سيستمهاي نانوفيلتراسيون (Nano Filtration System)
فیلتراسیون غشایی جریان متقاطع، روشی برای جداسازی مواد معلق یا محلول، بر مبنای وزن مولکولی و اندازه ذرات، با استفاده از یک غشا نیمه تراوا می باشد. نانوفیلتراسیون یکی از انواع روش های فیلتراسیون غشایی است که می تواند ذراتی با ابعاد بیشتر از 1 نانومتر (10 آنگستروم) را حذف نماید، از این رو نانوفیلتراسیون نامیده شده است. نانوفیلتـرها قادر به حذف مولکول های آلی با وزن مولکولی بیشتر از 300 دالتون، فلزات سنگین، 20 تا 80 درصد آنیون های یک ظرفیتی، 90 تا 98 درصد آنیون های چند ظرفیتی و کلیه ارگانیسم ها اعم از باکتری، ویروس و ... می باشـد.
بر اين اساس يونهاي تك ظرفيتي و با وزن مولكولي پايين همچون متانول به سهولت از منافذ غشاء عبور نموده در حاليكه ذرات چند ظرفيتي و با بار مولكولي بالا بطور موثر توسط غشا حذف مي گردند. با توجه به نرخ بالاي حذف كاتيونهاي دو و چند ظرفيتي (خصوصاً يونهاي كلسيم و منيزيم) توسط غشاهاي NF، نانوفيلتراسيون بطور گسترده اي در سختي گيري آبهاي صنعتي و نيز پيش تصفيه سيستمهاي RO بكار برده مي شوند. در شرايطي كه ميزان پايينتري از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سيستمهاي NF با توجه به مصرف پايينتر انرژي، به عنوان جايگزيني مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سيستمهاي RO مطرح مي گردند. از سوي ديگر خاصيت انتخابي غشاء NF در حذف مواد موجود در آب، سبب مي گردد تا مواد معدني مغذي و ضروري موجود در آب حفظ و ساير مواد مضر حذف مي¬شوند. اين خاصيت گزينشي غشاهاي NF، سبب برتري آن نسبت به سيستم RO گشته است. تحقيقات صورت گرفته نشان داده است با مصرف آب حاصل از نانوفيلترها در دراز مدت، ميزان شيوع بيماريهاي قلبي عروقي و سرطان به ميزان 40 و 20 درصد كاهش يافته است.
تاریخچه نانوفیلتراسیون به قبل از دهه 1970 برمی‌گردد. از آنجا که اسمز معکوس به دلیل نیاز به فشارهای بالا و بالطبع هزینه‌های فراوان بهره‌برداری در جهت تهیه آب شرب ممکن است اقتصادی و مقرون به صرفه نباشد، با کاهش فشار، سیستمی شکل گرفت که هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌برداری و حفاظت آن کمتر بود. در ضمن جریان خروجی آن نسبت به RO بیشتر بوده اما در عوض از میزان حذف ترکیبات محلول توسط سیستم کاسته شد.
اساس کار سیستم های نانوفیلتراسیون:
اساس کار در سیستم های نانوفیلتراسیون مشابه با اسمز معکوس می باشد. تفاوت این دو سیستم، فشار مورد نیاز و اندازه منافذ غشاهای هر کدام از این دو می‌باشد. به نحوی که فشار بهره‌برداری در سیستم های NF کمتر بوده و منافذ آن بزرگتر است. در نتیجه میزان بیشتری نمک از آن عبور می‌کند. به همین جهت از نانوفیلتراسیون به عنوان اسمز معکوس آزاد هم یاد می‌شود.
فیلتراسیون غشایی جریان متقاطع، روشی برای جداسازی مواد معلق یا محلول، بر مبنای وزن مولکولی و اندازه ذرات، با استفاده از یک غشا نیمه تراوا می باشد. نانوفیلتراسیون یکی از انواع روش های فیلتراسیون غشایی است که می تواند ذراتی با ابعاد بیشتر از 1 نانومتر (10 آنگستروم) را حذف نماید، از این رو نانوفیلتراسیون نامیده شده است. نانوفیلتـرها قادر به حذف مولکول های آلی با وزن مولکولی بیشتر از 300 دالتون، فلزات سنگین، 20 تا 80 درصد آنیون های یک ظرفیتی، 90 تا 98 درصد آنیون های چند ظرفیتی و کلیه ارگانیسم ها اعم از باکتری، ویروس و ... می باشـد.
بر اين اساس يونهاي تك ظرفيتي و با وزن مولكولي پايين همچون متانول به سهولت از منافذ غشاء عبور نموده در حاليكه ذرات چند ظرفيتي و با بار مولكولي بالا بطور موثر توسط غشا حذف مي گردند. با توجه به نرخ بالاي حذف كاتيونهاي دو و چند ظرفيتي (خصوصاً يونهاي كلسيم و منيزيم) توسط غشاهاي NF، نانوفيلتراسيون بطور گسترده اي در سختي گيري آبهاي صنعتي و نيز پيش تصفيه سيستمهاي RO بكار برده مي شوند. در شرايطي كه ميزان پايينتري از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سيستمهاي NF با توجه به مصرف پايينتر انرژي، به عنوان جايگزيني مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سيستمهاي RO مطرح مي گردند. از سوي ديگر خاصيت انتخابي غشاء NF در حذف مواد موجود در آب، سبب مي گردد تا مواد معدني مغذي و ضروري موجود در آب حفظ و ساير مواد مضر حذف مي¬شوند. اين خاصيت گزينشي غشاهاي NF، سبب برتري آن نسبت به سيستم RO گشته است. تحقيقات صورت گرفته نشان داده است با مصرف آب حاصل از نانوفيلترها در دراز مدت، ميزان شيوع بيماريهاي قلبي عروقي و سرطان به ميزان 40 و 20 درصد كاهش يافته است.
تاریخچه نانوفیلتراسیون به قبل از دهه 1970 برمی‌گردد. از آنجا که اسمز معکوس به دلیل نیاز به فشارهای بالا و بالطبع هزینه‌های فراوان بهره‌برداری در جهت تهیه آب شرب ممکن است اقتصادی و مقرون به صرفه نباشد، با کاهش فشار، سیستمی شکل گرفت که هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌برداری و حفاظت آن کمتر بود. در ضمن جریان خروجی آن نسبت به RO بیشتر بوده اما در عوض از میزان حذف ترکیبات محلول توسط سیستم کاسته شد.
اساس کار سیستم های نانوفیلتراسیون:
اساس کار در سیستم های نانوفیلتراسیون مشابه با اسمز معکوس می باشد. تفاوت این دو سیستم، فشار مورد نیاز و اندازه منافذ غشاهای هر کدام از این دو می‌باشد. به نحوی که فشار بهره‌برداری در سیستم های NF کمتر بوده و منافذ آن بزرگتر است. در نتیجه میزان بیشتری نمک از آن عبور می‌کند. به همین جهت از نانوفیلتراسیون به عنوان اسمز معکوس آزاد هم یاد می‌شود.
