أنظمة التناضح العكسي (التناضح العكسي)
معلومات عامة حول نظام التناضح العكسي التناضح العكسي (RO) ، الذي يستخدم في عمليات تنقية مياه الآبار ومياه البحر ، هو أكثر عمليات الترشيح حساسية ممكنة. يضمن نظام RO أنه حتى المواد الصلبة الأيونية يمكن فصلها عن الماء. يستخدم الغشاء شبه المنفذ كأداة رئيسية في أنظمة التناضح العكسي. يتم تنقية جزء الماء الذي يمكن تمريره إلى الجانب الآخر من الغشاء إلى حد كبير ، بينما يتم طرد الشوائب المركزة على الجانب الآخر. في أنظمة التناضح العكسي ، يتم استخدام مبدأ الترشيح الأفقي بشكل عام ، ويكون للتدفق الأفقي تأثير تنظيف مستمر على سطح الغشاء. بينما يمر جزء من السائل إلى خط إنتاج الغشاء بمساعدة الضغط ، يتحرك الجزء الآخر باتجاه خط النفايات بتدفق موازٍ لسطح الغشاء ويزيل الشوائب (الأملاح ، المواد العضوية ، إلخ) المفصولة عن السائل من الغشاء. في عملية التناضح العكسي (RO) ، هناك حاجة إلى قوة دفع لتمرير السائل إلى الجانب الآخر من الغشاء. يتم الحصول على الدفع المطلوب بواسطة ضغط المضخة. كلما زاد الضغط ، زاد الدفع. مع زيادة تركيز السائل المتبقي على الغشاء ، تزداد أيضًا قوة الدفع المطلوبة لتمرير السائل إلى الجانب الآخر من الغشاء. أهم ميزة لنظام التناضح العكسي هي إزالة جميع الأملاح الذائبة الأخرى بالإضافة إلى عوامل مثل الصلابة و / أو القلوية في الماء عن طريق الترشيح على مستوى الأيونات. يمكن الحصول على مياه عالية الجودة بطريقة التناضح العكسي من مياه الآبار قليلة الملوحة و / أو مياه البحر ، وهي غير مناسبة للاستخدام ومياه الشرب بسبب ارتفاع ملوحة المياه فيها. في أنظمة التناضح العكسي (RO) ، يجب إزالة المواد الصلبة العالقة في الماء وبالتالي العكارة قبل الأغشية ، حيث يتم ترشيح الأيونات. من الضروري معرفة الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمياه الخام وتحليلها. مع نظام التناضح العكسي ، الذي تم تصميمه بشكل صحيح واستخدام معدات عالية الجودة ، يمكن الحصول على مياه عالية الجودة ومستمرة في ظروف تشغيل أكثر عملية واقتصادية مقارنة بأنظمة تحلية المياه الأخرى. التناضح العكسي ، المعروف أيضًا باسم الترشيح المفرط ، هو أكثر أنواع الترشيح المعروفة دقة. تتيح هذه العملية فصل الجسيمات في محلول ، بما في ذلك الأيونات الذائبة. يستخدم التناضح العكسي لتنقية المياه وإزالة الأملاح والشوائب الأخرى من أجل تحسين طعم أو رائحة أو خصائص أخرى للمياه. يمكن استخدامه أيضًا لتنقية السوائل مثل الجليكول والإيثانول التي يمكن أن تمر عبر الغشاء عن طريق فصل الأيونات والملوثات الأخرى في أجسامهم. منطقة الاستخدام الأكثر شيوعًا للتناضح العكسي هي تنقية المياه. يستخدم التناضح العكسي لإنتاج مياه عالية الجودة تلبي أكثر المواصفات صرامة المعمول بها حاليًا. يعمل التناضح العكسي مع غشاء شبه منفذ يسمح بتنقية السائل بالمرور مع الاحتفاظ بأي ملوثات متبقية. تستفيد معظم تقنيات التناضح العكسي من مبدأ التدفق العرضي ، والذي يمكّن الغشاء من التنظيف الذاتي باستمرار. بينما يمر جزء من السائل عبر الغشاء ، يستمر الباقي للأمام ويزيل المواد المحتجزة على سطح الغشاء. تحتاج عملية التناضح العكسي إلى قوة دافعة لدفع السائل عبر الغشاء ، والقوة الدافعة الأكثر شيوعًا هي طاقة ضغط المضخة. مع زيادة الضغط ، تزداد القوة الدافعة أيضًا. كلما زاد تركيز السائل المفصول ، زادت القوة الدافعة المطلوبة لتركيز السائل. يمكن أن يزيل التناضح العكسي البكتيريا والأملاح والسكر والبروتينات والجزيئات والأصباغ والمواد الأخرى ذات الأوزان الجزيئية من 150-250 دالتون أو أعلى. مع التناضح العكسي ، تزداد كفاءة إزالة الأيونات مع تأثير أحمال الجسيمات. وهذا يعني أن الأيونات الذائبة ذات الشحنة الأيونية ، مثل الأملاح ، تتم إزالتها بواسطة الغشاء بكفاءة أعلى من إزالة المواد غير المشحونة مثل المواد العضوية. كلما زاد حجم الجسيمات وزادت شحنتها الأيونية ، زادت كفاءة إزالتها بواسطة غشاء التناضح العكسي. مبادئ التشغيل يتم تنفيذ عملية التدفق المتقاطع بواسطة آلة تتكون من عناصر غشائية وأغلفة وأنابيب توصيل ومضخات وفلاتر أولية وأدوات تحكم وأدوات ضرورية للتشغيل. يجب اختيار اختيار الغشاء بعناية ، حيث أن التكلفة الإجمالية للأغشية تتراوح بين 15-40٪ من تكلفة جهاز RO أو UF ، ويجب استبدال الأغشية بشكل دوري
هناك العديد من أنواع الأغشية المتاحة ولكل منها خصائصه الخاصة. يجب مراعاة التحمل الكيميائي والتوافق الميكانيكي والغسيل وأداء إزالة الملوثات وأداء التدفق والتكلفة عند اختيار الغشاء. كما هو الحال مع الأجهزة الميكانيكية الأخرى ، يمكن أن تعمل أجهزة الترشيح عبر التدفق بكفاءة أكبر عندما يتطابق التصميم والمواد المستخدمة تمامًا مع بعضهما البعض. بمجرد اختيار الغشاء المناسب ، يجب عمل تصميم يضمن قيم التدفق المتقاطع والضغوط وعوائد مياه المنتج. ينتج عن التصميم الجيد جهاز ذو أداء مستقر ، ويتطلب تنظيفًا أو استبدالًا أقل للغشاء ، ويستهلك كميات معتدلة من الطاقة ، ويتطلب الحد الأدنى من المراقبة التشغيلية. قد يكون تحقيق معظم هذه المشكلات ممكنًا أيضًا من خلال المعالجة المسبقة لمياه مدخل وحدة التدفق المتقاطع. سيكون الاستثمار الذي سيتم إجراؤه في المعدات التي ستعمل على تكييف المياه بشكل صحيح قبل معالجة الغشاء منخفضًا جدًا مقارنة بالتكلفة الإجمالية ، ولكنه سيكون استثمارًا مهمًا للغاية نظرًا للفوائد العالية التي ستوفرها. من الضروري استخدام خرطوشة أو كيس مرشح لفصل المواد غير القابلة للذوبان حتى 5 ميكرون من الماء عند المدخل. غالبًا ما يكون من المفيد استخدام مرشحات متعددة الطبقات يمكنها أيضًا إزالة التعكر وتصفية المعادن المؤكسدة مثل الحديد والمنغنيز والحمض ومضادات التكلس للحفاظ على ذوبان الأملاح أو مضخات الجرعات لجرعات المبيدات الحيوية لمنع التلوث البيولوجي بسبب النمو البيولوجي. اعتمادًا على طبيعة الماء الداخل ، يمكن أيضًا استخدام وحدات المعالجة المسبقة مثل خزانات الترسيب أو مرشحات الكربون المنشط. مع المعالجة المسبقة الجيدة ، لن يفرض الغشاء الموجود في جهاز التدفق العرضي عبء تشغيل أكبر مما كان متوقعًا. ستكون النتيجة الأداء الأمثل وأقل تكلفة للوحدة. يتميز الترشيح عبر التدفق بقدرة فريدة على الترشيح والتنقية ، خاصة في إزالة الشوائب الذائبة بحجم أقل من 0.1 ميكرون. تكتسح عملية التدفق المتقاطع سطح الغشاء باستمرار ، مما يمنع تراكم الشوائب المحتبسة ، مما يجعل عمليات الترشيح الغشائي فعالة من حيث التكلفة. يعتمد العمل الناجح على الاختيار الجيد للغشاء وتصميم الجهاز والمعالجة المسبقة..