كتقنية متقدمة لفصل الأغشية، يلعب نظام التناضح العكسي الكبير دورًا مهمًا في تحلية مياه البحر. نظرًا لكفاءتها العالية وتوفيرها للطاقة واستقرارها. تنتج هذه الأنظمة كميات كبيرة من المياه عالية الجودة عن طريق إزالة الملوثات والمواد الصلبة الذائبة.
ما هو نظام التناضح العكسي الكبير؟
يستخدم نظام التناضح العكسي الكبير تقنية التناضح العكسي لإنتاج مياه نقية. جوهر تقنية التناضح العكسي تكمن في الخصائص السحرية لأغشيتها شبه النفاذة. تبلغ مسام هذه الأغشية 0.1 نانومتر فقط. وبالتالي، فهي تعادل جزءًا واحدًا من مليون من قطر شعرة الإنسان. وتحت الضغط العالي، لا يمكن لجزيئات الماء أن تمر عبر هذه المسام الدقيقة فحسب، بل يتم اعتراض أكثر من 991 تيرابايت 3 تيرابايت من الأملاح والمعادن والكائنات الدقيقة الذائبة بشكل فعال.
مكونات نظام التناضح العكسي الكبير
يتكون نظام التناضح العكسي الكبير من مكونات مختلفة تعمل معاً لضمان كفاءة معالجة المياه. وتشمل هذه المكونات نظام ما قبل المعالجة، ووحدة التناضح العكسي، ووحدة التخزين والتوزيع، ونظام ما بعد المعالجة، والأجهزة المستخدمة لمراقبة جودة المياه.
1- نظام المعالجة المسبقة
المعالجة المسبقة هي خطوة رئيسية في عملية التناضح العكسي. ويمكنها منع تلوث الغشاء وتحسين الكفاءة الكلية للنظام. أولاً، يتضمن نظام المعالجة المسبقة عادةً ما يلي
- فلتر الوسائط المتعددة: يزيل الجسيمات الكبيرة من مياه التغذية لضمان تشغيل غشاء التناضح العكسي.
- فلتر الكربون:يزيل الكلور والمركبات العضوية والملوثات الأخرى التي قد تتلف الغشاء.
- منقّي المياه:في مناطق المياه العسرة، يُستخدم منقي المياه لإزالة المعادن مثل الكالسيوم والمغنيسيوم.
- مطهر بالأشعة فوق البنفسجية:تقتل أنظمة التناضح العكسي البكتيريا والفيروسات والكائنات الدقيقة الأخرى التي قد تكون موجودة في مياه التغذية لحماية غشاء التناضح العكسي.
2- عملية التناضح العكسي
ثانياً، نستخدم أغشية التناضح العكسي من Huitong لتشكيل الوحدة لإزالة المواد الصلبة الذائبة والملوثات من المياه. تم تصميم وحدة التناضح العكسي هذه لمعالجة كميات كبيرة من المياه، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الصناعية.
3- التخزين والتوزيع
ثالثًا، نظرًا لبطء معدل إنتاج المياه في عملية التناضح العكسي، يحتاج المشغلون أو الأنظمة ذات الصلة إلى خزان تخزين المياه لتخزين المياه النقية. ولذلك، نحن في المجال ذي الصلة نستخدم عادةً نوعين من صهاريج تخزين المياه: صهاريج تخزين المياه في الغلاف الجوي وصهاريج تخزين المياه في المثانة. لتوزيع المياه، يحتاج المشغلون أو الأنظمة ذات الصلة أيضًا إلى مضخة إعادة الضغط لضمان التدفق المستمر للمياه.
على الرغم من أن خزان تخزين المياه في الغلاف الجوي أكبر في الحجم، إلا أنه ينتج مياه ذات جودة أعلى. لأنه لا يوجد خزان تخزين مياه المثانة. خزان تخزين مياه المثانة أكثر إحكاما، وبالتالي فهو أكثر ملاءمة للأنظمة الصغيرة.
4- نظام ما بعد المعالجة
بالإضافة إلى ذلك، تعد المعالجة اللاحقة خطوة مهمة لتحسين جودة المياه النقية واستقرارها. تشمل طرق ما بعد المعالجة الشائعة ما يلي
- تعديل الأس الهيدروجيني:رفع أو خفض الأس الهيدروجيني للماء إلى المستوى المطلوب لتحسين العمليات اللاحقة.
- نزع الأيونات:إزالة الأيونات والمعادن المتبقية في الماء لإنتاج مياه فائقة النقاء مناسبة للاستخدام المختبري أو التطبيقات الخاصة مثل تصنيع أشباه الموصلات.
- التطهير بالأشعة فوق البنفسجية:استخدام الأشعة فوق البنفسجية للقضاء على البكتيريا أو الفيروسات أو الكائنات الحية الدقيقة المتبقية في المياه لضمان السلامة الميكروبيولوجية للمياه.
5- مراقبة جودة المياه
وأخيرًا، لمراقبة جودة المياه النقية والحفاظ عليها، يتم استخدام مجموعة متنوعة من الأدوات وأجهزة التحليل. يمكن لهذه الأدوات قياس بارامترات مثل الأس الهيدروجيني والتوصيلية ودرجة الحرارة، مما يوفر بيانات في الوقت الحقيقي للتحكم في العملية وتعديلها.
الحالات النموذجية لنظام التناضح العكسي الكبير
مشروع سنغافورة نيواتر سنغافورة
- خلفية التطبيق: تستخدم سنغافورة، البلد الذي يعاني من ندرة المياه، نظام تناضح عكسي كبير لمعالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية بعمق في المياه الصناعية ومصادر مياه الشرب، حيث يبلغ حجم المعالجة السنوية مئات الملايين من الأمتار المكعبة.
- مقياس النظام:يتجاوز عدد وحدات غشاء التناضح العكسي في محطة المعالجة الواحدة 100,000، وتتجاوز طاقة المعالجة اليومية 100,000 طن.
مصنع سامسونج بيونغتايك للرقائق الإلكترونية في كوريا الجنوبية
- سيناريو التطبيق:ينتج مصنع سامسونج بيونغتايك رقائق 3 نانومتر، ويُعد نظام التناضح العكسي الخاص به أحد أكبر مشاريع معالجة المياه لأشباه الموصلات في العالم.
- معلمات النظام:
- تبلغ قدرة المعالجة اليومية 80,000 طن، باستخدام عملية “التناضح العكسي ثلاثي المستويات + EDI”، ومقاومة الماء الخارج مستقرة عند 18.2MΩ ・ سم (قريبة من الماء النقي النظري).
- مجهزة بعناصر غشاء Koch الألمانية، يتجنب التصميم المضاد لتلوث السيليكون ترسب الشوائب على سطح الرقاقة، ويزيد الإنتاجية إلى 98%.
سفينة حاويات ميرسك ميرسك
- متطلبات الامتثال:
- صاغت المنظمة البحرية الدولية (IMO) لوائح جديدة في عام 2025 تتطلب خضوع جميع مياه صابورة السفن للمعالجة بالتناضح العكسي لقتل الكائنات الحية الدقيقة.
- تكوين النظام:
- قام فريق عمل شركة Maersk بتجهيز سفينة الحاويات الخاصة بها التي تبلغ سعتها 18,000 حاوية نمطية بنظام التناضح العكسي الألماني WesTech RO - وهو نظام يتميز بقدرة معالجة تبلغ 2000 متر مكعب/ساعة ووحدات غشاء ليفية مجوفة.
- بعد المعالجة بالتناضح العكسي، يكون التركيز الميكروبي لمياه الصابورة أقل من 10 م³، وهو ما يفي بمعيار D-2، ويشغل النظام 150㎡ فقط.
تحديات نظام التناضح العكسي الكبير وآفاقه
على الرغم من أن الناس قد طوروا تكنولوجيا أنظمة التناضح العكسي الكبيرة إلى مستوى ناضج نسبيًا. لا تزال هذه التكنولوجيا تواجه العديد من التحديات التقنية، مثل تلوث الأغشية. سيقلل التلوث البيولوجي والقشور والتلوث الغرواني بشكل كبير من كفاءة النظام. وفيما يتعلق بمعالجة المحلول الملحي، يجب معالجة التأثير البيئي لمياه التصريف عالية الملوحة بشكل صحيح. فيما يتعلق باستهلاك الطاقة، على الرغم من تحسن الكفاءة، إلا أنها لا تزال تمثل 30-501 تيرابايت في الساعة من تكلفة التشغيل.
يتوقع الناس أنه مع التقدم التكنولوجي ووفورات الحجم، بحلول عام 2030، ستزداد قدرة تحلية المياه بالتناضح العكسي العالمية بمقدار 40%. وسيشهد استهلاك الوحدة للطاقة انخفاضًا إضافيًا بمقدار 20-30%. سيتحسن مستوى الذكاء بشكل كبير، وسيصبح الجمع بينها وبين الطاقة المتجددة أقرب.
لا يعد نظام التناضح العكسي العملاق إنجازًا هندسيًا وتكنولوجيًا فحسب، بل هو أيضًا سلاح مهم يمكن للناس استخدامه لمواجهة تحديات موارد المياه. إذا كانت لديك أي مشاكل في معالجة المياه، يمكنك دائمًا استشرنا لحل حيرتك.
اتصل بنا
الاسم: كليف موك
الهاتف المحمول +86 17817887719
