تقنيات توفير الطاقة في أجهزة التناضح العكسي، لزيادة معدل إنتاج المياه ومنع تكوّن الأغشية البيولوجية والتخلص منها

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة slll611 في تاريخ 2016-5-29 الساعة 13:59. يتحدد تفكك الجزيئات الكولويدية وتجمعها بفعل القوى الكهروستاتيكية (القوى الطاردة) وقوى فان دير فالس (القوى الجاذبة)； نظرًا لأن سطح الجسيمات المتفرقة يحمل شحنة، فإنه يجذب الأيونات المضادة المحيطة به، وتتوزع هذه الأيونات المضادة على حدود الطورين في حالة انتشار، مما يؤدي إلى تكوين طبقة ثنائية الشحنة. ووفقًا لنظرية الطبقة المزدوجة الكهربائية لستيرن، يمكن تقسيم الطبقة المزدوجة الكهربائية إلى جزأين، وهما طبقة ستيرن وطبقة الانتشار. يُعرّف طبقة ستيرن بأنها طبقة مسطحة تتكون من مراكز شحن الأيونات (IHP أو OHP) الملتصقة بسطح القطب الكهربائي، ويُطلق على الجهد الكهربائي لنقطة معينة في السائل البعيد نسبيًا عن السطح اسم جهد ستيرن. الطبقة الثابتة (Stationary layer)، والتي تشمل طبقة ستيرن بالإضافة إلى الجزء من طبقة الانتشار الواقع داخل مستوى الانزلاق، تكون حدودها هي مستوى الانزلاق. في هذا المستوى، يُطلق على الجهد الكهربائي لنقطة معينة في السائل الواقع بعيدًا عن الحدود اسم الجهد الزيتا أو الجهد الكهروستاتيكي (ζ-potential). نظرية DLVO: تم طرحها من قبل درجوين ولانداو في عام 1941، ومن قبل فيرفاي وأوفربيك في عام 1948. لذلك، يتم عادةً تسمية هذه النظرية باستخدام أحرف أسماء الأشخاص الأربعة. في نظرية DLVO، يعتقدون أن قدرة الهلام على البقاء مستقرًا في ظروف معينة تعتمد على الطاقة الكامنة للتفاعلات بين جزيئات الهلام. الطاقة الكلية تساوي مجموع طاقة الجذب بحسب قانون فان دير فالس، وطاقة الطرد الكهروستاتيكي الناتجة عن الطبقة المزدوجة الشحنية. كلا نوعي الطاقة هذين يعتمدان على مسافة الفاصل بين جزيئات الغراء؛ فالطاقة الجاذبة تتناسب عكسيًا مع مكعب المسافة، بينما تنخفض الطاقة الكهروستاتيكية الطاردة مع المسافة وفقًا لدالة أسية. القوة الفاعلة بين هاتين الطاقتين الإحصائيتين هي قوة الجذب فان دير فالس وقوة الرفض الكهروستاتيكية. تحدد هاتان القوتان المتعاكستان استقرار الجسيمات الكولويدية. يستخدم جهاز Zeat Rod تقنيات كهروكيميائية، حيث يتم إدخال قطب كهربائي معزول، وهو عبارة عن قضيب كهربائي، في الأنابيب أو الخزانات المائية، بحيث يؤثر هذا القطب على الجسيمات الكولويدية الموجودة في الماء. يقوم مزود الطاقة بتحويل التيار المتردد بجهد 90-240 فولت إلى تيار مستمر ذو جهد عالٍ يصل إلى 35 كيلوفولت، وبفضل الشحنة الكهربائية العالية، يتم إنتاج شحنة سطحية على سطح القضيب الكهربائي، مما يزيد من قوة القوى الكهروستاتيكية بين الجسيمات، وبالتالي يساعد على تفريقها وإنتاج حالة تعليق مستقرة. كما يمنع ترسب الجسيمات على سطوح الحاويات والأنابيب، ويقي من تكوّن التراكمات اللاصقة ويكبح نمو البكتيريا والكائنات الدقيقة. يتمتع تأثير الشحن في نفس الوقت بقدرة كبيرة على إزالة أو تنظيف الأغشية الحيوية. (غير مطهر). يمكن لجهاز التناضح العكسي RO أن يزيد من معدل إنتاج المياه، ويطيل عمر الغشاء، كما يحسّن الكفاءة الإجمالية للجهاز. كما يمكن استخدامه في مبادلات الحرارة وأبراج تبريد المياه وأبراج الغسيل. يتم حاليًا استخدامه في أنظمة RO في شركة كونشان ولين للتكنولوجيا الضوئية المحدودة، وشركة فوكوي للمكونات الدقيقة (شنتشن) المحدودة، وشركة تشانغتشون للكيماويات (تشانغشو) المحدودة، وشركة تشانغتشون للكيماويات (مياولي) المحدودة، ومصانع مجموعة فوكسكون في فويونغ وسونغانغ وتيانرن، بالإضافة إلى شركة جيوغوشان للأغذية وشركة بيبسيكو وغيرها، وقد أظهرت هذه الأنظمة نتائج ملحوظة. يمكن لعملية الأسمدة العكسية أن تزيد من معدل التدفق بنسبة 3-10%، وبعد عدة عمليات تنظيف، يتجاوز هذا المعدل القيمة المخطط لها في الأصل. في الوقت نفسه، يمكن للمواد الكيميائية أن تخفض الكمية المستخدمة بنسبة 30% تقريبًا، بل ويمكن حتى التوقف عن إضافة مواد منع تكون الرواسب تمامًا. كما يؤدي ذلك إلى إطالة وقت التنظيف وزيادة عمر فيلم الأسمدة العكسية، مما يقلل من استهلاك الطاقة بشكل متناسب.