مقدمة لمبدأ عمل غشاء التناضح العكسي (RO):
RO هو اختصار لـ Reverse Osmosis باللغة الإنجليزية ويعني مضاد التناضح باللغة الصينية.وبشكل عام فإن حركة جزيئات الماء تكون من التركيز المنخفض إلى التركيز العالي.ومع ذلك، عند تطبيق الضغط على جانب المدخل، يتم عكس اتجاه حركة جزيئات الماء، من التركيز العالي إلى التركيز المنخفض، ومن هنا جاء اسم التناضح العكسي.
مبدأ غشاء RO: غشاء RO، المعروف أيضًا باسم غشاء التناضح العكسي، هو تقنية تفصل السوائل الأكبر من حجم مسام الغشاء من خلال فرق الضغط كقوة دافعة.يتعرض السائل الذي يخضع لترشيح الغشاء للضغط.عندما يتجاوز الضغط الضغط الاسموزي لغشاء RO، سوف يتخلل السائل في الاتجاه المعاكس.سيتم تفريغ السائل الأصغر من حجم المسام أثناء عملية التخلل، في حين سيتم حظر السائل ذو التركيز الأعلى من حجم المسام بواسطة الغشاء ويتم تفريغه من خلال قناة الماء المركزة.تعمل هذه الإجراءات على تنقية وفصل وتركيز السائل الأصلي.
مؤشرات الأداء الرئيسية لغشاء RO هي معدل تحلية المياه، وتدفق المياه، ومعدل الاسترداد.ويشير معدل التحلية إلى درجة النقاء التي يعترض فيها الغشاء الأيونات، مع تحقيق معدل تحلية أعلى عندما يعترض الأيونات بشكل أكثر فعالية.مؤشر الأداء الرئيسي الآخر هو التدفق، والذي يشير إلى كمية جزيئات الماء التي يمكن أن تتخلل خلال وحدة مساحة الغشاء.كلما زاد التدفق، كان أداء الغشاء أفضل.ومن ناحية أخرى، يشير معدل الاسترداد إلى نسبة المياه العذبة إلى التركيز أثناء تشغيل الغشاء، وتشير النسبة الأعلى إلى أداء أفضل للغشاء.
نظرًا لهذه الخصائص الرئيسية الثلاثة لأغشية التناضح العكسي، تم توجيه تطوير أغشية التناضح العكسي نحو تحقيق اختراقات في معدل تحلية المياه المرتفع، وإنتاج المياه بكميات كبيرة، ومعدل الاسترداد المرتفع، وكل منها يمكن أن يولد فوائد اقتصادية كبيرة.
بالنسبة لعناصر غشاء التناضح العكسي، في معظم الحالات لا يمكن لمصدر الماء الدخول إلى العناصر مباشرة لأن الشوائب الموجودة يمكن أن تلوث الغشاء وتؤثر على التشغيل المستقر للنظام وعمر عنصر الغشاء.المعالجة المسبقة هي عملية معالجة المياه الخام حسب خصائص الشوائب الموجودة فيها، بعمليات مناسبة، بحيث يمكنها تلبية متطلبات الإدخال إلى عناصر غشاء التناضح العكسي.ولأنها تقع قبل التناضح العكسي في عملية معالجة المياه بأكملها، فإنها تسمى المعالجة المسبقة.
الغرض من المعالجة المسبقة في أنظمة التناضح العكسي هو: 1) منع تلوث سطح الغشاء، أي منع الشوائب العالقة والكائنات الحية الدقيقة والمواد الغروية وما إلى ذلك من الالتصاق بسطح الغشاء أو انسداد قناة تدفق المياه لعنصر الغشاء؛2) منع التحجيم على سطح الغشاء.أثناء تشغيل جهاز التناضح العكسي قد تترسب بعض الأملاح صعبة الذوبان مثل CaCO3، CaSO4، BaSO4، SrSO4، CaF2 على سطح الغشاء بسبب تركيز الماء، لذلك من الضروري منع تكون هذه الأملاح الصعبة. لإذابة الأملاح؛
3) التأكد من عدم تعرض الغشاء لأضرار ميكانيكية أو كيميائية، بحيث يتمتع الغشاء بأداء جيد وعمر كافي.
يتم اختيار عمليات المعالجة المسبقة لأنظمة التناضح العكسي كما يلي:
1) بالنسبة للمياه السطحية التي تحتوي على مواد صلبة عالقة أقل من 50 ملجم/لتر، يمكن استخدام طريقة الترشيح بالتخثر المباشر؛
2) بالنسبة للمياه السطحية التي تحتوي على مواد صلبة عالقة تزيد عن 50 ملغم/لتر، يمكن استخدام طريقة التخثر والتصفية والترشيح؛
3) بالنسبة للمياه الجوفية التي يقل فيها محتوى الحديد عن 0.3 ملجم / لتر ومحتوى المواد الصلبة العالقة أقل من 20 ملجم / لتر، يمكن استخدام طريقة الترشيح المباشر؛
4) بالنسبة للمياه الجوفية التي تحتوي على محتوى حديد أقل من 0.3 ملجم / لتر ومحتوى المواد الصلبة العالقة أكثر من 20 ملجم / لتر، يمكن استخدام طريقة الترشيح بالتخثر المباشر؛
5) بالنسبة للمياه الجوفية التي تحتوي على نسبة حديد أكبر من 0.3 ملجم / لتر، يجب مراعاة الأكسدة وإزالة الحديد، تليها عملية الترشيح المباشر أو عملية الترشيح المباشر للتخثر.عندما يكون محتوى المادة العضوية في المياه الخام مرتفعًا، يمكن استخدام الكلورة والتخثر والتصفية والترشيح للمعالجة.عندما لا تكون هذه المعالجة كافية، يمكن أيضًا استخدام ترشيح الكربون المنشط لإزالة المواد العضوية.عندما تكون صلابة الماء الخام مرتفعة ويظل CaCO3 يستقر على سطح غشاء التناضح العكسي بعد المعالجة، يمكن استخدام التليين أو معالجة الجير.عندما تترسب أملاح أخرى يصعب إذابتها وتتقشر في نظام التناضح العكسي، يجب استخدام عوامل مضادة للتكلس.ومن الجدير بالذكر أن الباريوم والسترونتيوم قد لا يكونا موجودين دائمًا في تحليل المياه الخام.ومع ذلك، حتى عند التركيزات المنخفضة جدًا، يمكنها بسهولة تكوين قشور على سطح الغشاء طالما أن محتوى الكبريتات في الماء أكبر من 0.01 ملجم / لتر.يصعب تنظيف هذه القشور، وبالتالي يجب منعها من التشكل على سطح الغشاء قدر الإمكان.
عندما يكون محتوى السيليكا في الماء الخام مرتفعا، يمكن إضافة الجير أو أكسيد المغنيسيوم (أو المسحوق الأبيض) للمعالجة.عندما يكون تركيز السيليكا في مياه التغذية RO أكبر من 20 ملجم/لتر، يجب إجراء تقييم لميل التقشر.نظرًا لصعوبة تنظيف قشور السيليكا، فمن الضروري جدًا منع تكوّنها على الغشاء.
وقت النشر: 01 أغسطس 2023