تقنية غشاء UF: التطبيقات الرئيسية والصيانة ودليل الاختيار

1. نظام الترشيح بالغشاء UF لمياه الشرب

أدى الطلب على مياه الشرب النظيفة والآمنة إلى اعتمادها على نطاق واسع نظام الترشيح الغشائي UF لمياه الشرب . تستفيد هذه الأنظمة من تقنية الترشيح الفائق (UF) لإزالة المواد الصلبة العالقة والبكتيريا والفيروسات والمركبات العضوية ذات الوزن الجزيئي العالي، مما يضمن نقاء المياه دون الحاجة إلى إضافات كيميائية.

كيف تعمل أغشية UF في معالجة مياه الشرب

تعمل أغشية UF على مبدأ استبعاد الحجم، وتتميز بأحجام مسام تتراوح عادة من 0.01 إلى 0.1 ميكرون. وهذا يسمح لهم بمنع الملوثات فعليًا مع السماح لجزيئات الماء والأملاح الذائبة بالمرور. على عكس طرق الترشيح التقليدية، لا يعتمد UF على المطهرات الكيميائية، مما يجعله حلاً صديقًا للبيئة.

نموذجي نظام الترشيح الغشائي UF لمياه الشرب يتكون من مراحل متعددة:

• الترشيح المسبق لإزالة الجسيمات والرواسب الكبيرة.
• وحدات الترشيح الفائق حيث يفصل الغشاء بين الكائنات الحية الدقيقة والغرويات.
• بعد العلاج (إذا لزم الأمر) مثل الكربون المنشط لتحسين الطعم.

المزايا الرئيسية على الطرق التقليدية

• إزالة مسببات الأمراض : يقضي بشكل فعال على البكتيريا (مثل الإشريكية القولونية) والفيروسات.
• استهلاك منخفض للطاقة : يعمل عند ضغوط أقل مقارنة بالتناضح العكسي (RO).
• الحد الأدنى من الاستخدام الكيميائي : يقلل الاعتماد على الكلور والمطهرات الأخرى.

2. كيفية تنظيف غشاء UF بشكل فعال

يتطلب الحفاظ على كفاءة نظام UF المعرفة كيفية تنظيف غشاء UF بشكل فعال . يمكن للقاذورات - الناجمة عن المواد العضوية، أو الرواسب غير العضوية، أو النمو البيولوجي - أن تقلل الأداء بشكل كبير إذا لم تتم معالجتها.

أنواع تلوث الغشاء

• القاذورات العضوية : ناتج عن المواد العضوية الطبيعية (NOM) أو الزيوت أو البروتينات.
• التحجيم غير العضوي : تنتج من كربونات الكالسيوم أو السيليكا أو أكاسيد المعادن.
• الحشف الحيوي : تراكم الأغشية الحيوية الميكروبية على سطح الغشاء.

طرق التنظيف الفيزيائية

1. الغسيل العكسي : عكس التدفق لطرد الجزيئات المحاصرة.
   • يعتمد التردد على جودة مياه التغذية (عادة كل 30-60 دقيقة).
   • ضغط الغسيل العكسي الأمثل يمنع تلف الألياف.
2. تطهير الهواء : إدخال فقاعات الهواء لفرك سطح الغشاء.
   • فعالة لتكوينات الألياف المجوفة.

3. غشاء UF من الألياف المجوفة مقابل الورقة المسطحة

الاختيار بين غشاء UF من الألياف المجوفة مقابل الصفيحة المسطحة يعتمد على الاحتياجات الخاصة بالتطبيق. كلا التكوينين لهما اختلافات هيكلية وتشغيلية متميزة.

مقارنة التصميم والآلية

• الألياف المجوفة :
  • الآلاف من الأنابيب الضيقة ذاتية الدعم.
  • كثافة تعبئة عالية (مساحة سطح كبيرة لكل وحدة حجم).
  • عرضة للانسداد ولكن من الأسهل الغسيل العكسي.
• ورقة مسطحة :
  • صفائح مكدسة مع فواصل لقنوات التدفق.
  • انخفاض خطر القاذورات ولكن البصمة الأكبر حجما.

4. أفضل غشاء UF لمعالجة مياه الصرف الصحي

اختيار أفضل غشاء UF لمعالجة مياه الصرف الصحي يتضمن تقييم متانة المواد، ومقاومة التلوث، وفعالية التكلفة.

معايير الاختيار الحاسمة

• مادة : PVDF (مقاوم للمواد الكيميائية) مقابل PES (عالي التدفق).
• حجم المسام : 0.02-0.05 ميكرومتر لمعظم النفايات السائلة الصناعية.
• تكوين الوحدة : الأنظمة المغمورة مقابل الأنظمة المضغوطة.

5. مقارنة حجم مسام غشاء UF

فهم مقارنة حجم مسام غشاء UF ضروري لمهام الفصل الدقيقة.

طيف حجم المسام والتطبيقات

• 0.1 ميكرومتر : يزيل البكتيريا والغرويات الكبيرة.
• 0.01 ميكرومتر : يحتفظ بالفيروسات والبروتينات.