ما هو الفرق بين غشاء UF وغشاء NF؟

في مجال معالجة المياه المتطورة باستمرار ، ظهرت ترشيح الغشاء كتقنية حجر الزاوية لإنتاج مياه آمنة نظيفة. في حين أن هناك العديد من أنواع الأغشية ، إلا أن اثنان من الأكثر شيوعًا نوقش الترشيح الفائق (UF) و الترشيح النانوي (NF) . على الرغم من أن كلاهما من العمليات التي تعتمد على الضغط تستخدم حاجزًا شبه مستقر لفصل الملوثات عن السائل ، إلا أنها مصممة لأغراض مختلفة تمامًا. يكمن التمييز الأساسي بينهما في عامل حرج واحد: حجم المسام .

الأغشية الفائقة (UF) : الغربال الناعم

الترشيح الفائق هي عملية غشاء تعمل بشكل أساسي على مبدأ استبعاد الحجم ، يتصرف مثل غربال جيد جدا. أغشية UF لها حجم مسام نموذجي يتراوح من 0.01 إلى 0.1 ميكرون أو 10 إلى 100 نانومتر. بنية المسام هذه فعالة للغاية في منع جسديًا مجموعة واسعة من الجزيئات والكائنات الحية الدقيقة.

تشمل الملوثات الأساسية التي تم تصميم أغشية UF لإزالتها:

• المواد الصلبة المعلقة و الغرويات التي تسبب التعكر.

• البكتيريا و بروتوزوا ، مثل الجيارديا و cryptosporidium .

• الفيروسات (معظم الأنواع ، على الرغم من أن بعض الفيروسات الأصغر قد تمر).

• الوزن الجزيئي العالي المركبات العضوية والجزيئات الكبيرة.

لأن أغشية UF لها مسام كبيرة نسبيًا مقارنة بتقنيات الأغشية الأخرى مثل NF أو التناضح العكسي (RO) ، فهي تتطلب ضغوط التشغيل أقل ، عادة في حدود 15 إلى 100 رطل (1 إلى 7 بار). هذا يجعل أنظمة UF أكثر كفاءة في الطاقة وفعالية من حيث التكلفة للتطبيقات حيث الهدف الأساسي هو إزالة المادة الجسيمية والكائنات الحية الدقيقة. وتشمل التطبيقات الشائعة تنقية مياه الشرب ، وإعادة تدوير مياه الصرف الصحي ، وكحاسام حاسمة خطوة ما قبل المعالجة بالنسبة لأنظمة الأغشية الأكثر تقدماً مثل RO ، والتي تحمي الأغشية المصب من القاذورات.

الترشيح النانوي (NF) الأغشية : ما وراء الغربال

غالبًا ما يشار إلى أغشية الترشيح النانوية على أنها أغشية "فضفاضة" لأن حجم مسامها يقع بين UF و RO. تحتوي أغشية NF على حجم مسام أدق ، عادة في نطاق 0.001 إلى 0.01 ميكرون أو 1 إلى 10 نانومتر. يسمح هذا حجم المسام الأصغر بشكل كبير NF بفصل الملوثات الأصغر بكثير التي من شأنها أن تمر بسهولة عبر غشاء UF.

ما وراء استبعاد الحجم البسيط ، تعتمد أغشية NF أيضًا تنافر الشحن أو تأثير دوناان. معظم أغشية NF لها شحنة سلبية طفيفة على سطحها ، مما يساعد على صد أيونات مشحونة سلبية. تتيح هذه الآلية المزدوجة NF إزالة ليس فقط الملوثات المدرجة لـ UF ، ولكن أيضًا:

• أيونات ثنائية الثنائي مثل الكالسيوم ( $ج{أ}^2$ ) والمغنيسيوم ( $م{ز}^2$ ) ، والتي هي السبب الرئيسي لصلابة الماء.

• تأكيد أيونات أحادية التكافؤ (على سبيل المثال ، الصوديوم ، كلوريد) ، على الرغم من انخفاض معدل الرفض من RO.

• جزيئات عضوية أصغر مثل المبيدات و مبيدات الأعشاب .

بسبب مسامها الأصغر والحاجة إلى التغلب على الضغط الاسموزي ، تتطلب أنظمة NF ضغوط التشغيل أعلى من UF ، يتراوح عمومًا من 50 إلى 200 رطل (3.5 إلى 14 بار). يترجم هذا الضغط العالي إلى ارتفاع استهلاك الطاقة والتكاليف التشغيلية. ومع ذلك ، فإن إمكانيات NF الفريدة تجعلها الخيار المثالي لتطبيقات محددة ، وأبرزها تليين المياه و إزالة اللون ، و تحلية المياه الجزئية لمصادر المياه المالحة.

نظرة مقارنة: UF مقابل NF