التناضح العكسي هو تقنية تعتمد على انتقال المياه عبر غشاء شبه نافذ يسمح للماء النقي بالمرور ويمنع الشوائب مثل الأملاح والبكتيريا والملوثات الأخرى. يتم استخدام هذه التقنية لتحلية مياه البحر والمياه المالحة القليلة الملوحة وكذلك لتحلية مياه الصرف الصحي المعالجة، كما تُستخدم في الصناعات الغذائية وتركيز العصائر.
آلية التناضح العكسي
التناضح العكسي يعتمد على الخاصية الأسموزية الطبيعية للماء. في حالة التناضح العكسي:
- إذا وضعنا غشاء شبه نافذ بين محلولين متساويين في التركيز والضغط، فلن يحدث أي تدفق للماء.
- ولكن عند إضافة ملح إلى أحد الجانبين، ينخفض الضغط الأسموزي لهذا الجانب، مما يدفع الماء من الجهة الأقل ملوحة إلى الأكثر ملوحة لاستعادة التوازن.
في التناضح العكسي، يتم عكس هذا التدفق الطبيعي للماء باستخدام ضغط أكبر من الضغط الأسموزي الطبيعي، حيث يتم توجيه ضغط إضافي على الجانب الأكثر ملوحة، مما يدفع الماء للتدفق بشكل عكسي من المحلول الملحي إلى المحلول الأقل ملوحة، وينتج عن ذلك ماء نقي في الجانب الأقل ملوحة.
خصائص أغشية التناضح العكسي
الأغشية المستخدمة في التناضح العكسي مصنوعة من بوليمرات شبه نافذة، وهي مواد تسمح بمرور الماء النقي فقط وتمنع مرور أيونات الأملاح والملوثات. هذه الأغشية لها قدرة عالية على التخلص من:
- الأملاح بنسبة تصل إلى أكثر من 99%.
- البكتيريا والفيروسات والملوثات الضارة الأخرى، مما يجعلها فعّالة لتحلية مياه البحر ومعالجة مياه الشرب.
عملية تحلية المياه بالتناضح العكسي
تتم عملية التحلية عبر أربع مراحل أساسية:
- مرحلة المعالجة الأولية:
- يتم تنقية مياه التغذية من الشوائب الكبيرة والرواسب قبل وصولها إلى الأغشية. وتساعد هذه المرحلة في حماية الأغشية من التلوث المبكر وتجنب انسدادها.
- مرحلة الضغط (مضخة الضغط العالي):
- تستخدم مضخة عالية الضغط لتوليد ضغط يفوق الضغط الأسموزي للماء الملحي، مما يجبر الماء على العبور عكس اتجاهه الطبيعي عبر الأغشية.
- مرحلة الفصل بواسطة الأغشية (مجمع الأغشية):
- يتم ضخ المياه إلى مجمع الأغشية حيث يتم فصل الماء النقي عن الأملاح. تمر المياه النقية عبر الغشاء، في حين تبقى الأملاح والملوثات في الماء المتبقي.
- مرحلة المعالجة النهائية (مرحلة التثبيت):
- بعد عملية التحلية، يتم معالجة المياه المنتجة لتعديل مستوى المعادن ومؤشر الحموضة (pH) لضمان أنها مناسبة للشرب أو الاستخدام الصناعي.
التخلص من المياه المركزة بالأملاح
خلال التحلية، يتم التخلص من نسبة من مياه التغذية التي تحتوي على مستويات مرتفعة من الأملاح، حيث يتم ترشيحها دون أن تمر عبر الأغشية لمنع تراكم الأملاح على الأغشية وتقليل المشاكل الناتجة مثل:
- زيادة الملوحة.
- زيادة الترسّبات على الأغشية.
- ارتفاع الضغط الأسموزي مع مرور الوقت.
نسبة المياه المتخلص منها قد تتراوح بين 20% إلى 70% من مياه التغذية، اعتمادًا على كمية الأملاح في المياه المصدر.
فوائد وفعالية التناضح العكسي
- إزالة الشوائب بشكل فعال: تزيل التقنية الأملاح والمواد الضارة بكفاءة عالية تصل إلى أكثر من 99%.
- التخلص من الملوثات الحيوية: تتمكن الأغشية من عزل معظم أنواع البكتيريا والفيروسات، مما يحسن جودة المياه المنتجة.
- مرونة الاستخدام: يمكن استخدام التناضح العكسي في تحلية مياه البحر، معالجة المياه القليلة الملوحة، وحتى معالجة مياه الصرف الصحي.
أهمية تقنية التناضح العكسي
تُعد تقنية التناضح العكسي من أكثر الحلول المستخدمة اليوم في تحلية المياه عالميًا نظرًا لكفاءتها وقدرتها على إنتاج مياه صالحة للشرب والاستخدامات الصناعية.
-
-
-
-
