تصفیه، تغلیظ و تفكیك می توان استفاده كرد.
در حال حاضر، سیستم اولترافیلتراسیون uf از جدید ترین روش هایی هستند که جهت تصفیه آب های مختلف با درصد ناخالصی تقریبا بالا استفاده می شود. اولترافیلتراسیون uf، تکنولوژی جداسازی توسط فیلتر (ممبران) است با غشاهای میان تهی از جنس پلی پروپیلن که عمل خالص سازی آب را انجام می دهد. قطر حفرات روی سطح غشا قادر به حذف ذرات معلق تا 0/01 میکرون می باشد، از این رو 99/99% از میکروارگانیزم ها، باکتری ها، امولسیون ها، مواد نفتی، روغن، رنگدانه و… توسط این سیستم به صورت فیزیکی حذف می گردد و NTU آب خروجی، کمتر از 0/02 خواهد بود.
تفاوت اولترافیلتراسیون با سیستم اسمز معکوس RO
تفاوت این سیستم با سیستم های RO در قیمت بسیار پایین و نگهداری و راهبری آسان می باشد.
اولترافیلتراسیون UF، یک روش تصفیه آب است که برای حذف مواد جامد و میکروب ها از آب استفاده می شود. در این روش، آب از طریق فیلترهای UF عبور می کند که شامل ممبرین هایی هستند که قطر منافذ آن ها کمتر از ۰.۱ میکرومتر است. این فیلترها، مواد جامد و میکروب هایی که بزرگتر از قطر منافذ آن ها هستند را حذف می کنند. نتیجه این روش، آبی است که حاوی اغلب مواد معدنی و نیترات است ولی میکروب ها و مواد جامد حذف شده اند.
سیستم های اسمز معکوس RO نیز برای تصفیه آب استفاده می شوند. در این روش، آب از طریق ممبرین هایی که قطر منافذ آن ها کمتر از ۰.۰۱ میکرومتر است عبور می کند. این ممبرین ها، مواد جامد، میکروب ها و بسیاری از مواد معدنی را حذف می کنند. نتیجه این روش، آبی است که بسیار خالص و بدون مواد جامد، میکروب و مواد معدنی است.
حال با توجه به تفاوت هایی که در میان این دو روش وجود دارد، باید تصمیم گیری شود که کدامیک از آن ها برای تصفیه آب مناسب تر است. در صورتی که آبی که قرار است تصفیه شود، حاوی مواد جامد و میکروب هایی باشد که قطر آن ها بیشتر از ۰.۱ میکرومتر باشد، روش UF مناسب تر است زیرا ممبرین های این روش، به آب اجازه می دهند که از طریقشان عبور کند و مواد جامد و میکروب هایی را که بزرگتر از قطر منافذ آن ها هستند را حذف می کنند.
اما در صورتی که آبی که قرار است تصفیه شود حاوی مواد جامد، میکروب و مواد معدنی با قطر کمتر از ۰.۰۱ میکرومتر باشد، روش اسمز معکوس RO مناسب تر است زیرا ممبرین های این روش به آب اجازه نمی دهند که مواد جامد، میکروب و بسیاری از مواد معدنی از طریقشان عبور کنند.
خاموش نمودن سیستم اولترافیلتراسیون uf
سیستم های uf برای عملیات پیوسته طراحی شده اند. لذا عملکرد ممبران ها در صورت بهره برداری مداوم بهینه می باشد. به هر حال در برخی از شرایط پکیج های UF به صورت دوره ای روشن و خاموش می شوند. وقتی سیستم اولترافیلتراسیون UF خاموش است، باید با استفاده از هوا تمیز شود و جهت جلوگیری از رشد باکتری ها باید با آب فیلتر شده به صورت دوره ای تحت شستشوی معکوس قرار گیرد.
آب استفاده شده برای شستشوی معکوس، قبل از خاموش شدن دستگاه، نباید دارای مواد شیمیایی باشد. هرگونه تزریق مواد شیمیایی به آب خوراک و آب شستشوی معکوس باید قبل از آخرین شستشو و خاموش شدن، متوقف گردد.
در صورت نیاز به خاموش نمودن سیستم، به موارد زیر توجه کنید:
ممبران هایuf نباید خشک شوند، فیبرهای خشک ممبرین همواره به گونه ای برگشت ناپذیر دچار افت شدت جریان عبوری می شوند.
سیستم باید به اندازه کافی در برابر رشد میکروبیولوژیکی حفاظت شود، 20 تا 30 دقیقه در روز آن را مورد شستشوی سریع قرار دهید یا هر 24 ساعت یکبار از آن استفاده نمایید.
سیستم باید در برابر تغییرات ناگهانی دما حفاظت شود. در این صورت پکیج UF می تواند به مدت 48 ساعت بدون افزودن محلول محافظ و انجام مراحل پیشگیری از ایجاد رسوب میکروبیولوژیکی، خاموش بماند.
اگر سیستم بیش از 48 ساعت خاموش است باید محلول شیمیایی محافظ را به سیستم اضافه نمایید.
پیش از خاموش نمودن پکیج برای مدت طولانی حتما عملیات ضدعفونی (disinfection) با محلول مناسب حداقل به مدت 40 دقیقه انجام شود و پس از آن ممبران ها با آب فیلتر شده شستشوی معکوس گردند.
کاربرد سیستم های اولترافیلتراسیون UF
- پیش تصفیه سیستم های RO و NF و حذف SDI
- حذف رنگ از آب آشامیدنی
- تهیه آب آشامیدنی با کیفیت مناسب
- حذف آلاینده های آلی از آب
- پالایش و حذف باکتری در صنایع آشامیدنی، شیر و آب معدنی
- جداسازی و پالایش پروتئین ها، آنزیم ها و کربوهیدرات های شیر
- تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی
- تصفیه پساب های صنعتی و کشاورزی
- پالایش روغن موجود در سیکل آب برگشتی
- بازیافت و تصفیه آب تبرید و تصفیه بیشتر آب در صنایع گوناگون
- گندزدایی آب های سطحی و زیر زمینی
- ممبران های UF خانگی
- پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس (RO)
- فیلتراسیون آب شهری، رودخانه و دریا
- حذف اکسیژن کربن از مایعات
- عمومیت کاربرد سریع در سایر زمینه ها نظیر شیمیایی برق، مواد غذایی، نفت و نساجی
- تهیه آب مورد نیاز جهت صنایع تولید نوشیدنی ها، داروسازی ها، صنایع لبنی، بیوتکنولوژی و نیمه رساناها
مزایای ممبران های UF
- سرعت جریان بالاتر (flux) و مقاومت بهتر در برابر آلودگی
- تراکم بالا و انعطاف پذیری خوب
- تحمل خوب شرایط اسیدی و گرمایی
- ریزتر بودن میانگین قطر منافذ نسبت به ممبران های معمولی
- دقت بالاتر در جداسازی
- مقاومت بهتر در مقابل باکتری ها
- نگهداری در شرایط خشک
- مقاوم در برابر عوامل اکسید کننده
- کاربرد وسیع در صنعت
فیلتراسیون UV
اسمز عبارت است از نفوذ آب در میان یک غشای نیمه تراوا، از منطقه‌ای که غلظت املاح کمتری دارد
به‌طرف منطقه‌ای که غلظت املاح زیادتری دارد. اسمز معکوس، همان‌طور که از نامش پیداست، معکوس این فرآیند می‌باشد.
آب با فشار از منطقه‌ای که غلظت بیشتری دارد از میان یک غشاء رد می‌شود و بیشتر آلاینده‌های نامطلوب آب
پدر میان غشاء به‌دام می‌افتند. این روش از تصفیه بسیار مؤثر است و به‌طور قابل توجهی بیشتر ذرات، مواد شیمیایی و
پمیکروارگانیسم‌ها را کاهش می‌دهد، اما از آب زیادی استفاده میکند، و سیستم‌های فیلتراسیون RO گران‌تر از انواع دیگر می‌باشند،آنها می‌توانند در زیر سینک آشپزخانه نصب شوند و یا بر روی لوله اصلی آب یک خانه استقرار یابند. فیلتراسیون آب, فیلتراسیون آب آکواریوم, تصفیه آب uv تصفیه آب با ازن
فرآیند فیلتراسیون
در طی فیلتراسیون در فیلتر عمیق جریان پایین ، فاضلاب حاوی مواد معلق به بالای فیلتر می آید.
زمانی که فاضلاب از فیلتر عبور میکند ، مواد معلق موجود در فاضلاب توسط مکانیزم های مختلف حذف می شوند.
پس از گذشتن زمانی ، فیلتر به علت انباشته شدن مواد معلق درون بستر فیلتر باید تمیز شود.
این کار با معکوس کردن جریان از طریق فیلتر انجام می شود . جریان کافی از آب شستشو تا زمانی اعمال می شود که محیط فیلترینگ گسترش یابد.
فیلتراسیون معمولا به چهار روش زیر دسته بندی می شوند:
۱-فیلتراسیون عمقی
- فیلتراسیون شنی آهسته
- فیلتراسیون UV
- فیلتراسیون محیطی سریع و متخلخل
- فیلتر متخلخل متوسطه متناوب
- فیلتر محیط متخلخل
۲-فیلتراسیون سطحی
- فیلترهای آزمایشگاهی مورد استفاده برای آزمایش TSS
- فیلتراسیون Diatomaceous
