مبدأ عمل التناضح العكسي
على الرغم من أن عمليات الفصل باستخدام الأغشية معروفة منذ ثلاثينيات القرن العشرين، إلا أن الأغشية أصبحت أكثر فاعلية بعد أن طور ليوب وسوراجان غشاء التناضح العكسي (RO) «المجرد من الغشاء» في عام 1959.
ما هو الضغط الأسموزي؟
قبل دراسة التناضح العكسي، من الضروري فهم مفهوم الضغط الأسموزي. يُعرف التناضح بأنه انتقال الماء من بيئة أقل تركيزًا (بيئة منخفضة التوتر) عبر غشاء شبه منفذ (غشاء الخلية) إلى بيئة أخرى أكثر تركيزًا.
ينتفخ الأرز الذي يُترك في الماء بعد فترة. وفي الواقع، ينفخ الأرز نتيجة انتقال الماء من بيئة منخفضة الكثافة (المحلول المائي) إلى بيئة عالية الكثافة (الأرز). لكن الجزيئات الصلبة الموجودة داخل حبة الأرز لا تستطيع عبور غشاء الخلية للانتقال إلى جانب المحلول المائي. ويؤدي هذا الوضع إلى توليد ضغط على غشاء الخلية يُسمى الضغط التناضحي. وبسبب الضغط التناضحي، يتمدد الغشاء في اتجاه المحلول المائي.
ويمكن أيضًا ذكر مثال آخر من عالم النباتات. فبفضل الضغط الأسموزي، تستمد النباتات أيضًا الماء والمغذيات التي تحتاجها من التربة عبر جذورها.
ما هو مبدأ عمل التناضح العكسي؟
يميل الماء إلى الانتقال من بيئة منخفضة التركيز إلى بيئة عالية التركيز. ويُطلق على العملية التي يتم فيها نقل الماء من بيئة عالية التركيز إلى بيئة منخفضة التركيز بمساعدة غشاء وقوة دافعة (الضغط) اسم عملية التناضح العكسي. ويُطلق على النظام الذي يتكون من المواد اللازمة لإجراء هذه العملية اسم نظام التناضح العكسي.
لماذا يُستخدم مانع الترسب؟
في أنظمة الأغشية؛ يخرج الماء الذي يمر عبر الغشاء بدرجة نقاء عالية، في حين تبقى نسبة عالية من الشوائب داخل الغشاء. وعندما تصل هذه الشوائب إلى نقطة تركيز معينة، تتحول إلى هياكل بلورية وتشكل حصوات، مما يعطل قدرة الغشاء على نفاذ الماء ويؤدي في النهاية إلى انسداد النظام.
ولهذا السبب، فإن استخدام مادة مانعة للتكلس في أنظمة الأغشية أمر ضروري.
يُضاف مانع الترسب إلى مياه التغذية في عملية الأغشية، مما يؤخر نقاط الترسيب/التبلور للأملاح الموجودة في الماء (CaCO₃، CaSO₄، SiO₂، BaSO₄، MgSO₄، CaF₂، إلخ)، ويقلل من التلوث بفضل قدرته العالية على إذابة الجير والشوائب. وبذلك يطيل من عمر الأغشية.
عندما يتم استخدام مانع الترسبات المختار بشكل صحيح، فإنه يؤخر عملية التبلور إلى حد كبير، مما يؤدي إلى تأخير حدوث الانسدادات لفترة أطول بكثير. كما ينخفض الاحتياج إلى حمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك، مما يقلل من المخاطر الناجمة عن استخدام هذه المواد الكيميائية. كما تنخفض تكاليف التشغيل وتكاليف التنظيف والصيانة. ويحقق هذا المنتج نسبة استرداد أعلى في أنظمة التناضح العكسي، ويطيل من عمر النظام التشغيلي، ويقلل من معدل تدفق التركيز، ويطيل من عمر الأغشية.
يمكن تنظيف الأغشية المسدودة أو التي تكاثرت عليها البكتيريا باستخدام مواد كيميائية مخصصة لتنظيف الأغشية، مما يجعلها صالحة للاستخدام مرة أخرى.
نحن في شركة «جيمكيمسان كيميا»، قمنا بتطوير وإنتاج منتجاتنا المضادة للترسبات في مصنعنا، والتي تمنع انسداد الأغشية وتطيل من عمرها التشغيلي منتجاتنا المضادة للترسبات؛
C-SCALANT 6080: منتج لحماية الأغشية التي تُغذى بمياه تحتوي على نسبة عالية من السيليكا. يمنع انسداد الأغشية ويطيل من عمرها التشغيلي الفعّال
C-SCALANT 2005: منتج لحماية الأغشية. يمنع انسداد الأغشية أو انخفاض كفاءتها، ويطيل من عمرها التشغيلي الفعلي
C-SCALANT 1085: منتج لحماية الأغشية. يمنع انسداد الأغشية أو انخفاض سعتها، ويطيل من عمرها التشغيلي الفعلي. مناسب للاستخدام في محطات إنتاج مياه الشرب. حاصل على شهادة NSF.
تنظيف الأغشية المسدودة والتي تكاثرت فيها البكتيريا تنظيف الأغشية؛
C-MEC 102: منظف غشائي حمضي؛ يُستخدم لتنظيف الأغشية التي انخفضت قدرتها على إنتاج الماء النقي بسبب الترسبات الكلسية والملوثات المماثلة. وهو منتج حمضي ذو قيمة pH منخفضة
C-MEC 100: منظف غشائي حمضي عضوي يُستخدم لتنظيف الأغشية التي انخفضت قدرتها على إنتاج المياه النقية بسبب الترسبات الكلسية والملوثات المماثلة. وهو منتج حمضي ذو قيمة pH منخفضة.
C-MEC 200: منظف قاعدي للأغشية؛ يُستخدم لتنظيف الأغشية التي انخفضت قدرتها على إنتاج الماء النقي بسبب التلوث الغرواني وما شابهه. وهو منتج قاعدي ذو قيمة pH عالية.
C-MEC 17: مطهر الأغشية — هو مادة كيميائية لتنظيف الأغشية تُستخدم لإزالة البقايا البيولوجية التي تتراكم بمرور الوقت على أغشية التناضح العكسي (R.O).
المصدر:
https://www.cemkimsan.com.tr/post/antiskalant-ve-membran-temizleyiciler
https://evrimagaci.org/ozmoz-ozmotik-basinc-ve-turgor-basinci-4519#
http://www.suvecevre.com/edergi/19/149/index.html
نقابة مهندسي الكيمياء التابعة للاتحاد التركي للمهندسين والمعماريين (TMMOB)؛ دليل المياه
ملاحظات محاضرات كيمياء «جيمكيمسان»