کاربرد غشای پلیمری در نمک زدایی از آب

فرایندهای غشایی از مرسوم‌ترین روش‌ها برای شیرین‌سازی آب و حذف نمک‌ها از آب‌های شور به شمار می‌آیند و با توجه به برآورد هزینه و مصرف انرژی، فرایندهای مناسبی هستند که کاربرد عملی گسترده‌ای دارند. طراحی غشاها به شکل ها و اندازه های گوناگون، انجام فرایند جداسازی در دمای محیط، کم ترین مصرف مواد شیمیایی مانند حلال‌ها و سایر افزودنی‌ها از برتری‌های فناوری غشایی نسبت به فرایندهای معمول و کلاسیک جداسازی می باشند. فرایندهای غشایی متفاوتی برای شیرین‌سازی آب استفاده می‌شود که شامل فرایندهای غشایی اسمز معکوس، الکترودیالیز، میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون می‌باشند که البته اهمیت دو روش اسمزمعکوس و الکترودیالیز از سایر روش‌ها بیش تر است.  غشاهای به کار رفته در صنعت شیرین‌سازی آب به طور عمده از انواع پلیمرها هستند و پلیمرها با توجه به تنوع ساختاری و ویژگی ها از جایگاه ویژه‌ای دراین ‌بین برخوردارند به‌طوری‌که دامنه کاربرد آن‌ها در فرایندهای غشایی در حال افزایش است. از مناسب‌ترین و کارآمدترین غشاهای پلیمری قابل کاربرد در کشور می‌توان به سلولزاستات، غشاهای کامپوزیتی پلی آمید، پلی سولفون ، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن ، پلی کربنات، پلی تترا فلورو اتیلن، پلی وینیلیدین فلوراید و پلی دی متیل سیلوکسان اشاره کرد. روش‌های مهم بهبود کارایی غشاهای پلیمری برای نمک‌زدایی از آب شامل موردهای بسیاری است که تهیه کوپلیمرها و همچنین آمیزه‌های پلیمری، انجام اصلاح های شیمیایی بر روی ساختار پلیمرها و یا عامل دار کردن شیمیایی آن‌ها، تهیه کامپوزیت‌ها، و انجام اصلاحات فیزیکی و یا شیمیایی در سطح برخی پلیمرها از اولویت بالاتری برخوردارند که باید به بروز تلفیقی از ویژگی های دلخواه مکانیکی، آب ‌دوستی، شیمیایی، گرمایی و مقاومت هیدرولیزی در پلیمر منجر شود و در همان حال پلیمر مربوطه از شار و طرد نمک چشمگیری نیز برخوردار باشد. در این مقاله، فرایندهای غشایی و پلیمرهای گوناگون مورداستفاده در این صنعت معرفی خواهند شد.

Application of Polymeric Membrane in Water Desalination

Membrane processes are among the common methods for water sweetening and desalination, however, due to the cost and energy consumption, membrane processes are more suitable and have more practical applications. Designing of membranes in different shapes and dimensions, performing of separation process at room temperature, minimum consumption of chemical materials including solvents, and other additives are among the advantages of membrane process in respect to classical and common separation processes. Different membrane processes are used for water sweetening including reverse osmosis, electrodialysis, microfiltration, ultrafiltration, and nanofiltration membrane processes in which the reverse osmosis and electrodialysis methods are more important. Polymers are commonly used as membranes for the water sweetening industry, and due to their versatile structures and properties have a specific position in such a way that their applications are growing steadily. The most suitable and efficient polymeric membranes applied in the country are cellulose acetate, polyamide composite membranes, polysulfone, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and polydimethylsiloxane. There are different methods for improving the efficiency of polymeric membranes in the water desalination process in which preparation of copolymers and polymer blends, chemical modifications on the polymeric structure or their chemical functionalization, preparation of composites, and physical or chemical modifications on the surface of some polymers are more important that should be resulted in a suitable collection of physical, hydrophobic, chemical, thermal, and hydrolytic stability of the polymer and also led to remarkable flux and salt rejection. In this article, different membrane processes, and polymers that are applying in this industry is briefly introduced.