میکرو فیلترها(MF): دارای بزرگترین اندازه طبقه فیلتراسیون غشایی میباشد. کارایی این فیلترها جهت جداسازی ذرات معلق از مواد محلول میباشد.
الترافیلتر ها(UF): این فیلترها جهت جداسازی ماکروملکولهای بزرگ مانند پروتئینها و مواد نشاسته ای بکار میرود و با Molecular Weight Cut-off طبقه بندی میشود که به عنوان کوچکترین مولکول شناخته میشود. این فرایند با اختلاف فشار بین bar 1 تا bar10 صورت میگیرد.
نانو فیلترها(NF): غشایی که مولکولهای محلول در رنج ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ دالتون را در وزن مولکولی نگه میدارد. غشاهای نانو فیلترهای با Molecular Weight Cut-off مانند غشاهای الترافیلتر و یا با درصد عدم رد کلرید سدیم مانند غشاهای اسمز معکوس طبقه بندی میشوند. نانو فیلتراسیون از نظر هزینه انرژی و دفع یون و ابعاد سوراخ در بین روشهای دیگر شرایط بهینه ای را ایجاد کرده است. این فرایند با اختلاف فشار بین bar 5 تا bar40 صورت میگیرد.
اسمز معکوس(RO): این غشاها شامل ریزترین غشاها میشود. غشاهای اسمز معکوس با درصد عدم کلرید سدیم در محلول آبی تحت شرایط خاص و از رنج ۹۵ تا ۵/۹۹ درصد طبقه بندی میشوند. اسمز معکوس فرایند غشایی پر فشاری است که آب را به سمت یک غشای نازک میراند تا محتویات و مواد معدنی شامل نمک، ویروسها، سموم و سایر ترکیبات آلوده غیر آلی را جدا کند و اتمها و مولکولهایی در مقیاس کوچکتر از ۰۰۱/۰ میکرون را در محدوده یونی جدا میکند. با اعمال فشاری بالاتر از فشار اسمز به محلول نمکی آب از غشا عبور میکند و یونها پشت غشـا میمانند. پربازده ترین روش از نظر کیفی برای پاکسازی آب اسمز معکوس است. فرایند اسمز معکوس با اختلاف بین bar 10 تا bar100 صورت میگیرد. در فیلترهای مربوط به اسمز معکوس، ابعاد حفره ها به صفر میرسد و عبور محتویات از فضاهای بین مولکولی است.]۳[
انواع غشاء از حیث شکل
غشاها را میتوان به صورتهای مختلفی طبقه بندی کرد. غشا ها از لحاظ شکل به سه دسته مسطح (Flat) و لوله ای (Tubular) و مارپیچی (Spiral Wound) تقسیم بندی میشوند.]۲۳[
غشاهای مسطح (FLAT)
در صفحه، قاب و سیستمهای مارپیچ استفاده میشوند. غشاهای لولهای در رشته های نازک تو خالی، سیستم لولهای و رشتهای بکار میروند. غشاهای مسطح نسبتاً ساده آماده شده و می تواند توسط یک پلیمر بر روی یک قاب یا بدنه قرار گیرند. این غشاها نسبت به غشای HF گرانتر بوده و فضای بیشتری را اشغال می کند.
شکل( ۲‑۶) غشا مسطح مورد استفاده در بیوراکتورهای غشایی
غشاهای لوله ای (TUBULAR)
کاربرد غشاهای رشتهای و رشتهای نازک توخالی در MBRهای مستغرق میباشد. که دارای تراکم بالا و هزینه پایین هستند و استفاده از غشاهای بیشتر و کاربری آنها در فلاکسهای کمتر را ممکن میسازد. غشای رشتهای در الترافیلتر ها استفاده میشود. استفاده از فرایندهای غشایی در زمینه تصفیه پسابها گسترش زیادی پیدا کرده است. در این مقاله جداسازی آمونیاک از محلول آبی توسط تماس دهندهی غشایی هالوفایبر از جنس پلیپروپیلن مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای مختلف بر میزان جدا سازی آمونیاک مورد تحقیق تجربی قرار گرفت و در نهایت شرایط بهینه تعیین گردید . آزمایشات نشان داد که در شرایط مناسب غشاء تقریباً به طور کامل آمونیاک را حذف میکند و عواملی نظیر غلظت خوراک و حضور یونهای اضافی محدودیتی برای میزان جداسازی اعمال نمیکند
شکل( ۲‑۷) غشا هالو فایبر یا رشته ای مورد استفاده در بیوراکتورهای غشایی
غشاهای رشته ای به سه دسته زیر تقسیم میگردند:
غشاهای رشتهای با قطر کمتر از ۵/۰ میلی متر (Hollow Fiber Membrane)
غشاهای رشتهای با قطر ۵-۵/۰ میلی متر (Capillary Membrane)
غشاهای لولهای با قطر کمتر از ۵ میلی متر (Tubular Membrane)
اسپیرال (SPIRAL-WOUND)
در این نوع از غشا، لایه های غشا به صورت مارپیچی یا فنری روی هم قرار گرفتهاند. بنابراین سیال جهت عبور از آن باید از چند لایه عبور نماید
شکل( ۲‑۸) غشای اسپیرال
مقایسه و ویژگی انواع غشاء ها
به طور کلی با توجه به هدف تصفیه و ویژگی شرایط جریان ورودی و خروجی از یکی غشاء های مسطح، اسپیرال و یا هالوفایبر در سیستم تصفیه غشایی مورد استفاده قرار میگیرد. در هنگام تعیین غشاء باید به عوامل مختلفی توجه کرد که از جمله این عوامل ویژگی و شرایط کاری هر نوع غشاء میباشد. شرایط کاری برای هر سه نوع غشاء مسطح، اسپیرال و هالوفایبر در سیستم تصفیه غشایی در جدولهای زیر آورده شده است.]۲۴[
جدول( ۲‑۲) مقایسه اشکال مختلف غشاهای مورد استفاده در MBR از جنبه های گوناگون
شکل | هزینه | توسعه آشفتگی | کاربرد |
Plate & frame | زیاد | متوسط | MBR |
Spiral-wound | کم | ضعیف | RO,UF |
Hollow fiber | خیلی کم | خیلی ضعیف | MF,RO |