نانوفیلتراسیون که عموما به عنوان حد واسط اولترافیلتراسیون ( ) و اسمز معکوس ( ) تع ریف می‌شود، یک فناوری به سرعت در حال رشد و در عین حل متناقض است. در واقع، این فرایند هم فرایندی مجزاست و هم فرایندی در حد واسط  و . آیا واقعا مساله خاصی در مورد این فرایند وجود دارد؟ آیا شایعات موجود درباره این که نانوفیلتراسیون تمحیدی تجاری برای فروش بیش تر این نوع غشای  است که به صورتی ویژه اصلاح شده قابل توجیه است؟ برخی برای پاسخ به این سوال، به محدوده‌ای از غشاهای اولترافیلتراسیون با حد جداسازی جرم مولکولی که بر اساس میزان بازداری دسته بندی شده‌اند اشاره می‌کنند، هرچند مشخصه غشاهای  دفع نمک آن هاست.

جلد کتاب نمایی تا حدودی انتزاعی از یک حفره نانوفیلتراسیون را به تصویر می‌کشد که توسط مرکز فرآوری مایعات پیچیده با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی ثبت شده است. این تصویر بحث جدیدی را پیش می‌کشد.

فهرست مندرجات

مقدمه ناشر 13

1. مقدمه 15

2. تاریخچه غشاهای نانوفیلتراسیون (1960-1990) 21

2-1 مرور کلی 21

2-2 مقدمه 22

2-3 نسل اول غشاهای 24

2-3-1 غشاهای نامتقارن سلولز استات 26

2-3-2 نقایص غشاهای سلولزی 27

2-3-3 کمپلکس‌های پلی الکترولیت 28

2-3-4 غشاهای پلی آمید 29

2-3-5 غشاهای پلی سولفون و سایر غشاهای پلیمری 29

2-4 مطالعات اولیه در مورد غشاهای اسمز معکوس باردار (هایپرفیلتراسیون) 31

2-4-1 غشاهای دینامیک 31

2-4-2 غشاهای پلی الکترولیت 31

2-5 مدل‌های اولیه گزینش 32

2-6 دفع منفی نمک 35

2-6-1 محلول‌های تک الکترولیت 35

2-6-2 جداسازی از طریق دفع منفی نمک 35

2-7 توسعه ابتدایی  های صنعتی: اصلاح یونی غشاهای سلولز استات نامتقارن 37

2-8 غشاهای   کامپوزیت اولیه 39

2-8-1 مقدمه عمومی 39

2-8-2 بسپارش پلاسما 42

2-8-3 بسپارش پیوندزنی 43

2-9 غشاهای  کامپوزیت دهه 1980 44

2-9-1 غشاهای پیپرازین آمید 44

2-9-2 سایر غشاهای  کامپوزیت تولید شده در سطح مشترک 46

2-9-3 اصلاح غشاهای کامپوزیت  برای آوردن آن‌ها به محدوده 46

2-10 کامپوزیت‌های تولید شده از طریق ایجاد پیوندهای عرضی غیر سطح مشترک 47

2-10-1 کامپوزیت‌های پلی وینیل الکل 47

2-10-2 پلاستیک‌های مهندسی سولفون دار به عنوان موانع گزینشی 49

2-10-3 پلی اتیلن ایمین 50

2-11 غشاهای  پایدار شیمیایی 51

2-11-1 غشاهای نامتقارن پلیمری پایدار شیمیایی 51

2-11-2 غشاهای کامپوزیت با پایداری  و عوامل اکسنده 51

2-11-3 کامپوزیت های  پایدار در برابر حلال 53

2-11-4 غشاهای معدنی و هیبریدهای پلیمری- معدنی با پایداری شیمیایی 56

2-12 نتایج 58

منابع 60

3. جنس غشاهای نانوفيلتراسيون و روش‌های آماده‌سازی 67

3-1 مقدمه 67

3-2 وارونگی فازی 69

3-2-1 مقدمه 69

3-2-2 اصول بنيادی 70

3-2-3 نوع پليمر 74

3-2-4 ترکيب محلول قالب ريزی 75

3-2-5 فرآوری پس از قالب ريزی 79

3-2-6 حمام انعقاد 79

3-2-7 فرآوری پسينی 81

3-3 بسپارش سطح مشترک 82

3-3-1 مقدمه 82

3-3-2 زیرلایه ها 83

3-3-3 مونومرها 84

3-3-4 پارامترهای بسپارش 88

3-3-5 افزودنی ها 89

3-3-6 عمل آوری با فرابنفش/ بسپارش سطح مشترک تر 89

3-4 پوشش دهی 90

3-4-1 مقدمه 90

3-4-2 نمونه‌های ويژه 91

3-5 اصلاح سطحی غشا 94

3-5-1 مقدمه 94

3-5-2 فرآوری پلاسمایی 94

3-5-3 واکنش‌های کلاسيک آلی 94

3-5-4 پيوند زنی پليمر 97

3-5-5 اصلاح فتو شيميايي 99

3-5-6 اصلاح با سورفکتانت 99

3-6 غشاهای سراميکی 100

3-6-1 مقدمه 100

3-6-2 روال کلی 101

3-6-3 زيرکونيا 104

3-6-4 تيتانيا 104

3-6-5 آلومينا 105

3-6-6 هافنيا 106

3-6-7 اکسيد قلع 106

3-6-8 اکسيدهای مخلوط 107

3-6-9 زیرلایه ها 107

3-6-10 اصلاحات پس از سنتز 109

3-7 نتایج و دورنمای آینده 110

منابع 112

4. طراحی و عملکرد ماژول‌ها 119

4-1 مقدمه 119

4-1-1 نقش ماژول 120

4-1-2 قطبش غلظت و جريان عرضی 121

4-1-3 گرفتگی 127

4-2 انواع ماژول و ويژگی ها 128

4-2-1 قاب و صفحه 128

4-2-2 ماژول مارپيچ 129

4-2-3 ماژول لوله ای 131

4-2-4 ماژول‌های الياف توخالی و مويينه 132

4-2-5 ماژول‌های ديگر 133

4-2-6 ويژگی‌های ماژول 135

4-3 ماژول مارپيچ: طراحی 137

4-3-1 جداکننده‌های کانال خوراک 137

4-3-2 مدلسازی و بهينه سازی 145

4-4 راهبردهای افزايش شار 148

4-4-1 تنش بالا - ارتعاش غشا 149

4-4-2 تنش بالا-  ماژول‌های دارای قسمت‌های چرخنده و ثابت ( ) 149

4-4-3 حباب سازی 150

4-5 طراحی و عملکرد سيستم 151

4-5-1 آرايش‌های مختلف غشا 151

4-5-2 ديافيلتراسيون 155

4-6 نتیجه گیری 156

منابع 158

5. مشخصهيابی غشا 161

5-1 مقدمه 161

5-2 روش‌های مشخصه يابی غشاهای نانوفيلتراسيون 164

5-3 پارامترهای عملکردی 164

5-3-1 اندازه گيری دفع مولکول‌های باردار 164

5-3-2 دفع حل شونده‌های بدون بار 172

5-3-3 تراوایی آب خالص 182

5-4 پارامترهای مربوط به ريختار 182

5-4-1 ساختار متخلخل غشا 183

5-4-2 آب گريزی 190

5-4-3 ساختار شيميايي 192

5-5 پارامترهای مربوط به بار 195

5-5-1 اندازه گيری‌های الکتروسنتيک 196

5-5-2 حجم سنجی 198

5-5-3 طيف سنجی امپدانس 198

5-6 غشاهای نانوفيلتراسيون برای سيستم‌های غيرآبی 199

5-7 نتيجه‌گيري 202

5-7-1 پارامترهای عملکردی 202

5-7-2 پارامترهای ريختاری 203

5-7-3 پارامترهای بار 204

5-7-4 سيستم‌های غير آبی 204

منابع 205

6. مدلسازی عملکرد غشاهای نانوفيلتراسيون 211

6-1 مقدمه 211

6-2 پيش زمينه تاريخی 212

6-3 توصيف منطقی دفع و شار 214

6-3-1 دفع حل شونده‌های بدون بار 215

6-3-2  دفع نمک ها 222

6-4 در نظر گرفتن توزيع اندازه حفره ها 229

6-4-1 توزيع لگاريتمی اندازه حفره ها 230

6-4-2 انقطاع تابع توزيع لگاريتمی 235

6-4-3 دفع کل حل شونده‌های بدون بار 237

6-4-4 دفع کلی نمک ها 238

6-4-5 شار حجمی و تخلخل 239

6-4-6 کاربرد تحلیل کنونی 240

6-5 یک مدل خطی سازی شده برای محاسبات مهندسی 245

6-6 نتایج 251

منابع 254

7. گونه زایی شیمیایی و آثار آن در جداسازی نانوفیلتراسیون 259

7-1 مقدمه 259

7-2 گونه زایی شیمیایی 260

7-2-1 اثر قدرت یونی بر گونه زایی شیمیایی 263

7-2-2 اثر دما و فشار روی گونه زایی شیمیایی 265

7-3 مروری بر اثر اندازه حل شونده، بار و غلظت بر بازداری غشاهای نانوفیلتراسیون 267

7-4 فرایندهای انحلال موثر بر گونه زایی و بازداری 269

7-4-1 تبدیل‌های اسید- باز 270

7-4-2 کمپلکس سازی 277

7-4-3 ترسیب 280

7-4-4 اکسایش- کاهش 286

7-4-5 جذب سطحی 288

7-5 اثر قطبش غلظت بر گونه زایی و بازداری 290

7-5-1 فراروی حاصلضرب انحلال پذیری و ترسیب جامدات 291

7-5-2 کلوخه شدن ماکرومولکول‌ها و ترسیب جامدات 291

7-5-3 تشکیل کمپلکس‌های جایگزین و گونه‌های چند هسته ای 293

7-6 نتایج 293

منابع 295

8. گرفتگی در نانوفیلتراسیون 297

8-1 مقدمه 297

8-2 مشخصه یابی گرفتگی 302

8-2-1 اندازه گیری شار و پروتکل‌های گرفتگی 302

8-2-2 نرمال سازی عملکرد غشا 305

8-2-3 قابلیت گرفتگی آب خوراک 306

8-2-4 کالبد شکافی غشا 312

8-3 مکانیزم‌های گرفتگی 316

8-3-1 قطبش غلظت  ( ) 317

8-3-2 فشار اسمزی 321

8-3-3 جذب سطحی 321

8-3-4 تشکیل لایه ژل 323

8-3-5 تشکیل کیک و انسداد حفره ها 324

8-3-6 شار و شرایط عملیاتی بحرانی 325

8-3-7 سایر مکانیزم‌های گرفتگی 328

8-4 گرفتگی آلی 330

8-4-1 معرفی و تعریف گرفتگی آلی 330

8-4-2 عوامل متداول گرفتگی 331

8-4-3 جذب سطحی 334

8-4-4 تشکیل لایه ژل 337

8-4-5 تشکیل کیک 338

8-4-6 انسداد و بسته شدن حفره ها 339

8-4-7 اثر بر هم کنش‌های حل شونده‌ها و نمک ها 340

8-4-8 اثر گرفتگی بر بازداری 342

8-5 رسوب گذاری 344

8-5-1 معرفی و تعریف رسوب گذاری 344

8-5-2 انحلال پذیری و فوق اشباعیت نمک ها 347

8-5-3 عوامل متداول رسوب زایی 350

8-5-4 مشخصه یابی رسوب ها 354

8-5-5 مکانیزم‌های تشکیل رسوب 355

8-6 گرفتگی کلوئیدی و ذره ای 358

8-6-1 مقدمه 358

8-6-2 خواص کلوئیدی 359

8-6-3 خواص غشاهای NF 361

8-6-4 انتقال و نشست کلوئیدها 363

8-7 گرفتگی زیستی 368

8-7-1 مقدمه 368

8-7-2 بیوفیلم‌ها 369

8-7-3 شناسایی بیوفیلم‌ها در سیستم‌های غشایی 373

8-7-4 ترکیب میکروبی بیوفیلم‌های غشایی 374

8-7-5 نتایج تشکیل بیوفیلم در سیستم‌های غشایی 375

8-7-6 ماتریس بیوفیلم و کنترل آن 376

8-8 جلوگیری و تمیزکاری بیوفیلم 379

8-8-1 پیش فرآوری 379

8-8-2 اصلاح غشا برای جلوگیری از گرفتگی 379

8-8-3 روش‌های تمیزکاری 381

8-8-4 تعیین اثربخشی تمیزکاری 388

8-8-5 نمونه‌هایی از کاربرد تمیزکاری و پروتکل این فرایند 394

8-8-6 احیای محلول‌های تمیزکاری 396

8-9 نتایج 397

منابع 398