پوشش پلیمری غشاء اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون به منظور جلوگیری گرفتگی حفره های آن

فناوری پوشش دهی غشاء

:: نقطه ضعف غشاءها رسوب گیری آنها می‌باشد. هدف از فناوری که در ادامه بیان می‌شود، استفاده از پلیمر‌های پلی‌دوآمید و PEG- آمین به عنوان پوششی بر روی غشاء برای رفع مشکل رسوب‌گیری آن می‌باشد. بازار غشاء در جهان بسیار گسترده بوده و سالیانه حدود 10 بیلیون دلار در سال، غشاء خرید و فروش می‌شود. اما با گذشت طول عمر غشاء، بازده آن در اثر رسوب‌گیری و مسدود شدن حفرات آن کاهش می‌یابد. در اثر این رسوب‌گیری، هزینه‌های بالایی برای شست و شو و تعویض تحمیل می‌شود. فناوری پوشش پلیمری برای حل این مشکل و برای تمامی غشاء‌های مورداستفاده از MF تا RO کاربرد دارد.

:: در این روش اولین پوشش پلیمری برای آبدوست کردن سطح غشاء بوده و همچون لایه چسبنده-ای برای پوشش دوم که خواص ضد رسوبی دارد، عمل می‌کند.

عملکرد پوشش پلیمری غشاء در مقایسه با غشاء‌های سنتی

:: برای فرایند پوشش‌دهی، غشاء را در داخل ماده پلیمری غوطه‌ور می‌سازند. پلیمر دوپامین همانند یک لایه چسبنده با ضخامت nm10- 5 بر روی غشاء قرار می‌گیرد و لایه PEG- آمین بر روی آن با خاصیت ضد رسوبی اضافه می‌شود. لایه آبدوست، آب را از غشاء به روی سطح کشانده و TMP را در عرض غشاء کاهش می‌دهد. به طور کلی با استفاده از این روش 100- 10 برابر کاهش در میزان چسبندگی پروتئین‌ها، 10- 5 برابر کاهش در چسبندگی روغن و باکتری‌ها مشاهده می‌شود. در نتیجه این کاهش چسبندگی غشاء، تعداد دفعات پاکسازی غشاء 5- 4 برابر کاهش می‌یابد.

:: با انجام آزمایش‌ها در سیستم‌های پوشش داده شده در مورد تمام غشاء‌های از MF تا UF، تغییرات اساسی در فشار تراغشایی(TMP) و سرعت جریان درون غشایی مشاهده می‌شود که این تغییرات بدون دخالت مواد شیمیایی ایجاد می‌شود. نتایج آزمایش‌ها بر روی غشاء‌های مختلف به صورت زیر بدست آمده است.

  • ‌آزمایشات بر روی بیوراکتور UF نشان داده است که TMP، %40- 30 پایین‌تر و پایداری TMP در طول غشاء بیشتر بوده است.
  • ‌در غشاء UF، %50- 40 سرعت جریان بیشتر و %30 TMP پایین‌تر و %90-80 سرعت جریان ویژه بالاتر بدست آمده است.
  • ‌پایلوت تولید آب RO، دفع بهتری از نمک را نشان داده، در حالی‌که هیچ رسوبی در طی 30 روز عملیات ظاهر نشده و این پایلوت جریان‌هایی با TDS بالا را تصفیه می‌کند. از آنجایی که غشاء RO یک غشاء غیرمتخلخل است، اضافه کردن پوشش پلیمری باعث تغییر نفوذپذیری آن می‌شود. در شرایط پوشش‌دهی بهینه غشاء RO، سرعت جریان %7- 5 کاهش می‌یابد ولی ظرف چند ساعت پس از استفاده، سرعت جریان حتی نسبت به حالت بدون پوشش آن نیز بهبود پیدا می‌کند.
  • ‌در پایلوت شیرین‌سازی آب با غشاء MF، در طول 35 روز از شروع کار و بدون به‌کارگیری مواد شیمیایی، افت سرعت جریان مشاهده نشده و پس از آن افت سرعت جریان (از40 تا 25 GFD)دیده شده است.در صورتی که غشاء‌های بدون پوشش به صورت روزانه شست و شو داده می‌شوند.

کاربرد‌ها ، مزایا و هزینه‌ها

:: پوشش دوپامین در بسیاری از فرایند‌هایی که تولید رسوب دارند، قابل استفاده است. این فرایند‌ها شامل شیرین‌سازی آب، تصفیه‌خانه‌های سنتی آّب و ... می‌باشد. کاربرد‌های ویژه این غشاء‌ها عبارتند از:

  • ‌پلی سولفونUF
  • ‌پلی آمید RO و NF
  • ‌پلی پروپیلنMF
  • ‌پلی تترا فلوئورو اتیلن MF

:: فناوری پوشش‌دهی با دوپامین، رسوب گیری را %50- 30 کاهش داده و %40- 25 از هزینه‌ها را کاهش می‌دهد که در نهایت %10 از هزینه مصرف‌کننده نهایی کاهش می‌یابد. صاحب این طرح امیدوار است که با مشارکت سرمایه‌گذاران این محصول را وارد بازار کند.


طراحی، برنامه نویسی و پشتیبانی فنی: مقداد شکیبا