التناضح العكسي والترشيح النانوي

إنتاج أغشية التناضح العكسي

شركة FilmTec ، وهي قسم هيكلي تابع لشركة DOW Chemical Corporation (الولايات المتحدة الأمريكية) ، هي الشركة الرائدة عالميًا في إنتاج عناصر الأغشية. يتم إنتاج عناصر الغشاء مباشرة في الولايات المتحدة الأمريكية.

أغشية الشركة معتمدة عالميًا لمعالجة المياه لأغراض الشرب والصناعة.

يتم تقديم أغشية DOW FilmTec التي يبلغ قطرها 2.5 "- 4" - 8 "في عدة سلاسل لأنواع المياه الرئيسية:

• XLE - للطازجة ؛
• BW - للمالح.
• جنوب غرب - للبحر مع نسبة ملوحة عالية.

تعد Ecosoft المستورد الرسمي لأغشية DOW FilmTec في أوكرانيا منذ عام 1995.

ومنذ عام 1017 ، بدأت الشركة في إنتاج عناصر الأغشية الخاصة بها من الكتان الأمريكي ، مما جعل من الممكن تقليل تكلفة تقنية التناضح العكسي.

متطلبات توفير المياه لغشاء التناضح العكسي

صفيحة الغشاء مصنوعة من مادة حساسة نوعًا ما ، لذا يجب أن تتوافق جودة المياه المقدمة للمعالجة بدقة مع القيم المسموح بها:

• أقل من 0.56 مجم / لتر من المواد الصلبة العالقة ؛
• التأكسد - أقل من 4 ملغ / لتر ؛
• الكلور الحر أقل من 0.1 مجم / لتر ؛
• درجة حرارة الماء للإمداد - 4-30 درجة مئوية ؛
• الحديد - حتى 0.1 مجم / لتر ؛
• المنغنيز - ما يصل إلى 0.05 ملغم / لتر ؛
• صلابة - ما يصل إلى 3 ملغ- مكافئ / لتر.

قد تكون بعض المعلمات (الحديد والمنغنيز والسيليكات) أعلى من المعايير المعلنة في حالة استخدام المواد المضادة للتكلس (مواد خاصة تمنع ترسب الرواسب على سطح الغشاء).

يتم تحقيق المعلمات المتبقية من خلال المعالجة المسبقة ، والتي قد تشمل الترشيح الميكانيكي أو التليين أو إزالة الحديد أو الامتزاز ، اعتمادًا على معايير مياه المصدر.

نقاط القوة والضعف في نظام التناضح العكسي

من بين مزايا نظام تنقية المياه بالتناضح ما يلي:

• تنظيف عالي المستوى. هذه الخاصية هي السمة المميزة لنظام التناضح العكسي. كما أظهرت الفحوصات ، تحتوي المياه النقية على شوائب أقل 10 مرات مما هو محدد في المواصفات ذات الصلة. يتم تجميع وحدة الغشاء بطريقة لا يمكن للشوائب أن تدخل فيها عن طريق الخطأ إلى السائل المنقى.
• إمكانية تحضير المياه لأغراض مختلفة. يمكن استخدام السائل الذي دخل إلى خزان التخزين للشرب والطهي دون قيود. لا يحتاج الى الغليان قبل الاستعمال. من وجهة نظر طبية ، هذه المياه أكثر صحة من الماء المغلي من أنبوب المدينة. إذا كان المنزل يحتوي على حوض مائي ، فيمكن تجديده من خزان التخزين دون تسوية مسبقة.
• سهولة التركيب. على الرغم من أن تصميم النظام يعد من حيث الحجم أكثر تعقيدًا من المرشحات المنزلية التقليدية ، إلا أنه لا يتطلب مهارات خاصة للتثبيت. كقاعدة عامة ، تتضمن المجموعة الكاملة للجهاز جميع العناصر اللازمة للتثبيت. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استبدال كل من العقد المكونة في أي وقت.
• الاكتناز. لا يمكن تصنيف النظام على أنه ضخم جدًا. كقاعدة عامة ، تتكون من حاوية وعدة مرشحات بغشاء. لاستيعاب المجمع ، عادة ما يتم استخدام المساحة الموجودة أسفل الحوض. يتم عرض الصنبور المضغوط بشكل ملائم ووضعه على سطح الحوض. يسمح التصميم الحديث له بالتناسب بشكل جيد مع أي مطبخ داخلي.

تُعزى نقاط الضعف في التناضح العكسي أيضًا إلى معدل تنقية المياه المنخفض. يتحرك السائل عبر الغشاء ببطء شديد. في المتوسط ​​، الغشاء القياسي قادر على تنقية 150-300 لتر / يوم. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن ثلثي حجم المياه ، إلى جانب التلوث ، يتم تصريفها في المجاري ، مما يزيد قليلاً من فواتير الخدمات.لتجنب الانزعاج أثناء تشغيل النظام ، من الضروري اختيار الحجم المناسب لسعة التخزين. في هذه الحالة ، قد يحدث العجز مباشرة فقط بعد إدخال النظام حيز التشغيل.

خزان تركيز الماء

يتم جمع المياه المفلترة داخل وعاء خاص بحجم 4-12 لترًا: يتأثر المؤشر الدقيق بمستوى أداء النظام. غالبًا ما يستخدم الفولاذ عالي الجودة كمواد لتصنيع الحاويات. من الخارج ، تم الانتهاء من الوعاء بالمينا المتينة. يوجد داخل الخزان مقصورتان - للماء والهواء. في الوسط ، يتم فصل الغرف عن بعضها بواسطة حشية سيليكون. لضبط حجم الهواء ، تم تجهيز الحاوية بحلمة ، تخرج نهايتها العكسية خارج الخزان. للتضخيم ، عادة ما تستخدم مضخة السيارة.

بفضل حجرة الهواء داخل الحاوية ، يتم إنشاء ضغط معين ، والذي يسمح بنقل الماء إلى الصنبور مع بعض الضغط. لتزويد المستهلك بالمياه ، تم تجهيز الحاوية بخرطوم موثوق به مع فوهة. كقاعدة عامة ، يتم استخدام صنبور منفصل لتثبيت التناضح العكسي ، يوضع على الحوض بجوار الخلاط الرئيسي. هذا يجعل من الممكن ، في حالة انقطاع إمدادات المياه من خلال نظام إمداد المياه ، استخدام الإمداد المتاح داخل خزان التخزين. من أجل توفير السائل تحت ضغط ثابت ، من الضروري أحيانًا دفع الهواء عبر مخرج الحلمة.

حزمة الجهاز

المكون الأكثر قيمة في نظام التناضح العكسي هو الغشاء. هذا العنصر مصنوع من مواد ذات جودة عالية. يتم وضعه في طبقة واحدة أو أكثر حول قضيب بلاستيكي مثقوب. يوجد في الجزء العلوي من الغشاء غلاف بلاستيكي واقي ، لتحديد موانع التسرب الموثوقة المستخدمة.

تعمل وحدة الغشاء على النحو التالي:

1. بعد توفير الماء داخل الغلاف ، يتم تمريره عبر المادة المسامية. في بعض الأحيان يتم استخدام مضخة كهربائية لزيادة الضغط.
2. تتبع جزيئات الماء النقي التي مرت عبر الغشاء داخل خزان التخزين ، ويتم الاحتفاظ بالمركز المثقل بالشوائب بواسطة حاجز الغشاء.
3. علاوة على ذلك ، تتم إزالة هذا المحلول خارج جهاز الغشاء في أنبوب الصرف الصحي.

كما ذكرنا سابقًا ، فإن الاتصال المباشر لمرشح غشائي بالماء العادي من أنبوب المدينة محفوف بالعواقب الأكثر سوءًا. الأمر كله يتعلق بالأبعاد المجهرية لمسامها (0.0001 ميكرون). لا يمكن تنظيف الغشاء أو غسله مثل المرشحات الميكانيكية: يمكن استبداله فقط. تكرار الاستبدال الموصى به لهذا العنصر الباهظ هو مرة كل سنتين إلى ثلاث سنوات.

يتأثر وقت الاستبدال الدقيق بظروف تشغيل المنتج - مستوى الضغط في إمدادات المياه ، والتركيز والتركيب الكيميائي للشوائب ، ودرجة حرارة الماء ، إلخ. يحدث أن الغشاء يخدم بانتظام 5 سنوات أو أكثر. في بعض الأحيان يجب إجراء الاستبدال بعد السنة الأولى من الاستخدام. من أجل حماية مسام الغشاء من الانسداد المبكر ، يتم إدخال مرشحات مسبقة للمياه مع التناضح العكسي في النظام.

كمعيار ، نحن نتحدث عن جهازين ميكانيكيين وجهاز واحد للفحم:

• يتمثل دور المرشح الميكانيكي الأول في الاحتفاظ بالشوائب غير القادرة على الذوبان في الماء. كقاعدة عامة ، حجم هذه الجسيمات أكثر من 0.5 ميكرون. وتشمل هذه عادة الرمل وقطع التآكل والميزان وما إلى ذلك.
• بعد ذلك ، يتدفق الماء عبر وحدة الفحم ، والتي تختار الملوثات الكيميائية - جزيئات الكلور والمعادن الثقيلة والأسمدة من التربة والحديد المذاب والمواد العضوية المختلفة.
• التالي هو مرشح ميكانيكي واحد قادر على حبس الجسيمات الأصغر. هذا هو الرابط الأخير في وحدة ما قبل التنظيف.

نظرية

يُفهم التناضح على أنه عملية تكنولوجية ، يتمثل جوهرها في ميل الماء إلى معادلة درجة تركيز المواد المضافة في المحاليل المفصولة بغشاء. تم تجهيز هذه الأقسام بمثل هذه الثقوب المجهرية التي يمكن لجزيئات الماء فقط أن تتسرب من خلالها.

مع زيادة النسبة المئوية للشوائب في أي حجرة في مثل هذا الوعاء ، ستبدأ عملية تدفق الماء إليه ، حتى تتم تسوية كثافة السائل في كلا الجزأين تمامًا. يؤدي التناضح العكسي إلى تأثير معاكس: هنا لا يساوي الغشاء كثافة الماء ، ولكنه يقسمه إلى جزأين - نظيف وقذر. لهذا السبب ، تلقت العملية البادئة "عكس".

كتلة إضافية

تعمل فلاتر المياه بالتناضح على إحضار السائل إلى حالة قريبة من الماء المقطر. لا تحتفظ مسام الغشاء بجزيئات الأكسجين المذابة ، مما يجعل المياه النقية ذات جودة عالية جدًا. لتحسين طعم السائل ، يتم استخدام مادة معدنية إضافية وكتل أخرى. ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام الماء فور ترك الغشاء: لا يحتاج حتى إلى الغليان مسبقًا.

أما بالنسبة للكتلة الإضافية ، فعادة ما تشتمل على مادة تمعدن وخرطوشة من السيراميك الحيوي. يتم إثراء المياه التي تمر عبرها بالكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم ، إلخ. هذه العناصر لها تأثير إيجابي للغاية على الجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية للإنسان ، مما يساعد على تجنب العديد من الأمراض الخطيرة. نتيجة لذلك ، لا تصبح المياه الغنية بالمعادن صالحة للشرب فحسب ، بل تصبح أيضًا قابلة للشفاء.

يختلف عمل خرطوشة السيراميك الحيوي إلى حد ما. يوجد بداخله حبيبات تستخدم لتصنيع الطين المخبوز وشظايا التورمالين. هذه المواد لها تأثير مفيد للغاية على الماء ، وتصحيح بنيتها. شرب مثل هذه المياه يمكن أن يقوي بشكل كبير جهاز الغدد الصماء وجهاز المناعة.

يمكن تقسيم تركيب مرشح التناضح العكسي إلى عدة مراحل

1. يتم توصيل المرشح بالصنبور. تأتي معظم أنظمة OO مع محول يمكن توصيله بأي حوض في أي منزل. لبدء العمل بالفلتر ، قم بتشغيل الماء البارد وقم بتبديل الرافعة الصغيرة الموجودة على المحول. وهكذا ، سيبدأ الماء في التدفق إلى النظام. للتوقف عن العمل ، قم ببساطة بإيقاف تشغيل مصدر المياه. هناك عدة خيارات لتوصيل مصدر مياه الصنبور بالفلتر. على سبيل المثال ، يمكن استخدام وصلة خرطوم أو صمام مقعد ؛

2. ضع خرطوم الصرف على المصرف في الحوض. لذلك ستذهب جميع الشوائب إلى المجاري. يمكن ترتيب إمدادات مياه الصرف الصحي باستخدام صمام سرج في خط الصرف ؛

3. ضع خرطوم إخراج الماء في البرميل أو حاوية التخزين. عند استخدام صمام للإغلاق التلقائي ، يتم تثبيت عوامة. تجدر الإشارة إلى أن صمام الإغلاق التلقائي لا يتم تضمينه عادةً في التسليم القياسي لمرشحات التناضح العكسي ، ولكن يمكن شراؤها كملحق.مخطط الأسلاك مرشح التناضح العكسي. يوضح الرسم التوضيحي مبدأ تشغيل صمام الإغلاق التلقائي. يتم توفير المياه لنظام التناضح العكسي (4) من خلال الخرطوم الأحمر ، ويتم تدفق المياه ذات المحتوى العالي من الملح من خلال الخرطوم الأسود ، وتدخل المياه التي يتم تنقيتها عن طريق التناضح العكسي إلى المخزن من خلال الخرطوم الأزرق. تعوق العوامة (3) تدفق المياه إلى الخزان ، ويتراكم الضغط الهيدروستاتيكي في صمام الإغلاق التلقائي (4) ، والذي يمنع تدفق المياه من المرشحات المسبقة. يسمح الصمام (2) بتدفق الماء في اتجاه واحد.

بعد توصيل جميع الخراطيم ، قم بتشغيل مصدر الماء البارد. النظام يعمل الآن. الكفاءة تعتمد على درجة الحرارة وضغط التدفق.يجب أن تستخدم أنظمة التناضح العكسي الماء البارد فقط.

تتميز فلاتر التناضح العكسي بإنتاج غالون في اليوم (مدة 24 ساعة). أثناء التشغيل ، لا يتدفق الماء بنشاط ، ولكنه يشكل تدفقًا بطيئًا وثابتًا للقطرات. عادة لا يمثل الضغط مشكلة في المناطق الحضرية ، ولكن في بعض الحالات يكون من الضروري وجود جهاز بسيط لرفعه.

ما هو الغشاء

هناك ثلاثة أنواع من أغشية التناضح العكسي: لفة ، ألياف مجوفة ومسطحة.

يتكون غشاء "اللف" من الجسم وعنصر المرشح الفعلي.

يوجد داخل اللفة أنبوب مثقوب ، والذي يعمل على تكوين قوة العنصر ، لتجميع المياه النقية وكقاعدة لتصفية الغشاء أثناء عملية الإنتاج. يتم لف طبقة سميكة من شبكة غشاء بولي أميد شبه منفذة حولها.

أثناء عملية الترشيح ، يدخل الماء في سمك الشبكة ويتجمع في الأنبوب.

بفضل هذا التصميم ، تتمتع هذه الأغشية بأعلى أداء وأقل استهلاك للمواد وتشغل أقل مساحة. لذلك فإن الأغشية الملفوفة هي الأكثر شيوعًا في العالم وتحتل 95٪ من السوق الصناعية.

5٪ تشغلها أجهزة ذات عناصر غشائية مسطحة وأجهزة لمعالجة المياه تعتمد على ألياف مجوفة.

مقارنة بين تقنيات الترشيح

إذا قارنا التناضح العكسي بعمليات الغشاء الأخرى ، فيمكننا القول إنها أكثر تقنيات تنقية المياه فعالية.

لماذا ا؟

يوضح الشكل أدناه مقارنة التناضح العكسي مع طرق الترشيح الأخرى.

أولاً ، دعنا نلقي نظرة على طرق أخرى لفصل أو تصفية الوسائط.

الترشيح التقليدي - يتضمن إزالة جزيئات التلوث الكبيرة (تلك التي يمكن أن نشعر بها ونراها بالعين المجردة) - الرمل والصدأ والطمي.

حجم هذه الجسيمات من 1000 ميكرومتر (1 مم) إلى 1 ميكرومتر.

تتم عمليات فصل هذه الجسيمات عن الطور السائل عند الشحن ، والخرطوشة ، والقرص ، والحقيبة ، والغسيل وأنواع أخرى من المرشحات. تستخدم هذه العمليات بشكل شائع أثناء المعالجة المسبقة للمياه.

تتمثل ميزة الترشيح الميكانيكي البسيط في أنه يمكن أن يحدث عند ضغط منخفض ، على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم الترشيح على مرشحات الشحن بدون ضغط ، وتعمل مرشحات الخرطوشة في المنازل بالضغط الناتج عن خط الأنابيب.

الترشيح الدقيق هو عملية إزالة جزيئات بحجم 1 إلى 0.1 ميكرون من الماء. وهي تشمل البكتيريا وجزيئات الصبغة الكبيرة ومبيدات الآفات والجيلاتين ومستحلب اللاتكس.

لا تستخدم عمليات الترشيح الدقيق على نطاق واسع في تكنولوجيا معالجة مياه الشرب ، ولكنها تستخدم على نطاق واسع لمعالجة مياه الصرف الصحي والمياه المعالجة للعمليات الصناعية.

يسمح لك الترشيح الفائق بإزالة الجسيمات الصغيرة التي يتراوح حجمها من 0.005 إلى 0.1 ميكرون (فيروسات ، وجزيئات بعض البروتينات ، وجزيئات الأدوية ، وما إلى ذلك). تستخدم العمليات على نطاق واسع لمعالجة مياه الشرب في الدول الأوروبية. يمكن اعتبار الترشيح الفائق أفضل طريقة لتحضير مياه الشرب النقية نسبيًا. أيضًا ، تُستخدم هذه العمليات على نطاق واسع في الصناعات الدوائية والغذائية.

استخدام الترشيح الفائق في الحياة اليومية محدود بسبب حقيقة أن هذه العملية لا تزيل الشوائب الأيونية (أملاح الصلابة والمعادن الثقيلة والنترات) ، كما أنها تشكل خطرًا كبيرًا على الإنسان ، فضلاً عن الضغط العالي المطبق.

التناضح العكسي قادر على إزالة الجسيمات الأصغر من 0.001 ميكرون ، مما يضمن إزالة حتى الملوثات ذات الحجم الأيوني (أيونات الصلابة ، المعادن الثقيلة ، النترات ، الكبريتات ، إلخ).

غالبًا ما تستخدم تقنيات التناضح العكسي في تحضير مياه الشرب ، في تحضير نواتج التقطير للغلايات البخارية ، في صناعة المواد الغذائية.

الآن دعونا نلقي نظرة على أنواع محطات التناضح العكسي وتطبيقاتها التي تتراوح من الأجهزة المنزلية إلى العمليات الصناعية الكبيرة.

دليل الاختيار

عند اختيار مجمع ترشيح لمنزلك ، يجب أن تأخذ في الاعتبار النقاط التالية:

يتم تصنيع المجموعة الكاملة من أنظمة تنقية المياه بالتناضح العكسي وفقًا لمعيار معين ، مما يجعل من الممكن العثور بسهولة على بديل للوحدة البالية. ومع ذلك ، لا يتبع كل مصنعي المعدات هذا المبدأ. يجب مراعاة هذه النقطة ، مع إعطاء الأفضلية للمجمعات ذات المعلمات القياسية. من بينها العديد من أجهزة الإنتاج المحلي ذات النوعية الجيدة إلى حد ما. تكلفة الأنظمة الروسية ، كقاعدة عامة ، أقل من نظيراتها الأجنبية.
من الأكثر ربحية شراء مرشح مباشرة من الشركة المصنعة أو تاجر معتمد أو من متجر الشركة. أحد مؤشرات الجودة الجيدة لنظام التناضح العكسي هو توافر الوثائق الفنية والضمان الرسمي والتعليمات الواضحة للتركيب والاستخدام. عند الشراء ، يجب عليك بالتأكيد الحصول على شهادة الجودة. من الأفضل أيضًا معرفة كيفية تغيير فلتر المياه بنفسك ، حتى لا تبالغ في هذه الخدمة.
عند اختيار حجم خزان التخزين ، من الضروري حساب متوسط ​​المعدل الشهري لاستهلاك المياه في الشقة. لحفظ مورد مرشح التناضح ، ليس من الضروري تمرير كل مياه المطبخ من خلاله. يمكن أخذ الجزء المخصص لغسل الأطباق والأيدي والأجهزة المنزلية مباشرة من مصدر المياه. وفقًا للمعايير ، يستهلك شخص واحد حوالي 3 لترات من الماء يوميًا. بضرب هذا الرقم في عدد أفراد الأسرة ، يحصلون على السعر اليومي للشقة بأكملها.
من الأهمية بمكان أبعاد المساحة الداخلية للحوض. من المنطقي طلب خزان ذي أبعاد كبيرة لعائلة كبيرة مع مطبخ واسع وأثاث شامل. الأكثر شعبية هي حاويات بسعة 8-10 لترات. هذه الطرز مضغوطة بدرجة كافية لتناسب داخل حوض قياسي.
من الأهمية بمكان مستوى ضغط العمل داخل مصدر المياه. تم تصميم تقنية التناضح العكسي لمؤشر 2.8 بار. إذا أظهرت القياسات أن ضغط الماء أقل ، فعليك شراء مجمع خاص بمضخة داخلية. سيوفر الضغط اللازم لمرور السائل عبر مرشح الغشاء. تم تجهيز أنابيب المياه ذات ضغط التشغيل المرتفع بمخفض الضغط. إذا لم يتم ذلك ، فسوف يفشل الغشاء بسرعة.
نظرًا للدور الخاص الذي يلعبه الغشاء في نظام التناضح العكسي ، يجب فحصه بعناية قبل الشراء.

من المهم استخدام مواد عالية الجودة لتصنيع هذا العنصر. يجب أن يطلب المتجر شهادة جودة منفصلة للغشاء

بالنسبة لأدائها ، فإن معدل الترشيح 7 لتر / ساعة يكفي لعائلة متوسطة. إذا كان أكثر من 4 أفراد من العائلة يعيشون في المنزل ، فمن الضروري شراء غشاء أكثر كفاءة أو الحصول على سعة كبيرة.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه مع زيادة أداء الغشاء ، تزداد تكلفته. لذلك ، فإن أخذ الأجهزة القوية إلى المنزل ليس بالأمر العملي. على سبيل المثال ، نظام بسعة 15 لترًا / ساعة قادر على تلبية احتياجات المياه النظيفة لمقصف أو مقهى صغير.

نقطة مهمة عند الشراء هي التحقق من تكوين النظام. تشتمل المجموعة الكاملة على خمس مراحل تنقية أساسية كمعيار: ثلاثة فلاتر أولية وغشاء ووحدة إضافية. قد تختلف مادة التصنيع ووظيفة المرحلة الأخيرة في نماذج مختلفة.بالإضافة إلى المُعدن المذكور سابقًا وخرطوشة السيراميك الحيوي ، فإن الكتل المملوءة بقشرة جوز الهند والكربون المنشط وأيونات الفضة تحظى بشعبية كبيرة. مواد من هذا النوع لها تأثير مطهر وتزيد من طعم الماء.