نظام التناضح العكسي STARK. كيف يعمل التناضح العكسي؟

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

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

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

تسمى المياه المحلاة المنزوعة المعادن أو منزوعة الأيونات بالمياه المتنفذة (أو المنتج). يطلق على تيار الماء الذي يحمل الملوثات المركزة التي لم تمر عبر غشاء التناضح العكسي تيار الرفض (أو التركيز).


عندما تدخل مياه التغذية إلى غشاء التناضح العكسي تحت الضغط (ضغط كاف للتغلب على الضغط الاسموزي) ، تمر جزيئات الماء عبر الغشاء شبه المنفذ ولا يسمح للأملاح والملوثات الأخرى بالمرور ويتم تصريفها من خلال تيار الرفض (المعروف أيضا باسم التركيز أو تيار المحلول الملحي) ، والذي يذهب إلى التصريف أو يمكن إعادته إلى إمدادات مياه التغذية في بعض الظروف ليتم إعادة تدويرها من خلال نظام التناضح العكسي إلى توفير المياه. يطلق على الماء الذي يمر عبر غشاء التناضح العكسي اسم ماء المخلل أو المنتج وعادة ما يحتوي على حوالي 95٪ إلى 99٪ من الأملاح الذائبة التي تمت إزالتها منه.

من المهم أن نفهم أن نظام التناضح العكسي يستخدم الترشيح المتقاطع بدلا من الترشيح القياسي حيث يتم جمع الملوثات داخل وسائط المرشح. مع الترشيح المتقاطع ، يمر المحلول عبر الفلتر ، أو يعبر الفلتر ، بمنفذين: تذهب المياه المفلترة في اتجاه واحد وتذهب المياه الملوثة في اتجاه آخر. لتجنب تراكم الملوثات ، يسمح ترشيح التدفق المتقاطع للمياه بإزالة تراكم الملوثات والسماح أيضا باضطراب كاف للحفاظ على سطح الغشاء نظيفا.

ما هي الملوثات التي سيزيلها التناضح العكسي من الماء؟
التناضح العكسي قادر على إزالة ما يصل إلى 99٪ + من الأملاح الذائبة (الأيونات) والجزيئات والغرويات والمواد العضوية والبكتيريا والبيروجينات من مياه التغذية (على الرغم من أنه لا ينبغي الاعتماد على نظام التناضح العكسي لإزالة 100٪ من البكتيريا والفيروسات). يرفض غشاء التناضح العكسي 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 ميغاواط 18). وبالمثل ، كلما زادت الشحنة الأيونية للملوث ، زادت احتمالية عدم قدرته على المرور عبر غشاء التناضح العكسي. على سبيل المثال ، يحتوي أيون الصوديوم على شحنة واحدة فقط (أحادي التكافؤ) ولا يتم رفضه بواسطة غشاء التناضح العكسي وكذلك الكالسيوم على سبيل المثال ، الذي يحتوي على شحنتين. وبالمثل ، هذا هو السبب في أن نظام التناضح العكسي لا يزيل الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون2 جيدا لأنها ليست شديدة التأين (مشحونة) أثناء وجودها في المحلول ولها وزن جزيئي منخفض للغاية. نظرا لأن نظام التناضح العكسي لا يزيل الغازات ، يمكن أن يكون للمياه المتغلغلة مستوى الأس الهيدروجيني أقل قليلا من المستوى الطبيعي اعتمادا على ثاني أكسيد الكربون2 مستويات في مياه التغذية حيث يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون2 إلى حمض الكربونيك.

التناضح العكسي فعال جدا في معالجة المياه قليلة الملوحة والسطحية والجوفية لكل من تطبيقات التدفقات الكبيرة والصغيرة. تشمل بعض الأمثلة على الصناعات التي تستخدم مياه التناضح العكسي 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 التناضح العكسي 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
• تخلل الضغط
• تركيز الضغط
• موصلية التغذية
• تخلل الموصلية
• تدفق الأعلاف
• تدفق نفاذية
• درجة الحرارة

VIEM المزيد
نظام التناضح العكسي