01 ما هو الترشيح النانوي؟
الترشيح النانوي (NF) عبارة عن تقنية فصل غشائي موضوعة بين الترشيح الفائق (UF) والتناضح العكسي (RO). نشأ هذا المفهوم في السبعينيات. في مرحلتها المبكرة، تمت الإشارة إلى أغشية NF أحيانًا باسم "أغشية RO السائبة" نظرًا لرفضها الأقل للملح مقارنةً بـ RO، و"الأغشية اللينة" بسبب كفاءتها العالية في إزالة الأيونات ثنائية التكافؤ مثل الكالسيوم والمغنيسيوم. بحلول التسعينيات، أصبح مصطلح "غشاء الترشيح النانوي" (NF) مقبولًا على نطاق واسع، مما سلط الضوء على حجم المسام بمقياس النانومتر - (1–3 نانومتر).
02 الاختلافات الرئيسية بين أغشية NF وRO
- حجم المسام: تحتوي أغشية NF عادةً على مسام تتراوح من 1 إلى 3 نانومتر، بينما تكون أغشية RO أكثر إحكامًا عند 0.2 إلى 0.8 نانومتر.
- القدرة على الانفصال: تُظهر أغشية NF قطعًا للوزن الجزيئي يبلغ حوالي 200-2000 Da، مما يسد فجوة الأداء بين UF وRO.
- التنوع المادي: أغشية RO مصنوعة بشكل أساسي من مادة البولي أميد العطرية، بينما تستخدم أغشية NF نطاقًا أوسع من المواد، بما في ذلك مادة البولي أميد والبولي-بيبرازين والبولي إيثرسولفون المسلفن، مما يتيح خصائص فصل متنوعة.
- ضغط التشغيل: تتطلب أنظمة NF ضغط تشغيل أقل بكثير مقارنة بـ RO، مما يؤدي إلى تقليل استهلاك الطاقة.
- آلية الفصل: يعتمد RO بشكل أساسي على آلية "الحل-الانتشار"، بينما يجمع NF بين "تأثير الغربلة" و"تأثير دونان". ونتيجة لذلك، تقوم أغشية NF بإزالة الأملاح متعددة التكافؤ (على سبيل المثال، MgSO₄) بكفاءة أعلى من 98%، ولكن معدل رفضها للأملاح أحادية التكافؤ مثل كلوريد الصوديوم يتراوح عادة بين 40-60%.
03 آفاق تطبيق الأغشية NF
- التطبيقات الصناعية: تستخدم أغشية NF على نطاق واسع في عمليات الفصل والتركيز. وفي معالجة المياه، فهي فعالة في إزالة الكبريتات والصلابة واللون والرائحة والتطهير بواسطة المنتجات- والمبيدات الحشرية والمنظفات الصناعية والمواد العضوية المذابة.
- التطبيقات السكنية: أغشية NF مناسبة لإنتاج مياه الشرب، ويتم تطبيقها في أجهزة تنقية المياه المنزلية، وآلات الشرب المعدنية المباشرة-، وأنظمة المياه في الحرم الجامعي، مما يوفر الأمان والذوق المحسن.
