فيما يتعلق باختيار أجهزة تنقية المياه، فإن غشاء الأسمدة العكسية هو العامل الأساسي

Thread Content

أولاً: خطة الهبوط على القمر تعثرت بسبب الماء
في عام 1968، كانت الاستعدادات التقنية لمهمة أبولو الأمريكية للهبوط على القمر تجري بخطى سريعة، لكن أكبر تحدٍ واجههم كان الماء نفسه. في ذلك الوقت، تبين أن كمية المياه المطلوبة لتنفيذ خطة الهبوط على القمر، بما في ذلك المياه اللازمة للمعدات ورواد الفضاء، بلغت 6 أطنان. ولو أمكن إعادة استخدام هذه المياه، لكانت الكمية المطلوبة قليلة جدًا. لذلك، أصبحت مسألة إعادة تدوير وتنقية المياه الصناعية ومياه الغسيل والبول من أكبر التحديات التي يجب التغلب عليها. أدى استثمار بقيمة مليارات الدولارات إلى نتائج ملحوظة؛ وهذه هي تقنية الأسمدة العكسية، المعروفة اختصارًا باسم مياه RO، وكانت براءة اختراع سرية للغاية تابعة لوكالة ناسا في ذلك الوقت. 　　ثانيًا، تقنية الأسمدة العكسية (RO)
المبدأ الأساسي لتقنية الأسمدة العكسية هو استخدام مضخات ضغط عالي مخصصة لرفع ضغط الماء إلى 6–9 كيلوجرامات، بحيث يتمكن الماء من النفاذ عبر غشاء الأسمدة العكسية الذي يتمتع بقطر مسام لا يزيد عن 0.0001 ميكرومتر، تحت تأثير الضغط. لا يمكن للأيونات الكيميائية والبكتيريا والفطريات والفيروسات المرور، فيتم التخلص منها مع المياه العادمة، ولا يُسمح إلا بمرور جزيئات الماء وجزيئات الأكسجين التي يقل حجمها عن 0.0001 ميكرومتر. يحقق هذا المبدأ تنقية المياه دون تغيير خصائص المياه أو كمية الأكسجين المذاب فيها، ولذلك أطلق الخبراء عليه لقب “رولز رويس” في تقنيات معالجة المياه. 　　بدأ استخدام تقنية الأسمدة العكسية في تجهيز الغواصات وحاملات الطائرات والسفن الحربية الأمريكية منذ سبعينيات القرن الماضي، وذلك لتحويل مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب. حاليًا، يتم إنتاج 80% من مياه الشرب في الولايات المتحدة باستخدام هذه التقنية. ويُشبه الأمريكيون تقنية الأسمدة العكسية بـ “الكلى الخارجية”. 　　في أوائل التسعينيات، بدأت بلادنا في استيراد تقنية الأسمدة العكسية لتجهيز الغواصات والسفن الحربية. في عام 1992، أنشأت الوكالات التابعة للحكومة المركزية محطة لتحلية المياه بالتناضح العكسي في منطقة تشونغنانهاي، وذلك لتوفير مياه الشرب للضيوف الأجانب والقادة. إنه العنصر الأساسي في تحقيق عملية الأسمدة العكسية، وهو غشاء شبه نفاذ صناعي مصنوع بطريقة تحاكي الغشاءات النصف نفاذة البيولوجية، وله خصائص معينة. عادةً ما يتم صنعها من مواد بوليمرية. مثل أغشية السليلوز الأسيتات، وأغشية البوليأميد العطري، وأغشية البوليأزيد العطري. يتراوح قطر المسام السطحية عادةً بين 0.5 و10 نانومتر، ويعتمد مستوى النفاذية على البنية الكيميائية للغشاء نفسه. بعض المواد البوليمرية لها قدرة جيدة على رفض الملح، بينما لا تكون سرعة نفاذ الماء جيدة. تحتوي بعض المواد البوليمرية من الناحية الكيميائية على عدد كبير من المجموعات الهيدروفيلية، ولذلك فإن سرعة اختراق الماء لها تكون أسرع نسبيًا. لذلك، يجب أن تتمتع غشاءات الأسمدة العكسية المرضية بمعدل نفاذية مناسب أو معدل إزالة للأملاح. يجب أن تتمتع أغشية الأسمدة العكسية بالخصائص التالية: (1) يجب أن تكون لديها كفاءة عالية في إزالة الملح عند معدلات تدفق عالية؛ (2) يجب أن تتمتع بقوة ميكانيكية عالية وعمر خدمة طويل؛ (3) يجب أن تعمل بضغط تشغيل منخفض؛ (4) يجب أن تكون قادرة على تحمل التأثيرات الكيميائية أو البيولوجية؛ (5) يجب ألا تتأثر كثيرًا بعوامل مثل قيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة؛ (6) يجب أن تكون مواد تصنيع الغشاء متوفرة بسهولة، وأن عملية تصنيعها سهلة وتكلفتها منخفضة. يوجد نوعان من هياكل أغشية الأسمدة العكسية: الأغشية غير المتماثلة والأغشية المتجانسة. المواد الغشائية المستخدمة حاليًا هي بشكل أساسي السليلوز الأسيتات والبولي أميدات العطرية. تتكون مكوناتها من النوع ذو الألياف المجوفة، والنوع الملفي، والنوع ذو الإطارات اللوحية، والنوع الأنبوبي. يمكن استخدامه في عمليات كيميائية مثل الفصل والتركيز والتنقية، ويُستخدم بشكل أساسي في صناعة تحضير المياه النقية ومعالجة المياه. الرابط الأصلي لهذا المقال: معدات معالجة المياه http://www.aoliyuan.cn