لماذا تهدر أنظمة التناضح العكسي الكثير من الماء؟
كتقنية فعالة لمعالجة المياه، تُستخدم أنظمة التناضح العكسي (ريال عماني) على نطاق واسع في معالجة المياه المنزلية والصناعية والبلدية. ومع ذلك، يواجه العديد من الأشخاص مشكلة عند استخدام أنظمة التناضح العكسي: كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي. لماذا تنتج أنظمة التناضح العكسي الكثير من مياه الصرف الصحي؟
هذه المقالة سوف نلقي نظرة عميقة على مبدأ العملأنظمة التناضح العكسيوأسباب توليد مياه الصرف الصحي والمبادئ العلمية وراء ذلك.
كيف يعمل نظام التناضح العكسي؟
لفهم السببأنظمة التناضح العكسيلإنتاج مياه الصرف الصحي، عليك أولاً أن تفهم مبدأ عملها الأساسي. التناضح العكسي هو تقنية تستخدم أغشية نصف منفذة لفصل المواد المذابة والمذيبات. أثناء عملية التناضح العكسي، يمر الماء الخام عبر غشاء شبه نافذ تحت ضغط عالٍ، وتمر جزيئات الماء عبر الغشاء إلى جانب الماء النظيف، بينما يتم احتجاز الشوائب والأيونات والكائنات الحية الدقيقة الذائبة في الماء على الجانب الآخر من الغشاء ل تشكيل الماء المركز.
قطر المسام الصغيرة للغشاء شبه المنفذ صغير جدًا، فقط حوالي 0.0001 ميكرون، مما يمكّنه من منع معظم المواد الصلبة الذائبة والملوثات بشكل فعال ويسمح فقط لجزيئات الماء بالمرور. لا تستطيع هذه العملية إزالة المواد العالقة والبكتيريا والفيروسات في الماء فحسب، بل يمكنها أيضًا إزالة الأملاح القابلة للذوبان والمواد العضوية لتوليد مياه نظيفة عالية النقاء.
ما هو سبب توليد مياه الصرف الصحي؟
في نظام التناضح العكسي، يكون توليد مياه الصرف الصحي نتيجة حتمية. ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى الأسباب التالية:
2.1 زيادة تركيز الشوائب:
مع استمرار عملية التناضح العكسي، يعترض الغشاء شبه المنفذ بشكل مستمر المواد المذابة والملوثات الموجودة في الماء على جانب الماء المركز. بمرور الوقت، يزداد تركيز الشوائب في الماء المركز تدريجيًا. إذا لم يكن هناك تصريف للمياه العادمة، فسوف تتراكم هذه الشوائب تدريجيًا وتسد في النهاية المسام الدقيقة للغشاء، مما يتسبب في فشل الغشاء. لذلك، يجب أن يقوم نظام التناضح العكسي بتصريف مياه الصرف الصحي للحفاظ على تركيز الشوائب في الماء المركز ضمن نطاق يمكن التحكم فيه لضمان التشغيل الطبيعي للنظام والعمر الطويل للغشاء.
2.2 متطلبات التنظيف الذاتي للغشاء:
سوف يقوم الغشاء شبه المنفذ بتراكم الشوائب تدريجيًا أثناء التشغيل على المدى الطويل، مما يؤدي إلى انخفاض تدفق الغشاء وانخفاض إنتاج المياه النظيفة. من أجل الحفاظ على حالة العمل الفعالة للغشاء،نظام التناضح العكسييحتاج إلى إجراء التنظيف الذاتي المنتظم للغشاء. يتم تحقيق هذه العملية عادة من خلال تصريف مياه الصرف الصحي، ويمكن أن يؤدي تدفق مياه الصرف الصحي إلى إزالة الشوائب الموجودة على سطح الغشاء لمنعه من الانسداد والتلوث.
2.3 حدود معدل استرداد المياه:
يشير معدل استرداد المياه في نظام التناضح العكسي إلى نسبة المياه الخام التي يتم تحويلها إلى مياه نظيفة. بشكل عام، يبلغ معدل استرداد المياه لنظام التناضح العكسي المنزلي حوالي 20% إلى 50%، مما يعني أنه مقابل كل لتر من المياه النظيفة المنتجة، يتم تصريف حوالي 2 إلى 4 لترات من مياه الصرف الصحي. وتقتصر هذه النسبة بشكل أساسي على تكنولوجيا الأغشية وتصميم النظام وظروف التشغيل. عادةً ما يؤدي تحسين معدل استعادة المياه إلى زيادة خطر تلوث الأغشية وانسدادها، مما يؤثر بدوره على استقرار النظام وعمره.
ما هي العوامل التي تؤثر على كمية مياه الصرف الصحي؟
لا تتعلق كمية المياه العادمة الناتجة عن نظام التناضح العكسي بمبدأ عمله فحسب، بل تتأثر أيضًا بعوامل متعددة:
3.1 جودة المياه الخام:
إن جودة المياه الخام لها تأثير مهم على كمية مياه الصرف الصحي الناتجة عن نظام التناضح العكسي. كلما زادت المواد الصلبة الذائبة والملوثات والصلابة في المياه الخام، كلما زاد احتياج النظام إلى تصريف مياه الصرف الصحي لمنع انسداد الغشاء. ولذلك، كلما كانت نوعية المياه الخام أسوأ، كلما زادت كمية مياه الصرف الصحي عادة.
3.2 تصميم النظام وتكوينه:
يؤثر تصميم وتكوين نظام التناضح العكسي أيضًا على كمية مياه الصرف الصحي. على سبيل المثال، منطقة الغشاء في النظام، وضغط المضخة، وطريقة تصريف المياه المركزة، وما إلى ذلك سوف تؤثر على كمية مياه الصرف الصحي المتولدة. يمكن لتصميم النظام الفعال أن يقلل من كمية مياه الصرف الصحي إلى حد ما ويحسن معدل استعادة المياه.
3.3 ظروف التشغيل:
ستؤثر أيضًا ظروف التشغيل مثل ضغط مدخل المياه ودرجة الحرارة ومعدل التدفق على كمية المياه العادمة. بشكل عام، يمكن أن يؤدي ارتفاع ضغط مدخل المياه وانخفاض درجة حرارة مدخل المياه إلى تحسين معدل استعادة المياه للنظام وتقليل كمية مياه الصرف الصحي. ومع ذلك، يجب أن يتم تعديل هذه الشروط في إطار ضمان سلامة الغشاء واستقرار النظام.
كيفية معالجة واستغلال مياه الصرف الصحي؟
على الرغم من أن نظام التناضح العكسي سوف ينتج كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي، إلا أن هذه المياه العادمة ليست عديمة الفائدة. يمكن أن تؤدي معالجة مياه الصرف الصحي واستخدامها بشكل معقول إلى تقليل النفايات إلى حد ما وتحسين كفاءة استخدام الموارد.
4.1 إعادة تدوير مياه الصرف الصحي:
على الرغم من أن مياه الصرف الصحي تحتوي على نسبة عالية من الشوائب، إلا أنه لا يزال من الممكن استخدامها كمياه غير صالحة للشرب في كثير من الحالات. على سبيل المثال، يمكن استخدام مياه الصرف الصحي للمياه المنزلية مثل تنظيف المراحيض، وسقي الزهور والنباتات، والتنظيف، وما إلى ذلك، مما يقلل من استهلاك مياه الصنبور. في المجال الصناعي، يمكن استخدام مياه الصرف الصحي لتبريد المياه المتداولة، تنظيف المياه، وما إلى ذلك، وبالتالي تقليل تكاليف المياه.
4.2 معالجة مياه الصرف الصحي:
قبل التصريف، يمكن معالجة مياه الصرف الصحي من خلال عمليات معالجة بسيطة مثل الترسيب والترشيح لإزالة بعض الشوائب قبل إعادة استخدامها. بالنسبة لسيناريوهات التطبيق ذات الحجم الكبير لمياه الصرف الصحي، يمكن أيضًا استخدام الأكسدة المتقدمة والمفاعل الحيوي الغشائي وغيرها من التقنيات للمعالجة العميقة للوفاء بمعايير إعادة الاستخدام.
4.3 تحسين النظام:
من خلال تحسين التصميم وظروف التشغيلنظام التناضح العكسييمكن تقليل كمية مياه الصرف الصحي إلى حد ما. على سبيل المثال، يمكن استخدام نظام التناضح العكسي متعدد المراحل لاستعادة المياه المركزة عدة مرات لتحسين معدل استرداد المياه الإجمالي وتقليل كمية مياه الصرف الصحي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الصيانة المنتظمة وتنظيف مكونات الغشاء للحفاظ على التشغيل الفعال للنظام يمكن أن يساعد أيضًا في تقليل كمية مياه الصرف الصحي.
ملخص
يحتل نظام التناضح العكسي مكانة مهمة في عملية معالجة المياه الحديثة نظرًا لقدرته الفعالة على تنقية المياه. ومع ذلك، فإن حجم مياه الصرف الصحي المرتفع كان دائمًا محط الاهتمام. إن توليد المياه العادمة هو نتيجة لمبدأ العمل والقيود الفنية لنظام التناضح العكسي، ويرتبط بالعديد من العوامل مثل جودة المياه الخام، وتصميم النظام وظروف التشغيل.
عند اختيار واستخدام نظام التناضح العكسي، يجب على المستخدمين النظر بشكل شامل في جودة المياه وأداء النظام والتكاليف الاقتصادية، وضبط ظروف التشغيل بشكل معقول، واتخاذ تدابير فعالة لمعالجة مياه الصرف الصحي لتحقيق أهداف معالجة المياه الفعالة والموفرة للطاقة والصديقة للبيئة.