غشای نانو فیلتراسیون (NF): ویژگی ها و کاربردهای آینده

نانوفیلتراسیون (NF) یک فناوری جداسازی غشایی است که بین اولترافیلتراسیون (UF) و اسمز معکوس (RO) قرار گرفته است. این مفهوم در دهه 1970 سرچشمه گرفت. در مراحل اولیه، غشاهای NF به دلیل رد نمک کمتر در مقایسه با RO، گاهی اوقات به عنوان "غشاهای RO شل" و به دلیل راندمان بالای حذف برای یون های دو ظرفیتی مانند کلسیم و منیزیم به "غشاهای نرم کننده" نیز گفته می شد. در دهه 1990، اصطلاح "غشاء نانوفیلتراسیون" (NF) به طور گسترده پذیرفته شد و اندازه منافذ آن در مقیاس نانومتری (1 تا 3 نانومتر) را برجسته کرد.

• اندازه منافذ: غشاهای NF معمولا دارای منافذ 1-3 نانومتر هستند، در حالی که غشاهای RO در طول 0.2-0.8 نانومتر بسیار سفت تر هستند.
• قابلیت جداسازیغشاهای NF دارای یک بریدگی وزن مولکولی در حدود 200-2000 Da هستند که شکاف عملکرد بین UF و RO را پر می کند.
• تنوع مواد: غشاهای RO عمدتاً از پلی آمید معطر ساخته می شوند، در حالی که غشاهای NF از طیف وسیع تری از مواد از جمله پلی آمید، پلی{0}}پیپرازین و پلی اتر سولفون سولفونه استفاده می کنند که ویژگی های جداسازی متنوعی را ممکن می سازد.
• فشار عملیاتی: سیستم های NF به فشار عملیاتی بسیار پایین تری در مقایسه با RO نیاز دارند که منجر به کاهش مصرف انرژی می شود.
• مکانیسم جداسازی: RO اساساً بر مکانیسم "راه‌حل- انتشار" متکی است، در حالی که NF "اثر الک" را با "اثر دانان" ترکیب می‌کند. در نتیجه، غشاهای NF نمک‌های چند ظرفیتی (مانند MgSO4) را در بازدهی بالاتر از 98 درصد حذف می‌کنند، اما نرخ دفع آنها برای نمک‌های تک ظرفیتی مانند NaCl معمولاً بین 40-60 درصد است.

• کاربردهای صنعتی: غشاهای NF به طور گسترده در فرآیندهای جداسازی و تغلیظ استفاده می شوند. در تصفیه آب، آنها در حذف سولفات ها، سختی، رنگ، بو، ضدعفونی کردن توسط محصولات، آفت کش ها، مواد شوینده مصنوعی و مواد آلی محلول موثر هستند.
• برنامه های کاربردی مسکونی: غشاهای NF برای تولید آب آشامیدنی مناسب هستند و در دستگاه‌های تصفیه آب خانگی، دستگاه‌های{0}}ماشین‌های آشامیدنی مستقیم معدنی و سیستم‌های آب دانشگاه استفاده می‌شوند و هم ایمنی و هم طعم بهتری را ارائه می‌دهند.