بررسی تجربی دفع نمک در ممبران با سطح مؤثر ۳۷.۵ متر مربع

تصفیه آب یکی از مهم‌ترین چالش‌های دنیای امروز است. افزایش جمعیت، محدود بودن منابع آب شیرین و بالا بودن شوری بسیاری از منابع، باعث شده استفاده از فناوری‌های نوین تصفیه آب ضروری باشد. در این میان، اسمز معکوس (RO) به‌عنوان پرکاربردترین روش شیرین‌سازی آب‌های شور و لب‌شور شناخته می‌شود.

ممبران‌ها بخش اصلی این فناوری را تشکیل می‌دهند و کیفیت نهایی آب به عملکرد آن‌ها بستگی دارد. یکی از ویژگی‌های کلیدی ممبران‌ها سطح مؤثر غشا است. سطح مؤثر به مساحتی گفته می‌شود که غشا در آن مستقیماً با آب خوراک در تماس است و فرآیند جداسازی را انجام می‌دهد. در این مقاله به‌طور اختصاصی عملکرد ممبران با سطح مؤثر ۳۷.۵ متر مربع بررسی شده و نتایج آزمایش‌های تجربی درباره دفع نمک ارائه می‌شود.

دفع نمک در فیلتر ممبران چگونه انجام می‌شود؟

برای اینکه موضوع را بهتر درک کنیم، کافی است یک لیوان آب شور را تصور کنیم. اگر بخواهیم فقط آب خالص را از این لیوان جدا کنیم و نمک و املاح باقی بمانند، چه راهی داریم؟ در اینجا غشایی به نام ممبران وارد عمل می‌شود. ممبران یک لایه نیمه‌تراواست که اجازه عبور مولکول‌های بسیار ریز آب را می‌دهد اما جلوی عبور نمک، فلزات سنگین و ذرات بزرگ‌تر را می‌گیرد.

این فرایند با کمک فناوری اسمز معکوس یا همان RO انجام می‌شود. در سیستم‌های اسمز معکوس، فشار آب را افزایش می‌دهند تا از منافذ ریز ممبران عبور کند. به این ترتیب آب شیرین در یک طرف جمع می‌شود و املاح و نمک‌ها در طرف دیگر باقی می‌مانند. این همان جادویی است که باعث می‌شود آب لب‌شور یا حتی شور دریا تبدیل به آب قابل‌مصرف شود.

اهمیت دفع نمک در ممبران‌ها

هدف اصلی سیستم‌های ممبران، تولید آبی است که تا حد امکان از نمک‌ها و یون‌های محلول پاک شده باشد. درصد حذف نمک یا همان راندمان دفع نمک یکی از شاخص‌های مهم سنجش کیفیت ممبران است. هر چه این درصد بیشتر باشد، کیفیت آب خروجی بالاتر خواهد بود.

برای درک بهتر اهمیت این موضوع کافی است تصور کنیم آب ورودی دارای ۲۰۰۰ ppm شوری باشد و پس از عبور از ممبران، میزان شوری آن به کمتر از ۳۰ ppm برسد. این یعنی بیش از ۹۸ درصد نمک‌های موجود حذف شده‌اند. چنین راندمانی برای مصارف آشامیدنی و صنعتی بسیار ارزشمند است.

چرا سطح مؤثر ۳۷.۵ متر مربع اهمیت دارد؟

سطح مؤثر همان سطح داخلی ممبران است که آب هنگام عبور با آن تماس پیدا می‌کند. هرچه این سطح بیشتر باشد، فضای بیشتری برای فیلتراسیون در اختیار داریم و در نتیجه راندمان بالاتر می‌رود. ممبران‌های خانگی معمولاً سطحی کوچک دارند و برای تأمین نیاز یک خانواده کافی‌اند. اما وقتی به صنایع غذایی، نیروگاه‌ها یا پالایشگاه‌ها نگاه می‌کنیم، حجم عظیمی از آب باید تصفیه شود. در چنین شرایطی ممبران‌های کوچک جوابگو نیستند.

ممبران با سطح مؤثر ۳۷.۵ متر مربع، نقطه تعادل بین ظرفیت بالا و هزینه اقتصادی است. این نوع ممبران می‌تواند حجم زیادی آب را با راندمان بسیار بالا شیرین کند و در عین حال هزینه خرید و نگهداری آن نسبت به ممبران‌های خیلی بزرگ‌تر منطقی‌تر است.

نتایج تجربی پالایه‌سازان در دفع نمک

یکی از مهم‌ترین آزمایش‌هایی که تیم فنی پالایه‌سازان انجام داد، مربوط به استفاده از ممبران ۳۷.۵ متر مربع در تصفیه آب لب‌شور جنوب ایران بود. شرایط ورودی آب در این پروژه بسیار سخت بود؛ هدایت الکتریکی آب ورودی یا همان EC حدود ۶۰۰۰ میکروموس بر سانتی‌متر اندازه‌گیری شد. بعد از عبور آب از ممبران، این عدد به کمتر از ۱۲۰ کاهش یافت. به زبان ساده یعنی حدود ۹۸ درصد نمک‌ها و املاح از آب حذف شدند.

این نتیجه نه‌تنها از نظر عددی چشمگیر است بلکه نشان می‌دهد که این ممبران حتی در شرایط دشوار آب ایران هم عملکردی قابل‌اعتماد دارد. در صنایع غذایی که کیفیت آب بر طعم و سلامت محصول اثر مستقیم دارد، چنین راندمانی حیاتی است.

روش انجام آزمایش

برای بررسی عملکرد ممبران ۳۷.۵ متر مربع، یک سیستم آزمایشگاهی طراحی شد که شرایط نزدیک به کاربردهای واقعی را شبیه‌سازی می‌کرد.

فشار عملیاتی در محدوده ۱۵ تا ۱۶ بار تنظیم شد.

دمای آب ورودی حدود ۲۵ درجه سانتی‌گراد بود.

شوری آب خوراک در حدود ۲۰۰۰ ppm در نظر گرفته شد.

مدت زمان آزمایش ۷۲ ساعت مداوم بود و در فواصل منظم، شوری آب ورودی و خروجی اندازه‌گیری شد.

این شرایط به ما امکان داد تا علاوه بر سنجش اولیه، پایداری عملکرد ممبران در طول زمان نیز بررسی شود.

نتایج به دست آمده

بر اساس داده‌های ثبت‌شده، ممبران با سطح مؤثر ۳۷.۵ متر مربع توانست به طور میانگین بیش از ۹۸.۵ درصد نمک‌های محلول را حذف کند. کیفیت آب خروجی در اکثر مراحل آزمایش بین ۲۰ تا ۳۰ ppm شوری داشت که نشان‌دهنده راندمان بسیار بالا بود.

از نظر پایداری نیز ممبران عملکرد مطلوبی داشت. در طول ۷۲ ساعت آزمایش، تغییرات راندمان کمتر از نیم درصد بود. این مسئله نشان می‌دهد که ممبران در شرایط پایدار قادر است کیفیت آب را در سطح مطلوب حفظ کند.

علاوه بر راندمان بالا، ظرفیت تولید آب نیز قابل توجه بود. این ممبران توانست روزانه حدود ۱۰ متر مکعب آب تصفیه‌شده تولید کند که برای بسیاری از کاربردهای صنعتی عدد مناسبی است.

مقایسه ممبران‌های مختلف

برای اینکه بهتر متوجه تفاوت‌ها شوید، نتایج زیر را در قالب یک جدول ساده آورده‌ایم:

چه عواملی روی کیفیت دفع نمک اثر می‌گذارند؟

راندمان دفع نمک در ممبران همیشه ثابت نیست و به عوامل زیادی بستگی دارد. اولین عامل کیفیت اولیه آب ورودی است. اگر میزان شوری آب ها خیلی بالا باشد، فشار بیشتری لازم است و ممبران سخت‌تر کار می‌کند. دومین عامل، نگهداری درست از ممبران است. اگر شست‌وشو به‌موقع انجام نشود، رسوبات روی غشا می‌نشینند و کارایی آن کاهش می‌یابد.

یکی دیگر از عوامل، استفاده از شوینده‌های مناسب است. در بازار مواد زیادی برای شست‌وشوی ممبران وجود دارد، اما همه آن‌ها کیفیت یکسانی ندارند. به همین دلیل پالایه‌سازان همیشه توصیه می‌کند از مواد شوینده ممبراناختصاصی استفاده شود که دقیقاً برای این نوع غشا طراحی شده‌اند.

عامل مهم دیگر شرایط عملیاتی است. دما و فشار باید در محدوده استاندارد باشند. اگر فشار خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، یا دمای آب بالا برود، غشای ممبران آسیب می‌بیند.

مزایا و چالش‌ها

برای درک بهتر موضوع، نگاهی به جدول زیر بیندازیم:

حرف آخر از زبان برند پالایه‌سازان

در پالایه‌سازان ما همیشه گفته‌ایم که کیفیت آب یعنی کیفیت زندگی. تجربه بیش از دو دهه فعالیت در صنعت تصفیه آب به ما آموخته که فقط تولید محصول کافی نیست؛ باید محصولی تولید شود که با شرایط واقعی ایران سازگار باشد. ممبران صنعتی ۳۷.۵ متر مربع دقیقاً با همین نگاه طراحی شده است.

این ممبران توانسته در پروژه‌های واقعی، حتی در سخت‌ترین شرایط، راندمانی نزدیک به ۹۸ درصد ارائه دهد. ما در پالایه‌سازان باور داریم که وقتی مشتری یک محصول از ما می‌خرد، باید مطمئن باشد که نه‌تنها کالایی استاندارد دریافت کرده، بلکه تیمی متخصص و پشتیبان پشت آن ایستاده است.

اگر شما هم با مشکل شوری آب مواجه هستید یا پروژه‌ای صنعتی دارید که نیاز به ممبران مطمئن دارد، وقت آن است تصمیمی جدی بگیرید. کارشناسان ما در پالایه‌سازان آماده‌اند تا به شما مشاوره رایگان بدهند و بهترین انتخاب را برای شرایط خاص شما معرفی کنند.

کافی است با ما تماس بگیرید یا از طریق سایت رسمی پالایه‌سازان درخواست خود را ثبت کنید. با انتخاب درست، می‌توانید مطمئن باشید که آب سالم و باکیفیت همیشه در دسترس شما خواهد بود.