العربيةarrow_drop_down
ENGLISH
ESPAÑOL
PORTUGUÉS
FRANÇAIS
معالجة المياه الجوفية المالحة بالتناضح العكسي
Oct 11th 2018
أصبحت معالجة المياه الجوفية قليلة الملوحة عن طريق التناضح العكسي طريقة مثبتة عالميًا لتوفير كميات كبيرة من المياه النظيفة الصالحة للشرب للبلديات والشركات والعديد من الصناعات التي تتطلب المياه العذبة لمجموعة واسعة من الاستخدامات والتطبيقات.
يعد أكبر استخدام لمصادر المياه العذبة إلى حد بعيد لأغراض الري وتربية الماشية - ويمثل 69 في المائة من استخدام المياه العذبة في العالم. تشكل المياه العذبة ما يقرب من 3 في المائة من إجمالي المياه على الأرض ، ومن هذه النسبة 3 في المائة: 70 في المائة من المياه العذبة محصورة في الأنهار الجليدية والغطاء الجليدي ؛ 30 في المائة في الأرض ، وأقل من 1 في المائة من المياه العذبة موجودة في المسطحات المائية مثل البحيرات والأنهار والمستنقعات. وهذا يجعل المياه الجوفية مصدرًا مهمًا للغاية للمياه العذبة.
ما هي المياه الجوفية؟
تشير المياه الجوفية إلى أي مصدر للمياه يقع تحت سطح الأرض - وهو الأكثر شيوعًا في طبقات المياه الجوفية. تستقر المصادر الكبيرة للمياه قليلة الملوحة تحت قشرة الأرض - في صخور قابلة للاختراق ، وتربة ، ورمل ، وصخور قاعدية متصدعة. يُشار إلى الطبقة العليا من هذه المنطقة المشبعة باسم منسوب المياه الجوفية ، ويوجد تحتها طبقة المياه الجوفية - وهي مناطق عالية التشبع بالمياه العذبة. يمكن الاستفادة من مصادر المياه هذه بآبار المياه ، ويتم تجديدها بشكل طبيعي من خلال عملية تسمى إعادة شحن المياه من مصادر المياه السطحية مثل الأنهار والجداول ، ومن خلال عمليات تحدث بشكل طبيعي مثل هطول الأمطار. تلعب الجاذبية دورًا كبيرًا في سحب المياه من المصادر السطحية إلى طبقات المياه الجوفية.
هناك عدة أنواع مختلفة من طبقات المياه الجوفية ، مع تمييز واضح بينها.
أنواع طبقات المياه الجوفية:
o طبقة المياه الجوفية غير المحصورة: مفصولة بصخور قابلة للنفاذ ، وتربة ، وقاعدة صخرية متصدعة ، وما إلى ذلك مما يسمح بالمرور المباشر للمياه السطحية إلى طبقة المياه الجوفية الواقعة تحتها مباشرة.
o طبقة المياه الجوفية المحصورة: مفصولة بطبقة من الأوساخ أو الصخور غير منفذة للماء عن مصدر المياه السطحي. تتراكم المياه السطحية وتنتشر حتى تجد صخرًا صخريًا أو تربة نفاذة تصل من خلالها إلى طبقة المياه الجوفية الموجودة بالأسفل. يتطلب هذا النوع من طبقات المياه الجوفية أن تأخذ المياه مسارًا غير مباشر إلى الخزان الجوفي أدناه.
o Aquitard: طبقة من الطين أو الصخور أو الطمي المضغوط بإحكام والتي تعمل على إبطاء أو تقييد تدفق المياه الجوفية من الخزان الجوفي إلى الخزان الجوفي.
Aquiclude / Aquifuge: غير منفذة تمامًا - لا يمكن لمصدر مياه أن يمر من خلاله - يشار إلى حوض الماء على أنه طبقة مائية أو خزان مائي.
معالجة المياه الجوفية قليلة الملوحة
نظرًا لأن طبقات المياه الجوفية تنتقل عبر الكثير من الصخور الأساسية والرمال والتربة ، يمكن أن تحتوي المياه الجوفية قليلة الملوحة على مواد صلبة مذابة ، مثل المعادن والأملاح والمعادن وما إلى ذلك ، والتي يمكن أن تؤثر على طعم المياه الجوفية وملوحتها وسميتها. يمكن أن تحتوي العديد من مصادر المياه العذبة على مستويات من إجمالي المواد الصلبة الذائبة في نطاق ما يعتبر قليل الملوحة ، وتتطلب معالجة قبل أن يتم استخدامها. تحتوي المياه قليلة الملوحة عادةً على مستوى إجمالي من المواد الصلبة الذائبة (TDS) يتراوح بين 1000 جزء في المليون إلى 10000 جزء في المليون ، مما قد يجعل الماء غير صالح للاستهلاك البشري أو للاستخدام في بعض العمليات الصناعية.
التناضح العكسي (RO) هو الطريقة المجربة والصحيحة عندما يتعلق الأمر بمعالجة المياه الجوفية قليلة الملوحة. التناضح هو عملية تحدث بشكل طبيعي للضغط الاسموزي الذي يدفع مصدر المياه منخفض الملوحة عبر غشاء شبه منفذ إلى مصدر مياه ملحي من أجل تخفيف المحتوى المائي الكلي وخفض مستوى المواد الصلبة الذائبة النسبية. ومع ذلك ، فإن التناضح العكسي يستخدم مضخات مضغوطة لإجبار تدفق المياه في الاتجاه المعاكس ، للتغلب على الضغط التناضحي ، بحيث ينتقل مصدر المياه المملحة عبر الغشاء شبه المنفذ بدلاً من ذلك ، ويقوم بتصفية الأملاح والملوثات في هذه العملية.
يتميز التناضح العكسي للمياه المالحة (BWRO) بمعدلات رفض عالية للغاية ، واستهلاك منخفض للطاقة ، ومعدلات استرداد عالية. ولهذا السبب ، فإن أنظمة التناضح العكسي للمياه المالحة قادرة على معالجة آلاف الجالونات من المياه يوميًا ، لتوفير مياه شرب آمنة للعديد من المجتمعات التي لا تستطيع عادةً الوصول إلى مياه الشرب النظيفة. هذه الأنظمة مفيدة لمجموعة متنوعة من الصناعات ، لغرض رئيسي واحد ؛ يمكن لمعالجة المياه الجوفية المالحة عن طريق التناضح العكسي أن تزيل ما يصل إلى 99٪ من إجمالي المواد الصلبة الذائبة من مياه المصدر ، بالإضافة إلى العديد من الملوثات الأخرى.
الملوثات والقضايا الشائعة الموجودة في المياه الجوفية:
o يمكن أن يدخل الزرنيخ المياه الجوفية من خلال الرواسب الطبيعية في الأرض ، أو من خلال النفايات الصناعية والتلوث.
o يمكن للفلورايد أن يتسرب إلى المياه الجوفية من المعادن الحاملة للفلورايد والرواسب التي تتلامس مع المياه الجوفية.
o تشير العسر إلى مستويات عالية من كربونات الكالسيوم في المياه الجوفية ، والتي يمكن أن تسبب الترسبات الكلسية.
o يمكن أن يدخل الرصاص المياه الجوفية من خلال عمليات التعدين والصناعة والسباكة ، بالإضافة إلى عدد قليل من العمليات الأخرى. يعتبر الرصاص خطرا على صحة الإنسان.
o يلوث الزئبق المياه الجوفية في أغلب الأحيان من خلال النفايات الصناعية والتعدين ومبيدات الآفات والفحم.
o يشير مصطلح التعكر إلى جزيئات صغيرة من المواد العضوية وغير العضوية في الماء يمكن أن تؤثر على صفاء الماء أو لونه. تشمل الأسباب الشائعة الطين والطمي.
o توازن الأس الهيدروجيني: يشير الرقم الهيدروجيني إلى مقياس رقمي يخبرك بمدى حمضية أو قلوية مصدر المياه.
ومع ذلك ، نظرًا لطبيعة التناضح العكسي ، يمكن أن يقلل محتوى ملوحة مصادر المياه إلى جزء صغير مما كان عليه في السابق ، ولكن التناضح العكسي لا يمكنه مطلقًا إزالة جميع الملوثات الموجودة في مصدر المياه بمفرده. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى خطوات إضافية في عملية معالجة المياه المالحة.
خطوات ومكونات إضافية:
على الرغم من أن التناضح العكسي هو طريقة فعالة للغاية لمعالجة المياه الجوفية قليلة الملوحة ، فقد تكون هناك حاجة إلى خطوات ومكونات إضافية أخرى لمعالجة المياه الجوفية بالمواصفات المناسبة. غالبًا ما تكون المعالجة المسبقة جزءًا ضروريًا من معظم أنظمة التناضح العكسي - حيث يمكن أن تسبب الملوحة العالية التآكل ؛ يمكن أن يتسبب الماء العسر والأملاح غير العضوية في تقشر الغشاء ؛ والعديد من المركبات العضوية يمكن أن تسبب تلوث الغشاء - للتأكد من أن النظام يعمل بشكل صحيح ولتقليل مخاطر فشل النظام بالكامل. تعد المعالجة اللاحقة ضرورية أيضًا لإعادة ضبط توازن الأس الهيدروجيني حسب الحاجة للتحكم في التآكل والتطهير لإنتاج مياه عالية النقاء.
فيما يلي الخطوات الإضافية الشائعة المضمنة في أنظمة BWRO:
المعالجة المسبقة: قد تحتوي المياه الجوفية معتدلة الملوحة غالبًا على أملاح عضوية وغير عضوية يمكن أن تسبب قشورًا أو ملوثات عضوية يمكن أن تسبب تلوث الأغشية. المعالجة المسبقة ضرورية لزيادة دورة حياة أنظمة BWRO وأغشية التناضح العكسي.
o الأحماض: يمكن حقنها في مياه تغذية RO لتقليل توازن الأس الهيدروجيني ؛ لمنع تحجيم الأغشية.
o المواد الكاوية: يمكن حقنها في مياه التغذية بتقنية التناضح العكسي لزيادة توازن الأس الهيدروجيني وتآكل المواد العضوية ؛ غالبًا ما تستخدم في المعالجة اللاحقة في أنظمة RO المزدوجة.
o مضادات التكلس: المواد الكيميائية التي يمكن حقنها في مياه تغذية التناضح العكسي لمنع تكوين وترسيب الأملاح المعدنية المتبلورة التي يمكن أن تسبب التحجيم.
o المشتتات: بوليمرات عضوية من صنع الإنسان يمكن حقنها في مياه تغذية التناضح العكسي لمنع تلوث الأغشية.
الوسائط المتعددة / فلتر الكربون المنشط: يمكن استخدام كل من فلاتر الوسائط المتعددة والكربون المنشط في أنظمة BWRO المختلفة لإزالة بعض المواد العضوية التي لا تستطيع التناضح العكسي في حد ذاتها ، وكذلك الطعم والرائحة والكلور من مياه التغذية.
بعد العلاج:
o التحكم في التآكل: يمكن حقن مثبطات التآكل لتقليل احتمالية التآكل لعناصر معينة في المياه المتخللة.
o التطهير: يمكن استخدام أجهزة التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية لتطهير المياه المتخللة التي تم تخزينها لمدة تزيد عن يوم حيث يتم نقلها من خزان التخزين واستخدامها.
Double Pass RO: يتم تنفيذ أنظمة RO مزدوجة التمرير لمعالجة المياه المتخللة الناتجة من نظام RO للمرور الأول لإنتاج مياه منتج أكثر نقاءً.
الأنظمة الموصى بها لمعالجة المياه الجوفية:
اعثر على قائمة كاملة بأنظمة التناضح العكسي للمياه المالحة الصناعية والتجارية (BWRO).
/groundwater-treatment-plant-57000-gpd-haiti-project/