کاربرد غشای اسمز معکوس و فناوری‌های مرتبط در تصفیه آب

1. تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب یکی از کاربردهای اصلی غشاهای اسمز معکوس است. از طریق فناوری اسمز معکوس، می‌توان فاضلاب‌های حاوی فلزات سنگین یا روغن تولید شده توسط نیروگاه‌ها و کارخانه‌های چاپ و رنگرزی را به طور مؤثر تصفیه کرد. همچنین می‌توان از آن برای تصفیه فاضلاب شهری، شیرابه زباله و غیره استفاده کرد و به بازیابی منابع آب دست یافت.

در فرآیند تولید برق حرارتی، مقدار زیادی آب خنک‌کننده در گردش استفاده می‌شود که معمولاً حاوی ناخالصی‌های مختلف و کدورت بالا است. در صورت تخلیه مستقیم، باعث آلودگی محیط زیست می‌شود. ترکیب عناصر غشایی اولترافیلتراسیون الیاف توخالی و غشای اسمز معکوس کامپوزیت پلی‌آمید می‌تواند آب خنک‌کننده در گردش را به آب قابل استفاده مجدد با کدورت آب زیر 0.02 NTU و شاخص آلودگی زیر 0.7 تبدیل کند.

فاضلاب تولید شده توسط کارخانه‌های چاپ و رنگرزی حاوی مقدار زیادی یون نمک، یون‌های رنگی و سایر مواد است. استفاده از فناوری غشای دوگانه اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس می‌تواند مواد آلی، یون‌های نمک و غیره را در فاضلاب فیلتر کند و میزان مصرف اکسیژن شیمیایی آب تولید شده از 10 میلی‌گرم در لیتر بیشتر نیست که نشان دهنده تأثیر قابل توجه تصفیه آب است.

در فرآیندهای تصفیه فاضلاب سنتی حاوی فلزات سنگین، نیاز به افزودن مواد شیمیایی است و الزامات عملیات تصفیه بالا است. استفاده از غشاهای اسمز معکوس و فناوری اسمز معکوس چند مرحله‌ای برای تصفیه این فاضلاب‌ها می‌تواند به طور مؤثر عناصر فلزات سنگین موجود در فاضلاب را حذف کند.

اجزای موجود در شیرابه زباله شهری متعدد و پیچیده هستند. استفاده از غشای اسمز معکوس پلی آمید برای تصفیه آن می‌تواند شیرابه زباله را تا سطح تخلیه تصفیه کند و به تصفیه شیرابه زباله دست یابد.

2. تولید آب خالص

آب تصفیه شده کاربردهای گسترده‌ای در آب آشامیدنی خانگی، تولیدات صنعتی و داروسازی دارد. این کاربردها نیاز به آب بالایی دارند و استفاده از غشاهای اسمز معکوس برای تصفیه آب مستلزم رعایت استانداردهای لازم تولید است.

با توجه به فرآیند تولید نسبتاً بالغ آب فوق خالص، می‌توان از اجزای غشای نفوذپذیر مربوطه در تولید آب فوق خالص استفاده کرد. سیستم اسمز معکوس می‌تواند شار آب را تا رسیدن به 650 متر مکعب کنترل کند. ³در ساعت و تولید آب فوق خالص با رسانایی 0.3 متر S/cm. مشکل گرفتگی غشا در طول تصفیه آب را می‌توان از طریق روش‌های شیمیایی تمیز کردن حل کرد. سیستم تصفیه آب خالص که در حال حاضر معمولاً استفاده می‌شود، سیستم الکترودیونیزاسیون اسمز معکوس است.

در زمینه تولید آب صنعتی، به منظور پاسخگویی به تقاضای مصرف، محققان داخلی راهکاری برای ساخت سیستم اسمز معکوس با استفاده از اجزای غشای کامپوزیتی رولی با فشار بسیار پایین ارائه داده‌اند. تولید آب تک غشایی غشای تراوا در این طرح می‌تواند به ۴۱.۴ متر مکعب در روز برسد، با نرخ احتباس حداقل ۹۹.۷٪ که می‌تواند به طور کامل تقاضای آب تولید صنعتی سود سوزآور را برآورده کند.

علاوه بر این، در تولید صنایع کلرآلکالی، فیلتر کردن Ca² ضروری است. ‎⁺ و منیزیم ²⁺ یون‌های موجود در آب در طول فرآیند تولید. بنابراین، می‌توان از غشای اسمز معکوس PVD برای حذف آنها استفاده کرد، در حالی که میزان احتباس کم کلرید سدیم را تضمین می‌کند، تا به تصفیه و خالص‌سازی آب در تولید صنعت کلرآلکالی دست یابد.

در تولید دارو، با استفاده از یک سیستم جداسازی یونی ماژول غشایی نفوذپذیر کامپوزیتی پلی‌آمید با فشار بسیار پایین و اعمال روش اسمز معکوس دو مرحله‌ای برای تولید آب خالص مورد نیاز در فرآیند تولید دارو، می‌توان به نتایج تولید خوبی دست یافت. این طرح تصفیه آب پس از اسمز معکوس ثانویه، میزان بازیابی حداقل ۸۰٪ را دارد که مزایای اقتصادی قابل توجهی را برای شرکت‌های داروسازی به ارمغان می‌آورد.