التناضح العكسي مقابل أنظمة الترشيح النانوي

معالجة

الترشيح الغشائي هو فصل أو إزالة الجسيمات الدقيقة والغروانية من السائل. يتم تسهيل العملية عبر حاجز مادي (غشاء نصف نافذ) يقيد مرور الجسيمات من خلال مسامها الدقيقة.

تسمى المياه التي تدخل وحدة الغشاء "تيار التغذية".

يُطلق على السائل الذي يمر عبر الغشاء شبه المنفذ اسم "Permeate أو Product Stream".

السائل الذي يحتوي على الجسيمات المحتجزة على الطرف الآخر من الغشاء يسمى "Retentate / Concentrate / Reject / Waste Stream".

تعتمد أنواع عمليات الترشيح الغشائي الأكثر شيوعًا اليوم على فرق الضغط بين جانبي الغشاء. وتشمل هذه:

1) الترشيح الدقيق (MF)

2) الترشيح الفائق (UF)

3) الترشيح النانوي (NF)

4) التناضح العكسي (RO)
[custom-specifications]

التناضح العكسي مقابل الترشيح النانوي هو موضوع مثير للجدل في صناعة معالجة المياه. استمر مؤيدو تقنية الترشيح الغشائي في تسليط الضوء على مزايا كل نظام تنقية للمياه مما يجعلهما أفضل من الاثنين. تشترك أنظمة RO و NF في أوجه التشابه من حيث المظهر والميزات. ومع ذلك ، تستخدم أنظمة الترشيح النانوي تقنية أحدث وتتضمن ميزات إضافية تسمح لها بالقيام بأشياء معينة لا تستطيع أنظمة التناضح العكسي أداءها بكفاءة.

على سبيل المثال ، تم العثور على أنظمة التناضح العكسي لتصفية العناصر الغذائية الثمينة المفيدة للاستهلاك البشري. تم تصميم أنظمة الترشيح النانوي لضمان عدم حدوث ذلك ، بما في ذلك أن تكون أكثر قدرة بكثير من التناضح العكسي في إزالة الأيونات ثنائية التكافؤ التي تخلق صلابة في الماء. تم استخدام التناضح العكسي لفترة أطول من NF ولا يزال الخيار الأكثر تفضيلاً في التطبيقات التي تتطلب إزالة أصغر جزيئات الذائبة مثل الملح والعديد من المعادن أحادية التكافؤ.
[/custom-specifications]
[custom-features]

4.) التطبيقات الصناعية:

مع تطور الأغشية الرقيقة والأغشية المركبة ، توسع استخدام تقنية التناضح العكسي من عملية التحلية التقليدية إلى مجموعة واسعة من تطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي المتعددة. يشمل تطبيق أنظمة التناضح العكسي معالجة مياه الصرف العضوية المحتوية على مواد عضوية ، ومياه الصرف الصحي من الطلاء الكهربائي ، وتشطيب المعادن ، ولب الورق والورق ، والتعدين والبتروكيماويات ، والمنسوجات ، وصناعات تجهيز الأغذية ، ومياه الصرف المشعة ، ومعالجة مياه الري ، ومياه الصرف الصحي البلدية ، ومعالجة المياه السطحية والملوثة. المياه الجوفية ، وخاصة لإزالة N-Nitrosodimethylamine (NDMA) وغيرها من سلائف المنتجات الثانوية المطهرة العضوية (DBPs).

جذب الترشيح النانوي انتباه الكثيرين لغرض تليين المياه وإزالة الملوثات المختلفة من مياه الشرب. يمكن أن يقلل NF أو يزيل TDS ، والصلابة ، واللون ، والمواد الكيميائية الزراعية ، والوزن الجزيئي العالي ، والمواد الفولفيكية (والتي يمكن أن تشكل ثلاثي الميثان عند المعالجة بالكلور). يستخدم NF أيضًا لإزالة المواد العضوية وغير العضوية من مياه الصرف الصحي المختلفة. NF هو نظام فعال لمعالجة المياه للنفايات السائلة الثانوية أو الثالثة لأغراض إعادة الاستخدام الصناعي أو الزراعي أو غير المباشر لمياه الشرب.

خاتمة:

يمكن أن يتحدث فصل الغشاء عن نفسه بوضوح عند مقارنته بحلول معالجة المياه الأخرى. على الرغم من أن العملية المفاهيمية لترشيح النانو والتناضح العكسي قد تكون متشابهة ، إلا أن لكل منهما عوامل واستخدامات مميزة تجعلهما فريدًا. يتطلب الترشيح النانوي طاقة أقل وينتج تدفقات أعلى عند ضغوط منخفضة ؛ يعمل بشكل أفضل مع التطبيقات التي لا تتطلب تيار تغذية خالٍ تمامًا من المواد الصلبة الذائبة. من ناحية أخرى ، يعتبر التناضح العكسي هو الحل للمياه النقية المطلقة على الرغم من أنه يتطلب المزيد من الطاقة لإنتاجه.
[/custom-features]
[custom-usage]

مزايا

يمكن تصنيف عمليات الترشيح الغشائية المختلفة ومقارنتها بالفئات التالية:

1.) القوة الدافعة

2.) آلية الإزالة

3.) مبدأ التشغيل

4.) التطبيقات الصناعية

هنا ، سنركز على التناضح العكسي (RO) والترشيح النانوي (NF) ؛ وهما من أكثر أنواع الترشيح الغشائي شيوعًا. سننظر الآن في النظامين (NF و RO) عن كثب ، بناءً على الفئات المذكورة أعلاه.

1.) القوة الدافعة:

يتم تنفيذ كل من أنظمة الترشيح النانوي والتناضح العكسي على أساس الضغط الهيدروليكي لتحقيق الفصل المطلوب ، أي نقل الجسيمات عبر الغشاء شبه القابل للنفاذ.

2.) آلية الإزالة:

على عكس الترشيح الدقيق (MF) والترشيح الفائق (UF) ، حيث تعتمد عملية الفصل فقط على استبعاد الحجم (الغربلة) ؛ لا يوفر NF و RO الفصل بناءً على الحجم فحسب ، بل يوفران أيضًا امتزازًا للأنواع الأيونية من طبقة الماء الممتصة على سطح الغشاء.

3.) مبدأ التشغيل:

التناضح العكسي هو عملية ترشيح من خلال الضغط على الماء للمرور عبر غشاء وإزالة الجزيئات والمواد الصلبة الذائبة. يُجبر الماء على التدفق من الجانب المركز إلى الجانب المخفف ، ويتم الاحتفاظ بالمذابات بواسطة عملية الترشيح.

يستخدم الترشيح النانوي ، الذي كثيرًا ما يوصف بأنه نسخة أكثر مرونة من RO ، أغشية دقيقة أقل مقارنةً بنظام RO. يظهر هذا لأن ضغط التغذية المطلوب يصبح تقريبًا نصف ما هو ضروري في نظام التناضح العكسي.

هناك تداخل كبير في أحجام الجسيمات التي تمت إزالتها بواسطة NF و RO. عادة ، يمكن لأنظمة الترشيح النانوي أن ترفض جزيئات صغيرة مثل 0.001 ميكرومتر بينما أنظمة التناضح العكسي يمكن أن ترفض جزيئات بحجم يصل إلى 0.0001 ميكرومتر.
[/custom-usage]