تُعد تقنية التناضح العكسي من أرقى تقنيات إنتاج المياه التي يتقنها البشر حاليًا، وتتميز بنقاء يقارب 100%. يُستخدم عنصر التناضح العكسي لتحسين نقاء المياه وإزالة الشوائب والأملاح الموجودة فيها.
عند استخدام أغشية التناضح العكسي لمعالجة المياه الخام، عادةً ما يُولى اهتمام كبير لمعدل استعادة نظام الأغشية، باعتباره مؤشرًا مهمًا للأداء. ويعني معدل الاستعادة المرتفع قدرة إنتاجية عالية للمياه. فهل كلما كان معدل الاسترداد لنظام غشاء التناضح العكسي أعلى كان ذلك أفضل؟
1. ما هو معدل الاسترداد لنظام غشاء التناضح العكسي؟
يُشير معدل الاسترداد إلى نسبة المياه الداخلة إلى نظام الغشاء التي تُحوّل إلى مياه منتجة أو تتخللها، ويُحدد ذلك بناءً على جودة مياه المعالجة المسبقة ومتطلبات المياه. يتأثر معدل استرداد النظام بعوامل عديدة، مثل جودة إمدادات المياه وعدد عناصر الغشاء وترتيبها. تتميز أجهزة التناضح العكسي صغيرة الحجم بقلة عدد عناصر الغشاء وقصر مدة إمداد المياه، لذا يكون معدل استرداد النظام منخفضًا بشكل عام. ونظرًا لكثرة عناصر الغشاء وطول مدة إمداد المياه في الجهاز، يتجاوز معدل الاسترداد الفعلي للنظام 75%، وقد يصل أحيانًا إلى 90%.
2. خوارزمية معدل الاسترداد لنظام غشاء التناضح العكسي
يختلف معدل استرداد المياه في أنظمة التناضح العكسي التقليدية أحادية التفرع باختلاف جودة المياه الداخلة، ويتراوح غالبًا بين 12% و50%. كما يتراوح معدل استرداد المياه في أنظمة التناضح العكسي التقليدية بين 30% و90%، وذلك حسب حجم النظام وجودة المياه الخام.
صيغة حساب معدل الاسترداد هي كما يلي:
R%=Fp/Ff×100%
في الصيغة: Ff ---- معدل تدفق المياه الداخلة لغشاء التناضح العكسي (النظام) (م³/ساعة)
Fp ---- معدل تدفق المياه لغشاء التناضح العكسي (النظام) (م³/ساعة)
R ---- معدل استرداد غشاء التناضح العكسي (النظام)
3. هل معدل الاسترداد لنظام غشاء التناضح العكسي مرتفع بقدر الإمكان؟
في بعض الحالات، يلزم أيضًا معدل استرداد مرتفع للنظام لأجهزة التناضح العكسي الصغيرة لتجنب إهدار موارد المياه. في هذا الوقت، عند تصميم أجهزة التناضح العكسي، يجب اعتماد تدابير مضادة مختلفة. الطريقة الأكثر شيوعًا هي استخدام الماء المركز يتم تدوير الماء جزئيًا، أي يتم تفريغ جزء فقط من الماء المركز لجهاز التناضح العكسي، ويتم تدوير الجزء المتبقي في مدخل مضخة مياه التغذية. في هذا الوقت، يمكن ضمان أن سطح عنصر الغشاء يحافظ على معدل تدفق أفقي معين، ولكن يمكن أيضًا تحقيق معدل استرداد النظام المطلوب من قبل المستخدم. لا يمكن ضبط صمامات مدخل ومخرج مياه التغذية / الماء المركز بشكل مباشر لزيادة معدل استرداد النظام. إذا تم ذلك، سيزداد معدل تلوث عناصر الغشاء، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة.
على الرغم من أن ارتفاع معدل استرداد النظام يعني انخفاض تركيز تصريف المياه، إلا أن معدل الاسترداد المرتفع بشكل مفرط سوف يسبب المشاكل التالية
① معدل تحلية قطرات المياه المنتجة، مما يؤدي إلى سوء جودة المياه
② زيادة معدل استرداد النظام سيؤدي إلى زيادة فرق التركيز على جانبي غشاء التناضح العكسي، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الملح في مياه المنتج
③ ستؤدي زيادة معدل الاسترداد أيضًا إلى انخفاض ضغط التشغيل الصافي للنظام، مما سيؤدي في النهاية إلى انخفاض إنتاج المياه. وللحفاظ على نفس مستوى إنتاج المياه، يجب زيادة ضغط التشغيل، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التشغيل.
بشكل عام، يُضبط معدل استرداد نظام تحلية المياه قليلة الملوحة عند 75% في الغالب، أي أن تركيز الماء المُركّز يُضاعف أربعة أضعاف. عندما يكون محتوى الملح في الماء الخام منخفضًا، يُمكن أحيانًا استخدام 80%. كما يُستخدم معدل استرداد أقل للنظام لمنع تراكم الأوساخ.
لذلك، يجب تحديد معدل الاسترداد وفقًا لظروف نظام التناضح العكسي، وليس كلما كان أعلى كان أفضل.
شركة HID™ Membrane المحدودة متخصصة في البحث والتطوير والتصميم والإنتاج وبيع منتجات معالجة المياه بما في ذلك غشاء التناضح العكسي، نظام التناضح العكسي (RO)، غلاف غشاء التناضح العكسي، مرشحات التناضح العكسي المسبقة، صفائح RO المسطحة، وما إلى ذلكتُستخدم منتجاتها على نطاق واسع في احتياجات إمدادات المياه للصناعات مثل الإلكترونيات والأدوية والمواد الكيميائية وإنتاج مياه الشرب والمشروبات وتخمير الأغذية ومياه تغذية الغلايات والتربية والزراعة.
وقت النشر: ٢٩ أكتوبر ٢٠٢٠