به عنوان ارائه دهندهنانو فیلتراسیون آبراه حل، من اغلب زانو هستم - عمیق در پیچیدگی های تصفیه آب. یکی از موضوعات داغی که مدام مطرح می شود این است که چگونه سورفکتانت ها با نانوفیلتراسیون آب آشفته می شوند. بنابراین، بیایید درست شیرجه بزنیم و آن را تجزیه کنیم.
سورفکتانت ها چیست؟
اول از همه، سورفکتانت ها چیست؟ خوب، سورفکتانت ها آن دسته از موادی هستند که می توانند کشش سطحی یک مایع را مانند آب کاهش دهند. آنها را در انواع محصولات روزمره، از صابون ظرفشویی گرفته تا مواد شوینده لباسشویی، پیدا خواهید کرد. آنها از دو قسمت تشکیل شده اند: یک سر آبدوست (عاشق آب) و یک دم آبگریز (متنفر از آب). این ساختار منحصربهفرد به آنها اجازه میدهد تا کارهای بسیار جالبی انجام دهند، مانند مخلوط کردن روغن و آب در سس سالاد یا پاک کردن کثیفی از روی لباسهایتان.
نحوه ورود سورفکتانت ها به منبع آب
سورفکتانت ها از طرق مختلف به منابع آب ما راه پیدا می کنند. هنگامی که ما از محصولات پاک کننده خانگی خود استفاده می کنیم، فاضلاب از مجرای فاضلاب پایین می رود و در نهایت به سیستم فاضلاب می رسد. اگر تصفیه خانه ها تمام سورفکتانت ها را حذف نکنند، به رودخانه ها، دریاچه ها یا آب های زیرزمینی راه پیدا می کنند. فرآیندهای صنعتی یکی دیگر از مقصران بزرگ است. کارخانههایی که از سورفکتانتها در تولید استفاده میکنند، مانند صنایع نساجی یا مواد غذایی، میتوانند مقادیر قابل توجهی را در محیط آزاد کنند.
جنبه خوب سورفکتانت ها در نانوفیلتراسیون
باور کنید یا نه، سورفکتانت ها گاهی اوقات می توانند برای نانوفیلتراسیون آب یک موهبت باشند. در برخی موارد، آنها می توانند به بهبود مرطوب شدن غشا کمک کنند. غشاهای نانوفیلتراسیون معمولاً از موادی ساخته می شوند که باید به خوبی توسط آب خیس شوند تا به درستی کار کنند. سورفکتانت ها می توانند زاویه تماس بین آب و سطح غشا را کاهش دهند، به این معنی که آب به طور یکنواخت در سراسر غشا پخش می شود. این می تواند شار یا سرعت عبور آب از غشاء را افزایش دهد و فرآیند فیلتراسیون را کارآمدتر کند.
علاوه بر این، سورفکتانت ها همچنین می توانند به عنوان پراکنده کننده عمل کنند. در آبی که ذرات معلق زیادی دارد، سورفکتانت ها می توانند از جمع شدن این ذرات به هم و تشکیل سنگدانه های بزرگتر جلوگیری کنند. این برای نانوفیلتراسیون عالی است زیرا ذرات کوچکتر احتمال کمتری دارند که منافذ غشا را مسدود کنند که به حفظ عملکرد غشا در طول زمان کمک می کند.
طرف بد: مسائل مربوط به آلودگی و عملکرد
با این حال، وجود سورفکتانتها میتواند برای نانوفیلتراسیون آب نیز مشکل ایجاد کند. یکی از بزرگترین مشکلات رسوب غشاء است. هنگامی که سورفکتانت ها با سطح غشاء تعامل می کنند، می توانند روی آن جذب شوند. با گذشت زمان، این لایه جذب شده می تواند ایجاد کند و مانعی ایجاد کند که جریان آب را محدود می کند. این رسوب سطحی نامیده می شود.
همچنین مسئله تشکیل میسل وجود دارد. سورفکتانتها میتوانند میسلهایی را که خوشههای کروی کوچک هستند در محلول تشکیل دهند. این میسل ها می توانند به اندازه کافی بزرگ باشند که منافذ غشایی را مسدود کنند و باعث کاهش قابل توجه شار شوند. و هنگامی که منافذ مسدود می شوند، فشار مورد نیاز برای عبور آب از طریق غشاء افزایش می یابد. این نه تنها انرژی بیشتری مصرف می کند، بلکه در صورت بالا رفتن فشار، می تواند به غشاء آسیب برساند.
علاوه بر این، سورفکتانت ها می توانند با سایر مواد موجود در آب مانند یون های فلزی یا ترکیبات آلی واکنش دهند. این واکنش ها می توانند کمپلکس هایی را تشکیل دهند که حذف آنها حتی دشوارتر است و می تواند مشکل رسوب را تشدید کند.
تاثیر بر گزینش پذیری غشاء
جنبه دیگری که باید در نظر گرفت این است که چگونه سورفکتانت ها بر انتخاب غشاء تأثیر می گذارند. غشاهای نانوفیلتراسیون به گونهای طراحی شدهاند که انتخابی باشند، به این معنی که میتوانند انواع مختلف مولکولها را بر اساس اندازه، بار و سایر ویژگیهایشان جدا کنند. سورفکتانت ها می توانند با این گزینش پذیری تداخل داشته باشند. به عنوان مثال، اگر یک سورفکتانت بار داشته باشد، می تواند با مولکول های باردار موجود در آب تعامل داشته باشد. این تعامل می تواند نحوه نگهداری یا عبور این مولکول ها از غشاء را تغییر دهد و منجر به کاهش توانایی غشاء برای جداسازی موثر آلاینده های خاص شود.
کاهش اثرات سورفکتانت ها
به عنوان یکنانو فیلتراسیون آبارائه دهنده، ما دائماً به دنبال راه هایی برای مقابله با چالش های ناشی از سورفکتانت ها هستیم. یک رویکرد پیش درمان است. با استفاده از فرآیندهایی مانند انعقاد، لخته سازی، یا جذب کربن فعال قبل از رسیدن آب به غشای نانوفیلتراسیون، می توانیم بخش قابل توجهی از سورفکتانت ها را حذف کنیم.
گزینه دیگر اصلاح خود غشا است. غشاهای جدیدتر با پوشش های سطحی ویژه ای در حال توسعه هستند که کمتر مستعد جذب سورفکتانت هستند. این پوشش ها می توانند سورفکتانت ها را دفع کنند و احتمال رسوب زدگی را کاهش دهند و عملکرد طولانی مدت غشا را بهبود بخشند.
نقش انواع مختلف غشا
وقتی صحبت از سورفکتانت ها می شود، همه غشاها یکسان ایجاد نمی شوند. ماغشاء NF ROوغشای NF مسکونیویژگی های متفاوتی دارند که می تواند بر نحوه برخورد آنها با سورفکتانت ها تأثیر بگذارد.
غشاء NF RO به دلیل نرخ دفع بالا و اندازه منافذ نسبتا کوچکش شناخته شده است. در برخورد با سورفکتانتها، این میتواند هم یک موهبت و هم یک نفرین باشد. از یک طرف، منافذ کوچک می توانند از عبور میسل های سورفکتانت بزرگتر جلوگیری کنند. از سوی دیگر، حتی با مقدار کمی از جذب سورفکتانت، آنها نیز بیشتر مسدود می شوند.
از سوی دیگر، غشای NF Residential برای کاربردهای در مقیاس کوچکتر، مانند تصفیه آب خانگی، طراحی شده است. ممکن است وقتی صحبت از رسوب گیری سورفکتانت به میان میآید بخشندهتر باشد، اما همچنان برای اطمینان از عملکرد طولانیمدت باید محافظت شود.
واقعی - نمونه های جهانی
بیایید نگاهی به برخی از سناریوهای دنیای واقعی بیندازیم. در تصفیه خانه های شهری که از نانوفیلتراسیون استفاده می کنند، وجود سورفکتانت از فاضلاب خانگی می تواند مشکلات قابل توجهی ایجاد کند. اگر پیش تصفیه کافی نباشد، غشاها می توانند به سرعت شروع به گند زدگی کنند که منجر به افزایش هزینه های نگهداری و کاهش تولید آب می شود.
در یک محیط صنعتی، مانند یک کارخانه فرآوری مواد غذایی، سورفاکتانت های مورد استفاده در عملیات تمیز کردن می توانند به فاضلاب ختم شوند. اگر این فاضلاب با استفاده از نانوفیلتراسیون تصفیه شود، سورفکتانتها میتوانند باعث ایجاد مشکلاتی در عملکرد غشاء شوند و بر کیفیت و کمیت آب تصفیهشده تأثیر بگذارند.
نتیجه گیری
در نتیجه، حضور سورفکتانتها در آب تأثیر پیچیدهای بر نانوفیلتراسیون دارد. در حالی که آنها گاهی اوقات می توانند مزایایی مانند بهبود خیس شدن و پراکندگی را ارائه دهند، پتانسیل ایجاد رسوب و کاهش گزینش یک نگرانی عمده است. به عنوان ارائه دهندهنانو فیلتراسیون آبراه حل، ما متعهد به کمک به مشتریان خود در جهت یابی این چالش ها هستیم. چه از طریق پیش درمان، اصلاح غشا یا انتخاب غشای مناسب برای کار باشد، ما این تخصص را داریم که اطمینان حاصل کنیم که سیستم نانوفیلتراسیون شما روان و کارآمد است.
اگر به دنبال یک محلول قابل اعتماد نانو فیلتراسیون آب هستید، مایلیم با شما گپ بزنیم. در تماس و شروع گفتگو در مورد اینکه چگونه می توانیم نیازهای خاص شما را برآورده کنیم دریغ نکنید.
مراجع
- Schay, J., Van the Brugs, B., & Vandecastle, C. (2001). تاثیر یا سورفکتانت بدون شارژ نانو پیلت جیره rationast. مجله علم غشاء، 183 (1)، 1 - 11.
- Vrijenhoek, EM, Hong, S. - H., & Elimelech, M. (2001). شار بحرانی برای رسوب غشاء در اسمز جلو. Journal of Membrane Science, 188(1), 115 - 129.
- Field، RW، Wu، D.، Howell، JA، & Gupta، B. (1995). رفتار سوسپانسیون ها و محلول های ماکرومولکولی در میکروفیلتراسیون جریان متقاطع Journal of Membrane Science, 100(1 - 2), 259 - 272.