ماژول فاصله دار (STRO)

ماژول های لوله ای فاصله دار (STRO: space tube reverse osmosis)از لحاظ نوع کاربرد بسیار مشابه ممبران های DTRO هستند و برای خالص سازی و تصفیه پساب های بسیار آلوده و پیچیده با TDS بالا و همچنین شیرین سازی آب های بسیار شور مناسب می باشند. در این ممبران ها نیز از غشاهای نیمه تراوای بسیار نازک پلی آمیدی استفاده شده و ساختار و نوع جریان آب در این ممبران ها باعث می شود که میزان رسوب زایی و پلاریزاسیون در آنها بسیار پایین تر از سایر ممبران ها باشد. همانند ممبران DTRO، در فیلترهای لوله ای فاصله دار تمرکز اصلی بر روی ایجاد جریان ورودی پر تلاطم برای جلوگیری از تشکیل رسوب است اما نوع ایجاد این نوع جریان در ممبران های STRO با اسمز معکوس دیسک فرق می کند که در ادامه به این موضوع می پردازیم.  
همچون ممبران های اسمز معکوس دیسک، ازاین ممبران ها به طور اختصاصی برای تصفیه شیرابه های پسماند  استفاده می شود. از آنجایی که این ممبران ها قادر به عملکرد یکپارچه با راندمان بالا در انواع محیط های اسیدی و قلیایی هستند و همچنین به دلیل مقاومت بالای آنها در شرایط سخت می توان از آنها در طیف گسترده ای از صنایع استفاده کرد.

ساختار ماژول لوله ای فاصله دار (STRO)

شکل این ممبران ها بسیار شبیه به نوع spiral wound است اما هم از لحاظ ساختار داخلی و هم نوع عملکرد با آنها تفاوت ها دارد. شکل زیر قسمت های مختلف ممبران  STRO را نشان می دهد:

این ماژول ها ساختاری ساندویچی دارند. بدین ترتیب که دارای یک لوله اسپیسر(فاصله دهنده) در مرکز سیستم بوده و یک ممبران دور این لوله را گرفته به طوری که لایه های غشا با زاویه ای 45 درجه  به دور لوله اسپیسر چیده شده اند.  

نوع چینش این ممبران به دور این لوله باعث ایجاد فضا بین غشاها می شود و به همین دلیل کلمه اسپیسر به این لوله مرکزی اطلاق شده است. همین فضا در نهایت باعث ایجاد کانال هایی برای راهیابی آب پرمیت به همین لوله مرکزی می شود. کانال های موجود در این ممبران بزرگ بوده و به دلیل چینش ممبران ها دارای زاویه 45 درجه می باشند. این موضوع باعث میشود که برخلاف ممبران های سنتی میزان تلاطم جریان آب بالا بوده و مقدار رسوب گیری منافذ بسیار کاهش یابد و همچنین میزان افت فشار در عملیات بسیار کمتر از سایر ممبران ها باشد. 
غشاهای به کار رفته شده در این ماژول ها از جنس پلی آمید بوده و جنس پوسته آنها از جنس فایبرگلاس می باشد. فرایند سیستم برای فیلتراسیون در این غشاها اسمز معکوس بوده تا بالاترین حد خالص سازی برای پسابهای آلوده صورت گیرد. 

نحوه عملکرد ماژول لوله ای فاصله دار (STRO)

عملکرد ممبران های STRO بر اساس شبکه کانال های مختلفی است که در تمام ساختار آن وجود دارد. آب خام یا پساب با استفاده از کانال بزرگی وارد سیستم شده و عمل فیلتراسیون با استفاده از فرآیند اسمز معکوس توسط غشا هایی که به دور لوله اسپیسر وجود دارد انجام میگیرد. در هر نوبت فیلتراسیون توسط این غشاها مقداری آب پرمیت تولید می شود که توسط کانال هایی که بر اثر چینش غشاها تشکیل شده به درون لوله اسپیسر راه پیدا می کنند. بدین ترتیب آب پرمیت توسط لوله اسپیسر جمع آوری و از سیستم خارج می شود. پساب شور و آلوده حاصل از فیلتراسیون نیز در انتهای سیستم جمع آوری و توسط کانالی جداگانه خارج می شود. 

مزایای ماژول لوله ای فاصله دار(STRO)

میزان تجمع رسوبات و پلاریزاسیون در این فیلترها حتی با وجود آب تغذیه بسیار شور و یا پساب هایی با میزان آلودگی های بالا نسبت به سایر فیلترهای اسمز معکوس بسیار کمتر بوده که این موضوع هزینه های شستشوی دوره ای و یا تعویض فیلترها را به میزان چشمگیری کاهش می دهد.همچنین، به دلیل کانال های بزرگی که در بین غشاها وجود دارد شستشوی این ممبران بسیار راحت تر میباشد. از طرف دیگر طراحی و ساختار این سیستم ها به نحوی است که در صورت نیاز به تعمیرات، قطعات آنها به راحتی جداسازی و سرهم بندی می شوند. این ممبران ها قادر به عملیات ثابت در محیط های اسیدی و شیمیایی و دماهایی تا 45 درجه سانتی گراد بوده و دچار آسیب نمی شوند.

کاربرد ماژول لوله ای فاصله دار (STRO)

ممبران های STRO همانند نوع اسمز معکوس دیسک راندمان بالایی در تصفیه پساب هایی با غلظت زیاد مواد آلی محلول دارند و به طور اختصاصی برای تصفیه شیرابه های حاصل از پسماندها در زمین های دفن زباله ساخته شده اند. پساب هایی که دارای غلظت بالایی از انواع فاکتورهای آلودگی بوده و تصفیه آنها به روش های معمول امکان پذیر نیست را می توان توسط این ممبران پاک سازی کرد. همچنین این ممبران ها توانایی بالایی در فیلتراسیون و خالص سازی آب های شور دارند. میزان شیرین سازی آبهای بسیار شور توسط این ممبران ها چیزی در حدود %99 درصد می باشد. این ممبران ها قادر به تحمل انواع محیط های شیمیایی سخت بوده و بنابراین از آنها می توان در طیف گسترده ای از صنایع استفاده کرد. کاربرد ممبران های STRO به طور خلاصه شامل موارد زیر می باشد:
● تصفیه شیرابه های پسماندها
● تصفیه فاضلاب های بسیار آلوده و پیچیده
● تصفیه آب دریا یا پساب های بسیار شور
● سولفورزدایی از پساب
● تصفیه فاضلاب هایی با ویسکوزیته بالا و مواد معلق زیاد مانند پسابهای صنایع غذایی
● خالص سازی و جداسازی ترکیبات مهم برای تولید دارو
● تصفیه، بازیابی و استفاده مجدد از پساب های دیگ های بخار نیروگاه ها و معادن

مقایسه ماژول های DTRO و STRO

هر دوی این فناوری ها گزینه های مناسبی برای تصفیه شیرابه های زباله و آبهای شور می باشند. به طور کلی میزان تجمع رسوب در ماژول های اسمز معکوس دیسک نسبت به STRO کمتر بوده و در نتیجه از آنها می توان جهت تصفیه پساب هایی با مواد جامد معلق بالاتر و آلودگی های بیشتر استفاده کرد. یکی از دلایل این موضوع تعداد دیسک هایی که می توان در سیستم DTRO استفاده کرد. با توجه به ابعاد ماژول، این تعداد می تواند بین صدها تا هزارها دیسک متغیر باشد. این در حالی است که ماژول های STRO تنها شامل یک ممبران می باشند که لوله اسپیسر را محاصره کرده است. 
با این وجود هر دو این ماژول ها در مقایسه با ممبران های اسمز معکوس سنتی توانایی بسیار بیشتری در فیلتراسیون آب و فاضلاب دارند و راندمان بسیار بالایی را در انواع صنایع و سیستم های تصفیه آب و فاضلاب از خود نشان داده اند.