ما هو التناضح العكسي – تعريف التناضح العكسي
ما هو Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ – تعريÙ
Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ هو ÙÙŠ الأساس عكس عملية التناضØ. وجد العلماء أن كل ما هو مطلوب لعكس عملية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ù‡Ùˆ غشاء شبه ناÙØ° مناسب وتطبيق ضغط على Ù…Øلول Ø§Ù„Ù…Ù„Ø Ø§Ù„Ù…Ø±ÙƒØ² بجانب الضغط الخلÙÙŠ المطبق، مما يجبر الماء النقي على المرور خلال الغشاء شبه الناÙØ°. وبعبارة أخرى ØŒ Ùإن Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ هو العملية التي يتم Ùيها ضغط الماء المØتوي على Ø§Ù„Ø£Ù…Ù„Ø§Ø ØºÙŠØ± العضوية (المعادن) والمواد الصلبة العالقة والمواد العضوية القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان ØŒ والكائنات الدقيقة المائية ØŒ والغازات الذائبة (التي تسمى مجتمعة مكونات أو ملوثات المياه) تØت الضغط من خلال غشاء نص٠ناÙØ°. يشير Ù…ØµØ·Ù„Ø Ù†ØµÙ Ù†Ø§ÙØ° إلى غشاء ÙŠØ³Ù…Ø Ø¨Ø´ÙƒÙ„ انتقائي للماء بالمرور عبره بمعدل أعلى بكثير من معدل نقل أي مكونات موجودة ÙÙŠ الماء. معرÙØ© المزيد عن الأغشية مدÙوعة الضغط هنا. إذا تم Ùصل المياه ذات الملوØØ© العالية عن المياه ذات الملوØØ© المنخÙضة عبر غشاء نص٠ناÙØ° ØŒ تØدث عملية طبيعية لنقل المياه من جانب منخÙض الملوØØ© إلى جانب الملوØØ© المرتÙع من الغشاء إلى أن تصل الملوØØ© ÙÙŠ كلا الجانبين إلى Ù†Ùس المستوى. تركيز. تØدث هذه العملية الطبيعية لنقل المياه من خلال غشاء مدÙوع بتدرج الملوØØ© ÙÙŠ كل خلية Øية Ø› يعر٠باسم التناضØ.
إن الضغط الهيدروليكي المطبق على الغشاء بالماء أثناء نقله من جانب الملوØØ© المنخÙض من الغشاء إلى جانب الملوØØ© العالية يسمى الضغط التناضØÙŠ. الضغط التناضØÙŠ هو قوة طبيعية تشبه الجاذبية وتتناسب مع الÙرق ÙÙŠ تركيز المواد الصلبة الذائبة الكلية (Ø§Ù„Ø§Ù…Ù„Ø§Ø Ø§Ù„Ø°Ø§Ø¦Ø¨Ø©) على جانبي الغشاء ØŒ ودرجة Øرارة المياه المصدر ØŒ وأنواع الأيونات التي تشكل Ù…Øتوى المواد الصلبة الذائبة ÙÙŠ المياه المصدر . هذا الضغط مستقل عن نوع الغشاء Ù†Ùسه. من أجل إزالة المياه العذبة (قليلة الملوØØ©) من مياه مصدر عالية الملوØØ© باستخدام الÙصل الغشائي ØŒ يجب عكس Øركة الماء بداÙع Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø·Ø¨ÙŠØ¹ÙŠ ØŒ أي يجب نقل المياه العذبة من جانب الملوØØ© العالية الغشاء إلى جانب منخÙض الملوØØ©. من أجل هذا الانعكاس للاتجاه الطبيعي لتدÙÙ‚ المياه العذبة ØŒ يجب أن يتم ضغط ماء مصدر الملوØØ© العالي عند مستوى أعلى من الضغط التناضØÙŠ الذي ÙŠØدث بشكل طبيعي.
إذا كان ضغط الماء العالي الملوØØ© مستمرًا عند مستوى أعلى من الضغط التناضØÙŠ ÙˆÙقدان الضغط لنقل المياه عبر الغشاء ØŒ Ùإن تدÙقًا مستقرًا من المياه العذبة من جانب الملوØØ© العالي من الغشاء إلى انخÙاض الملوØØ© الجانب سيØدث ØŒ مما أدى إلى عملية رÙض Ø§Ù„Ù…Ù„Ø ÙˆØªØ±Ø§ÙƒÙ… على جانب واØد من الغشاء وإنتاج المياه العذبة من ناØية أخرى. وتعر٠هذه العملية من الØركة القسرية للمياه من خلال غشاء ÙÙŠ الاتجاه المعاكس للقوة التناضØية مدÙوعة من تدرج الملوØØ© باسم Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ.
معدل نقل المياه من خلال الغشاء هو عدة أوامر من Øجم أعلى من معدل مرور الأملاØ. هذا الÙارق الكبير بين معدلات مياة الماء ÙˆØ§Ù„Ù…Ù„Ø ÙŠØ³Ù…Ø Ù„Ø£Ù†Ø¸Ù…Ø© الأغشية لإنتاج المياه العذبة ذات المØتوى المعدني المنخÙض للغاية. يقاوم ضغط مياه التغذية التطبيقية الضغط التناضØÙŠ ويتغلب على Ùقدان الضغط الذي ÙŠØدث عندما ينتقل الماء خلال الغشاء ØŒ وبذلك يتم الØÙاظ على المياه العذبة على جانب منخÙض الملوØØ© (المنتÙخة) من الغشاء Øتى يخرج هذا الماء من غشاء الغشاء.
Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø ÙˆØ¹Ù…Ù„ÙŠØ© Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ
يتم الاØتÙاظ Ø§Ù„Ø£Ù…Ù„Ø§Ø Ø§Ù„ÙˆØ§Ø±Ø¯Ø© على الجانب مصدر المياه (المؤثر) من الغشاء وتركز. يتم اخلاؤهم ÙÙŠ النهاية من وعاء الغشاء للتخلص منها. ونتيجة لذلك ØŒ تؤدي عملية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ إلى تيارين – Ø£Øدهما من المياه العذبة ذات الملوØØ© المنخÙضة (المتخللة) وأØد مياه مصدر التغذية ذات الملوØØ© المرتÙعة (المركزات أو المØاليل الملØية أو الأسيتات) ØŒ كما هو Ù…ÙˆØ¶Ø ÙÙŠ الشكل أعلاه. ÙÙŠ Øين ترÙض أغشية شبه قابلة للتطبيق جميع المواد الصلبة المعلقة ØŒ Ùهي ليست Øاجزًا مطلقًا للمواد الصلبة الذائبة (المعادن والمواد العضوية على Øد٠سواء). بعض ممرات المواد الصلبة الذائبة سو٠تصاØب مرور المياه العذبة عبر الغشاء. تعتبر معدلات مرور الماء ÙˆØ§Ù„Ù…Ù„Ø Ù…Ù† الخصائص الرئيسية للأداء ÙÙŠ أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ.
يعمل نظام Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ الصناعي بالطريقة Ù†Ùسها كما هو موضØ. ÙŠÙرض ضغط القيادة الصاÙÙŠ (صاÙÙŠ ضغط التشغيل) الماء من خلال الغشاء. ÙÙŠ نظام Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ التشغيل ØŒ يتم ضغط مياه التغذية بواسطة مضخة الضغط العالي. بسبب صاÙÙŠ ضغط التشغيل ØŒ يتم إجبار جزء من مياه التغذية من خلال غشاء Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ القابل للدوران. الغشاء غير منÙذاً بالكامل (لن ÙŠØ³Ù…Ø Ø¨Ù…Ø±ÙˆØ± الجسيم) إلى جزيئات وناÙذاً قليلاً إلى المواد المذابة. الماء الذي يمر عبر الغشاء يسمى تخترق. يتخللها عادة جسيمات قليلة جدا Ùيها. ما لم يكن هناك عيب غشائي (ثقب) أو مشكلة أخرى ØŒ تم إنتاج أي جزيئات موجودة ÙÙŠ المتخل٠هناك (إما من البكتيريا أو المعدات). يتخلل المرطب أيضًا المواد الذائبة (كمية صغيرة من المواد الصلبة الذائبة تمر عبر الغشاء). وبالتالي ØŒ Ùإن المياه النقية عالية نسبياً. ÙŠÙˆØ¶Ø Ø§Ù„Ø´ÙƒÙ„ أدناه ÙˆØدة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ بالتنسيق الذي استخدمناه Øتى الآن.
Ù†ØÙ† نعلم أنه عندما نقوم بالضغط على مياه التغذية والمياه تمر عبر الغشاء ØŒ Ùإن مياه التغذية تتركز. إذا كان التركيز ÙÙŠ مياه التغذية عاليًا بما يكÙÙŠ ØŒ Ùسو٠يرتÙع الضغط الخلÙÙŠ التناضØÙŠ ليعطينا ÙÙŠ النهاية مستوى صاÙÙŠ ضغط التشغيل من الصÙر وسيتوق٠التدÙÙ‚. ÙÙŠ نظام Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ ØŒ إذن ØŒ يجب أن نزيل المواد المذابة من Ø³Ø·Ø Ø§Ù„ØºØ´Ø§Ø¡ بØيث لا يستمر الضغط الخلÙÙŠ التناضØÙŠ. يختل٠هذا عن الÙلاتر الأخرى التي اعتدنا استخدامها. معظم الÙلاتر التي تعاملنا معها ÙÙŠ Øياتنا كانت أنواع “التدÙÙ‚ الكامل” ØŒ “المتراكم” من الÙلاتر. “التدÙÙ‚ الكامل” يعني أن هناك تيارًا واØدًا ÙÙŠ (مياه التغذية) Ùˆ تيار واØد (رشاØØ©). يعني “التراكمي” أن “المادة” التي تتم تصÙيتها تتراكم ÙÙŠ الÙلتر أو ÙÙŠ الÙلتر.
من Ùلاتر القهوة ØŒ إلى Ùلاتر الخرطوشة ØŒ إلى Ùلاتر الوسائط المتعددة ØŒ كان هذا هو الØال. تدخل مياه التغذية ØŒ تتم إزالة “الأشياء” التي نريد إزالتها بواسطة الÙلتر. عندما ÙŠØµØ¨Ø Ø§Ù„Ùلتر ممتلئًا ØŒ Ùإننا نلغي أو نبدل الÙلتر. لا يمكن أن تكون أنظمة الأغشية ذات تدÙÙ‚ كامل أو تراكمية. مع غشاء Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ ØŒ نقوم بتصÙية الأيونات التي لها ضغط تناضØÙŠ. ماذا سيØدث إذا واصلنا تصÙية المواد الذائبة التي تنتج ضغطًا خلÙيًا تناضØيًا؟ الإجابة: ستتوق٠العملية.
لذلك ØŒ يجب أن يكون لوØدة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ الهواء تدÙÙ‚ التدÙÙ‚ الذي ينقل المواد المذابة والمعلقة. هذا تيار النÙايات يسمى مياه التركيز. لذلك ØŒ Ùإن ÙˆØدة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ هي التي تØتوي على تيار واØد يدخل إليه (تغذية الماء) ØŒ وأن هناك نوعان من التدÙقات الصادرة (المياه النظيÙØ© والمياه الملوثة المركزة).
يعرض الرسم التوضيØÙŠ التالي أيضًا ÙˆØدة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ مع تدÙÙ‚ ماء تغذية بمعدل 100 جالون ÙÙŠ الدقيقة (22.7 متر مكعب ÙÙŠ الساعة). بسبب صاÙÙŠ ضغط التشغيل المقدمة من مضخة الضغط العالي ØŒ يتم إجبار Øوالي 75 Ùª من مياه التغذية من خلال الغشاء. تتركز المياه والجسيمات العالقة والمواد الذائبة التي لا تمر عبر الغشاء وتترك ÙˆØدة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ كمادة مركزة.
اعتمادا على Øجمها وشØنتها الكهربائية ØŒ يتم الاØتÙاظ بمعظم مكونات المياه (المرÙوضة) على جانب تغذية غشاء Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ بينما يمر الماء النقي (المنتÙØ®) خلال الغشاء. ÙŠÙˆØ¶Ø Ø§Ù„Ø´ÙƒÙ„ أدناه Ø£Øجام وأنواع المواد الصلبة التي تم إزالتها بواسطة أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ بالمقارنة مع تقنيات Ø§Ù„ØªØ±Ø´ÙŠØ Ø§Ù„Ø£Ø®Ø±Ù‰ الشائعة الاستخدام. يمكن للأغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ رÙض الجسيمات والمواد الصلبة الذائبة من أي Øجم. ومع ذلك ØŒ Ùهم لا يرÙضون الغازات الجيدة ØŒ بسبب Øجمهم الجزيئي الصغير. عادة أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ إزالة أكثر من 90 ÙÙŠ المئة من المركبات من 200 دالتون (دا) أو أكثر. واØد دا يساوي 1.666054 × 10−24 جم. من Øيث الØجم المادي ØŒ يمكن لأغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ أن ترÙض المواد الصلبة ذات الØجم الأكبر من 1 (انجستروم) Ã…. وهذا يعني أنه بإمكانهم إزالة جميع المواد الصلبة العالقة ØŒ أو البروتوزوا (أي الجيارديا والكريبتوسبوريديوم) والبكتيريا والÙيروسات وغيرها من مسببات الأمراض البشرية الموجودة ÙÙŠ مياه المصدر. ÙÙŠ Øين أن أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ يمكن أن تØتÙظ بالجسيمات الصلبة والمذابة على Øد سواء ØŒ إلا أنها مصممة بØيث ترÙض ÙÙŠ المقام الأول المركبات القابلة للذوبان (أيونات المعادن).
إن هيكل وتكوين أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ لا يمكنهما تخزين كميات كبيرة من المواد الصلبة المعلقة وإزالتها منها. إذا تÙركت ÙÙŠ مياه المصدر ØŒ Ùإن الجسيمات الصلبة تتراكم وتنÙØ° بسرعة Ø³Ø·Ø ÙƒØ±ÙŠÙ‡Ø© من أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ ØŒ ولا ØªØ³Ù…Ø Ù„Ù„Ø£ØºØ´ÙŠØ© بالØÙاظ على عملية تØلية مستمرة للØالة الثابتة. لذلك ØŒ يجب إزالة المواد الصلبة العالقة (الجسيمات) الموجودة ÙÙŠ مياه المصدر المستخدمة لتØلية المياه قبل وصولها إلى أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ. تركز الÙصول التالية من هذا الكتاب Øصريًا على التخطيط والهندسة لأنظمة تØلية أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ.
على مدى السنوات العشرين الماضية ØŒ تطور Ùصل أغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ بسرعة أكبر من أي تكنولوجيا تØلية أخرى ØŒ ويرجع ذلك أساسا إلى استهلاك الطاقة التناÙسي وتكالي٠إنتاج المياه. يشير تØليل الطاقة والتكلÙØ© الوارد ÙÙŠ الجدول 1-3 إلى أن استهلاك الطاقة الشامل كليًا لإنتاج المياه العذبة من Ù…Øطات التØلية الØرارية أعلى عادة من استهلاك المياه المالØØ© أو مياه البØر. تنتج عملية تØلية المياه التي تقوم بها Ù…Øطات معالجة المياه بتكنولوجيا Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ أقل تكالي٠الإنتاج الإجمالية لجميع تكنولوجيات تØلية المياه. من المهم أيضًا ملاØظة أن Ø£Øدث مشاريع Multi-Effect Distillation MED التي بنيت على مدار الخمس سنوات الماضية قد اكتملت بتكالي٠مماثلة لتلك الخاصة بمصانع Ù…Øطات تØلية المياه Ø¨Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ المماثلة. ومع ذلك ØŒ بالنسبة لمعظم المشاريع المتوسطة والكبيرة ØŒ عادة ما يكون تØلية مياه البØر المتوسط ​​أكثر تناÙسية من Øيث التكلÙØ© من تقنيات التØلية الØرارية.
- Published in غير مصنف