فناوری جداسازی غشا فرآیندی است که از نفوذپذیری انتخابی غشاها برای جداسازی اجزای مختلف در یک مخلوط استفاده میکند. این فناوری جداسازی، خالصسازی و غلظت مواد را بدون تغییر فاز ممکن میسازد و آن را به یک فرآیند بسیار کارآمد انرژی- تبدیل میکند. فرآیندهای غشایی اصلی عبارتند ازمیکروفیلتراسیون (MF), اولترافیلتراسیون (UF), نانو فیلتراسیون (NF), اسمز معکوس (RO), الکترودیالیز (ED), غشاهای مایع, تبخیر، وتقطیر غشایی. در میان آنها، شش مورد اول در حال حاضر بیشترین استفاده را در صنعت دارند.
مزایای اصلی جداسازی غشایی
مصرف انرژی کم
فرآیندهای غشایی معمولاً شامل تغییر فاز نمیشوند، که باعث میشود انرژی{0}}تر از روشهای جداسازی سنتی کارآمدتر باشد. جدول 1 انرژی مورد نیاز برای روش های مختلف نمک زدایی آب دریا را نشان می دهد و نشان می دهد که اسمز معکوس کمترین انرژی را مصرف می کند.
| روش جداسازی | مصرف برق (kW·h/m³) | مصرف گرما (kJ/m³) |
|---|---|---|
| اسمز معکوس | 3.5 | 12.6×10³ |
| انجماد | 9.3 | 33.5×10³ |
| استخراج | 25.6 | 92.1×10³ |
| الکترودیالیز | 32.2 | 116×10³ |
| تقطیر فلش چند مرحله ای- | 62.8 | 220×10³ |
فناوری جداسازی غشایی نشان دهنده یک فرآیند جداسازی پیشرفته، کارآمد و سازگار با محیط زیست است. مزایای آن-مصرف انرژی کم، شرایط ملایم و کاربرد گسترده- آن را برای تصفیه فاضلاب در صنایعی مانند آبکاری، مواد شیمیایی و کاغذسازی ایدهآل میکند.
جداسازی غشایی در شرایط ملایم عمل میکند و آن را برای مواد حساس به حرارت مانند آب میوه، اسیدهای آمینه، آنزیمها و مواد دارویی مناسب میسازد. میتواند ترکیبات آلی و معدنی، کلوئیدها، باکتریها، ویروسها و حتی قطرات امولسیون شده یا مخلوطهای آزئوتروپیک را جدا کند. هزینه سرمایه
توسعه صنعتی و رشد بازار
در دهه های گذشته، فناوری غشاء جهانی به سرعت توسعه یافته است، با رشد قابل توجهی در ایالات متحده، اروپا و ژاپن. بازار غشاها از 13.53 میلیارد دلار در سال 1986 به 30.89 میلیارد دلار در سال 1996 افزایش یافت که نشان دهنده گسترش صنعتی قوی است.
| منطقه | 1986 (میلیارد دلار) | 1991 (میلیارد دلار) | 1996 (میلیارد دلار) |
|---|---|---|---|
| ایالات متحده آمریکا | 5.9 | 8.83 | 13.31 |
| اروپای غربی | 4.35 | 6.63 | 8.23 |
| ژاپن | 2.98 | 3.78 | 5.30 |
| دیگران | 0.3 | 1.25 | 4.05 |
| مجموع | 13.53 | 20.49 | 30.89 |
کاربردهای مهندسی محیط زیست
1) تصفیه آب آشامیدنی
فرآیندهای غشایی مانند میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس برای حذف باکتری ها، ویروس ها، فلزات سنگین، آفت کش ها و سورفکتانت ها از آب آشامیدنی استفاده می شود. آنها جایگزین ایمن تر و کارآمدتر برای روش های لخته سازی سنتی و کلرزنی ارائه می دهند.
2) آبکاری بازیابی فاضلاب
از دهه 1970، غشاهای RO برای بازیابی نیکل، کروم، روی و مس از فاضلاب آبکاری استفاده میشوند. به عنوان مثال، RO می تواند نیکل را از 650 میلی گرم در لیتر تا 13000 میلی گرم در لیتر غلیظ کند و به نرخ جداسازی 92 درصدی با فرکانس تمیز کردن ماهانه دست یابد.
(3) تصفیه فاضلاب فلزات سنگین
الکترودیالیز به طور موثر یون های مس را از اچ و فاضلاب فرآیند الکترونیکی حذف می کند، جایی که غلظت مس بین 1000-3000 میلی گرم در لیتر است. آب شیرینشده میتواند سطوح مس را به کمتر از 20 میلیگرم در لیتر با مصرف برق زیر 3 کیلووات ساعت در متر مکعب کاهش دهد، که امکانسنجی فنی و اقتصادی را نشان میدهد.
فناوری جداسازی غشایی نشان دهنده یک فرآیند جداسازی پیشرفته، کارآمد و سازگار با محیط زیست است. مزایای آن-مصرف انرژی کم، شرایط ملایم و کاربرد گسترده- آن را برای تصفیه فاضلاب در صنایعی مانند آبکاری، مواد شیمیایی و کاغذسازی ایدهآل میکند.
