اولترا فیلتراسیون (UF) طی یک فرآیند فیزیکی ذرات جامد را براساس اندازه آن ها از مایع جداسازی می کند. Ultrafiltration (UF) یک فرآیند فیلتراسیون غشایی شبیه به اسمز معکوس Reverse Osmosis است که با استفاده از فشار هیدرواستاتیک آب را از میان یک غشای نیمه نفوذپذیر عبور می دهند. اندازه منافذ غشای اولترافیلتراسیون معمولاً 103 – 106 دالتون است. اولترافیلتراسیون (UF) یک مانع تحت فشار برای جامدات معلق، باکتری ها، ویروس ها، اندوتوکسین ها و سایر عوامل بیماری زا برای تولید آب با خلوص بسیار بالا و چگالی لجن پایین است.
اولترا فیلتراسیون (UF) نوعی فیلتراسیون غشایی است که در آن فشار هیدرواستاتیک مایع را بر روی یک غشای نیمه نفوذ پذیر عبور می دهد. مواد جامد معلق و املاح با وزن مولکولی بالا حفظ می شوند، در حالی که آب و املاح کم وزن مولکولی از غشاء عبور می کنند. اولترافیلتراسیون اساساً با اسمز معکوس ( آب شیرین کن صنعتی )، میکروفیلتراسیون یا نانوفیلتراسیون متفاوت نیست، مگر از نظر اندازه مولکولهایی که آن را حفظ می کند.
یک غشای یا به عبارت مناسب تر، یک غشای نیمه نفوذ پذیر، یک لایه نازک از مواد است که هنگام اعمال نیروی محرکه در غشاء، قادر به جدا کردن مواد است. هنگامی که یک فناوری مناسب فقط برای نمک زدایی در نظر گرفته شود، فرآیندهای غشایی به طور فزاینده ای برای از بین بردن باکتری ها و سایر میکروارگانیسم ها، مواد ذره ای و مواد آلی طبیعی مورد استفاده قرار می گیرند، که می توانند رنگ، سلیقه و بو را به آب منتقل کنند و با مواد ضد عفونی کننده واکنش نشان دهند تا مواد جانبی ضد عفونی شوند. (DBP)
از آنجا که پیشرفت در تولید غشاها و طراحی ماژول حاصل می شود، سرمایه و هزینه های عملیاتی رو به کاهش است. فرآیندهای غشایی فشار محور که در این زمینه مورد بحث قرار گرفته عبارتند از: میکروفیلتراسیون (MF)، اولترافیلتراسیون (UF)، نانو فیلتراسیون (NF) و اسمز معکوس (RO).
اولترافیلتراسیون (UF) برای از بین بردن ذرات کلوئیدی (0.01 تا 1.0 میکرون) از آب و برخی از بزرگترین آلاینده های محلول استفاده می شود. اندازه منافذ در غشای UF عمدتا وظیفه تعیین نوع و اندازه آلاینده های برداشته شده را دارد. به طور کلی، منافذ غشاء در اندازه از 0.005 تا 0.1 میکرون هستند. تولید کنندگان غشای UF هر محصول UF را به عنوان داشتن یک برش از وزن مولکولی خاص (MWC) طبقه بندی می کنند، که براساس اندازه ذرات آلاینده حذف شده بیان می شود. به طور مثال غشای UF 100000 MWC به این معنی است که وقتی آب حاوی یک ترکیب استاندارد معین با وزن مولکولی حدود 100000 دالتون به واحد UF تغذیه شود، تقریباً تمام ترکیبات از این غشا عبور نمی کنند.
موادی با وزن مولکولی 100000 دالتون دارای قطر در حدود 0.05 میکرون تا حدود 0.08 میکرون هستند. از غشاهای UF در جایی استفاده می شود که در اصل تمام ذرات کلوئیدی (از جمله بیشتر ارگانیسم های بیماری زا) باید از بین بروند، اما بیشتر مواد جامد محلول ممکن است بدون ایجاد مشکلی در پایین دست یا در آب نهایی از طریق غشاء عبور کنند. UF بیشتر کدورت را از آب خارج می کند.
نحوه عملکرد الترا فیلتراسیون
اولترافیلتراسیون از الیاف توخالی مواد غشایی استفاده می کند و آب خوراک یا درون پوسته یا در لامپ الیاف جریان می یابد. مواد جامد معلق و املاح با وزن مولکولی بالا حفظ می شوند، در حالی که آب و املاح کم وزن مولکولی از غشاء عبور می کنند. اولترافیلتراسیون اساساً با اسمز معکوس، میکروفیلتراسیون یا نانوفیلتراسیون متفاوت نیست، مگر از نظر اندازه مولکولی که آن را حفظ می کند. هنگامی که از لحاظ استراتژیک با سایر فن آوری های تصفیه در یک سیستم آب کامل ترکیب می شود، UF برای از بین بردن کلوئیدها، پروتئین ها، باکتری ها، پیروژن ها، پروتئین ها و ماکرومولکول های بزرگتر از اندازه منافذ غشاء از آب ایده آل است.
مزایا سیستم اولترافیلتراسیون
- عدم نیاز به مواد شیمیایی (منعقد کننده ها، لخته ها، ضد عفونی کننده ها، تنظیم pH)
- فیلتراسیون ذرات براساس اندازه ذرات آن ها
- کیفیت خوب و ثابت آب تصفیه شده از نظر حذف ذرات و میکروب ها
- فضای اشغالی اندک
- اتوماسیون ساده
- سازگار با محیط زیست
الترافیلتراسیون چه ترکیباتی را حذف می کند؟
- اندوتوکسین ها
- پلاستیک
- پروتئین ها
- سیلیس
- سیل
- دود
- ویروس ها
نگهداری و بهره برداری از سیستم های اولترافیلتراسیون
سیستم های اولترافیلتراسیون حاوی فیلترهای غشایی بسیار ریز هستند که باید به درستی تمیز شوند. فرآیند تمیز کردن مورد استفاده بستگی به این دارد که آیا از سیستم UF برای از بین بردن آلاینده های آلی یا معدنی یا حتی هر دو استفاده می شود. برای از بین بردن آلاینده های آلی پروتکل تمیز کردن کلی برای تمیز کردن غشاهای لوله ای استفاده از مواد شوینده قلیایی متوسط با فوم کم در 0.6٪ تا 1٪ برای حداکثر 40 تا 60 دقیقه است.
برای از بین بردن آلاینده های غیر آلی بهترین روش شست و شو با اسید سیتریک با غلظت حداکثر 3.0٪ است. اسید باید به مدت 1 تا 3 ساعت گردش کند. از اسید هیدروکلریک نیز می توان برای تمیز کردن غشاها استفاده کرد، همانطور که می تواند اسید اگزالیک، سولفوریک و نیتریک باشد.
