فیلتراسیون آب یکی از روشهای حذف ذرات درشت از آب مثل: سنگ ریزه ها ، شن و ماسه ، گل و لای ، لجن ، جلبک ، زنگ زدگی داخل لوله ها می باشد . این روش توانایی پایین آوردTDS یا کاهش سختی آب را ندارد . از این روش برای تکمیل فرآیند تصفیه آب در سیستم های اسمز معکوس استفاده می شود. از این روش نیز برای تصفیه آب در ورودی های منازل مسکونی ، تجاری و مواردی از این قبیل استفاده می شود. روش فیلتراسیون آب امروزه در تصفیه آب کشاورزی، استخر، آکواریوم و … مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه با انواع، کاربرد ها و خواص این روش بیشتر آشنا می شویم. پس با ما همراه باشید:
فیلتراسیون
فیلتراسیون عموما برای جداسازی ذرات درشت تر مورد استفاده قرار می گیرد و در مورد ذرات بسیار ریزی مانند کلوئیدها ابتدا توسط فرآیندهایی مانند لخته سازی ابتدا توسط پلی الکترولیت ها لخته هایی با اندازه بزرگتر شکل گرفته و سپس توسط روش هایی مانند فیلتراسیون از آب جدا می شوند.
صاف کردن یا فیلتراسیون آب یک روش فیزیکی برای حذف ذرات معلق در هر مایع است. این ذرات معلق می توانند گل، رنگ، مواد آلی، پلانکتون و باکتری ها و یا ذرات حاصل از خوردگی باشند فیلترها (صافی) ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
الف) فیلترهای سطحی که عمل جدا شدن ذرات معلق از مایع فقط در عمق بسیار کم که همان سطح فیلتر می باشد، انجام می شود. مثل کاغذ صافی یا فیلترهای کیسه ای.
ب) فیلترهای عمقی که عمل جداشدن ذرات معلق از مایع در اعماق بستر انجام می شود مثل فیلترهای فشاری.
.
عوامل مؤثر در فيلتراسيون
دو عامل که در انتخاب نوع فیلتر و کارکرد آن مؤثر می‌باشد عبارت است از:
1. اندازه حفرات فيلتر
همان‌طور که گفته شد موادي با اندازه بزرگتر از حفرات فيلتر، در پشت آن باقي مي‌مانند و عبور نمي‌کنند، در نتيجه، براي جداسازي ذرات با اندازه مشخص بايد از فيلترهاي مناسب استفاده کرد.
2. مقدار ذراتي که در پشت فيلتر باقي مي‌مانند
ذراتي که در پشت فيلتر باقي مي‌مانند به مرور زمان و با استفاده مداوم از فيلتر بيش‌تر مي‌شوند. اين مسئله مي‌تواند باعث مسدود شدن روزنه‌هاي فيلتر شود. به اين دليل، بايد بعد از مدت زمان مشخصی، فيلتر را تعويض، و يا آن را پاک‌سازي نمود. اين مسئله که به گرفتگي فيلتر معروف مي‌باشد از اهميت زيادی برخوردار است. زيرا تعويض و يا حتي تميزکردن فيلتر هزينه‌بر است.
.
انواع فیلتراسیون آب
ميکروفيلتراسيون
ميکروفيلتراسيون فرايندي است که براي جداسازي ذرات، جامدات معلق کوچک و موادي ديگر مثل باکتري‌ها و کيست‌ها و مولکول‌هـا و ذراتي بزرگتر از 0/2 ميکرون استفاده مي‌شود.
آلترافيلتراسيون
در آلترافيلتراسيون مولکول‌هايي بزرگتر از 0/005 ميکرون جدا مي‌شوند. ابعاد حفره‌هاي فيلتر بين 2 تا 50 نانومتر است. اين فرايند براي جداسازي و تغليظ مواد کلوئيدي و سوسپانسيوني به کار مي‌رود.
اسمز معکوس
اسمز معکوس فرايندي است که آب در اثر اختلاف فشار از يک غشاي نازک عبور مي‌کند تا محتويات و مواد معدني شامل نمک، ويروس‌ها، سموم و ساير ترکيبات آلوده غير آلي را جدا کند و اتم ها و مولکول‌هايي در مقياس کوچکتر از 0.001 ميکرون را در محدوده يوني جدا مي‌کند.
.
كاربرد فيلترها
صنعت آب و فاضلاب
آب يکي از ضروري‌ترين عناصر حيات بر روي زمين است و اگر چه بيش از 70 صد از سطح کرة زمين را پوشانده است اما، کمتر از 3 درصد آن شيرين مي‌باشد. از اين مقدار 79 درصد به قله‌هاي يخي تعلق دارد، 20 درصد آن آبهاي زير زميني است که به راحتي قابل دسترسي نمي‌باشند و فقط 1 درصد آن شامل درياچه‌ها و رودخانه‌ها و چاه‌ها مي‌باشد که به راحتي به دست مي‌آيد. فرايند پاک‌سازي و تصفيه آب بسيار طولاني و زمان‌بر است. يکي از مراحل تصفیه آب جداکردن آلاينده‌ها از آن مي‌باشد که در اين مرحله از فيلتراسيون آب استفاده مي‌شود.
.
.
صنايع غذايي
صنعت لبنيات و ابمیوه و صنايع ديگري كه در حوزه‌ی صنايع غذايي قرار مي‌گيرند، يكي ديگر از مصرف‌كنندگان اصلي فرايند فيلتراسيون محسوب مي‌شوند. به طور مثال، سيستم‌هاي آلترافيلتراسيون در توليد پنير استفاده مي‌شوند، هم‌چنين از سيستم‌هاي فيلتراسيون در پاستوريزاسيون و هموژنيزاسيون نيز استفاده مي‌شود. امروزه بوسيله آلترافيلتراسيون توانسته‌اند اجزاي شير را تغليظ نموده و به طور جزء به جز ء جداسازي نمايند اين امر موجب شده است تا بتوان محصولات جديدي مطابق با نياز هاي مصرف کننده به بازار عرضه نمود.
صنايع داروسازی
توليد دارو با سيستم‌هاي مختلفي انجام مي‌شود. داروی تولید شده، نياز به خالص‌كردن دارد و اهميت خالص‌سازي دارو كمتر از توليد دارو نيست. به طوري كه توليد دارو 30 درصد از هزينه‌هاي دارو را دربرمي‌گيرد، در حالي كه 70 درصد هزينه‌ها، صرف خالص‌سازي دارو مي‌شود. مهم‌ترين مرحله خالص‌سازي، فرايند فيلتراسيون مي‌باشد. در خالص‌سازي ِ داروها از فرايندهايي مانند دياليز، ميكروفيلتراسيون و نانوفيلتراسيون استفاده مي‌شود.
خالص‌سازي گازها و تصفیه هوا
يكي از کاربردهاي اصلي فرايند فيلتراسيون تصفیه هوا و يا توليد گازهاي خالص، مانند اكسيژن خالص و نيثروژن خالص مي‌باشد كه اين گازها كاربردهاي صنعتي زيادي دارند. در فرايندهايی كه برای توليد اكسيژن و نيتروژن خالص به كار برده مي‌شود، از فيلتر استفاده مي‌شود.
يک مثال آشنا از کاربرد فيلترها براي تصفيه هوا، ماسکهاي صورت ميباشند. ماسکهاي معمولي که بيش‌تر در روزهاي آلوده از آنها استفاده مي‌کنيم، نوعي فيلتر دارند که به ذرات معلق هوا اجازه عبور نمي‌دهند و به اين ترتيب مانع رسيدن آلودگيها به مجاري تنفسي ما مي شوند.
همانگونه که در این مقاله مشاهده توزیع داده شد علاوه بر فیلتراسیون آب، فیلتر کردن و حذف به روش فیزیکی در صنایع مختلفی برای حذف ذرات جامد صورت می گیرد. از این رو آگاهی در این باره و انجام بررسی های بیشتر مورد نیاز و حیاتی است.
برخی از محصولات موجود در صنعت تصفیه ی آب:
فلوکولانت