نظام التناضح العكسي STARK. كيف يعمل التناضح العكسي؟

تستهدف هذه المقالة جمهورا لديه خبرة قليلة أو معدومة في مياه التناضح العكسي وسيحاول شرح الأساسيات بعبارات بسيطة من شأنها أن تترك للقارئ فهما عاما أفضل لتكنولوجيا مياه التناضح العكسي وتطبيقاتها.

فهم التناضح العكسي
التناضح العكسي ، الذي يشار إليه عادة باسم RO ، هو عملية تقوم فيها بإزالة المعادن أو إزالة الأيونات من الماء عن طريق دفعه تحت الضغط من خلال غشاء تناضح عكسي شبه منفذ.

كيف يعمل التناضح العكسي؟
يعمل التناضح العكسي باستخدام مضخة الضغط العالي لزيادة الضغط على جانب الملح من RO وإجبار الماء عبر غشاء RO شبه المنفذ ، تاركا تقريبا كل (حوالي 95٪ إلى 99٪) من الأملاح الذائبة في تيار الرفض. يعتمد مقدار الضغط المطلوب على تركيز الملح في مياه التغذية. كلما زادت تركيز مياه التغذية ، زاد الضغط المطلوب للتغلب على الضغط التناضحي.

تسمى المياه المحلاة المنزوعة المعادن أو منزوعة الأيونات بالمياه المتداخلة (أو المنتج). يسمى تيار الماء الذي يحمل الملوثات المركزة التي لم تمر عبر غشاء RO تيار الرفض (أو التركيز).


عندما تدخل مياه التغذية إلى غشاء RO تحت الضغط (ضغط كاف للتغلب على الضغط التناضحي) ، تمر جزيئات الماء عبر الغشاء شبه المنفذ ولا يسمح للأملاح والملوثات الأخرى بالمرور ويتم تصريفها من خلال تيار الرفض (المعروف أيضا باسم تيار التركيز أو المحلول الملحي) ، والذي يذهب إلى التصريف أو يمكن تغذيته مرة أخرى في إمدادات مياه التغذية في بعض الظروف لإعادة تدويرها من خلال نظام RO إلى توفير المياه. يطلق على الماء الذي يمر عبر غشاء RO اسم الماء المتخلل أو المنتج وعادة ما يتم إزالة حوالي 95٪ إلى 99٪ من الأملاح الذائبة منه.

من المهم أن نفهم أن نظام RO يستخدم الترشيح المتقاطع بدلا من الترشيح القياسي حيث يتم جمع الملوثات داخل وسائط المرشح. مع الترشيح المتقاطع ، يمر المحلول عبر المرشح ، أو يعبر المرشح ، مع منفذين: المياه المفلترة تذهب في اتجاه واحد والمياه الملوثة تذهب في اتجاه آخر. لتجنب تراكم الملوثات ، يسمح الترشيح بالتدفق المتقاطع للمياه بالتخلص من تراكم الملوثات ويسمح أيضا باضطراب كاف للحفاظ على نظافة سطح الغشاء.

ما هي الملوثات التي سيزيلها التناضح العكسي من الماء؟
التناضح العكسي قادر على إزالة ما يصل إلى 99٪ + من الأملاح الذائبة (الأيونات) والجسيمات والغرويات والمواد العضوية والبكتيريا والبيروجينات من مياه التغذية (على الرغم من أنه لا ينبغي الاعتماد على نظام RO لإزالة 100٪ من البكتيريا والفيروسات). يرفض غشاء RO الملوثات بناء على حجمها وشحنتها. من المحتمل أن يتم رفض أي ملوث له وزن جزيئي أكبر من 200 بواسطة نظام RO يعمل بشكل صحيح (للمقارنة يحتوي جزيء الماء على MW 18). وبالمثل ، كلما زادت الشحنة الأيونية للملوث ، زاد احتمال عدم قدرته على المرور عبر غشاء RO. على سبيل المثال ، يحتوي أيون الصوديوم على شحنة واحدة فقط (أحادية التكافؤ) ولا يرفضه غشاء RO وكذلك الكالسيوم على سبيل المثال ، الذي يحتوي على شحنتين. وبالمثل ، هذا هو السبب في أن نظام RO لا يزيل الغازات مثل CO2 جيدا لأنها ليست متأينة للغاية (مشحونة) أثناء وجودها في المحلول ولها وزن جزيئي منخفض جدا. نظرا لأن نظام RO لا يزيل الغازات ، يمكن أن يكون للمياه المتغلغلة مستوى أس هيدروجيني أقل قليلا من المعتاد اعتمادا على مستويات CO2 في مياه التغذية حيث يتم تحويل CO2 إلى حمض الكربونيك.

التناضح العكسي فعال جدا في معالجة المياه المالحة والسطحية والجوفية لكل من تطبيقات التدفقات الكبيرة والصغيرة. بعض الأمثلة على الصناعات التي تستخدم مياه التناضح العكسي تشمل الأدوية ومياه تغذية الغلايات والأغذية والمشروبات وتشطيب المعادن وتصنيع أشباه الموصلات على سبيل المثال لا الحصر.

أداء التناضح العكسي وحسابات التصميم
هناك عدد قليل من الحسابات التي تستخدم للحكم على أداء نظام RO وأيضا لاعتبارات التصميم. يحتوي نظام RO على أجهزة تعرض الجودة والتدفق والضغط وأحيانا بيانات أخرى مثل درجة الحرارة أو ساعات التشغيل. من أجل قياس أداء نظام RO بدقة ، تحتاج إلى معلمات التشغيل التالية كحد أدنى:

• ضغط التغذية
• تتخلل الضغط
• تركيز الضغط
• الموصلية تغذية
• تتخلل الموصلية
• تدفق التغذية
• تدفق يتخلل
• درجة الحرارة

فيم المزيد
نظام التناضح العكسي