محتوى
أغشية المياه قليلة الملوحة هي عبارة عن هياكل مركبة ذات أغشية رقيقة (TFC) مصممة خصيصًا لمعالجة المياه بتركيز إجمالي للمواد الصلبة الذائبة (TDS) يتراوح عادة من 1000 إلى 10000 ملجم / لتر. على عكس أغشية مياه البحر، التي يجب أن تتحمل الضغوط الاسموزية الشديدة، فإن أغشية التناضح العكسي للمياه المالحة (BWRO) مُحسّنة لتحقيق نفاذية عالية عند ضغوط تشغيل منخفضة. يتكون الغشاء من طبقة حاجز بولي أميد كثيفة، وطبقة دعم بولي سلفون صغيرة المسام، وظهر من البوليستر عالي القوة. تسمح هذه البنية الطبقية للغشاء برفض الأيونات أحادية التكافؤ بشكل فعال مثل الصوديوم والكلوريد مع الحفاظ على معدل تدفق مرتفع، مما يجعلها معيار الصناعة لمياه العمليات الصناعية، وتحديث مياه الشرب البلدية، والمعالجة المسبقة لمياه تغذية الغلايات.
ويخضع أداء هذه الأغشية لنموذج انتشار المحلول، حيث تهاجر جزيئات الماء عبر مصفوفة البوليمر بينما يتم رفض الأملاح الذائبة على السطح. سمحت التطورات الحديثة في تكنولوجيا النانو للمصنعين بتعديل شحنة السطح ونعومة طبقة البولي أميد. من خلال إنشاء سطح أكثر محبة للماء وشحنة محايدة، يمكن لهذه الأغشية أن تقلل بشكل كبير من معدل القاذورات العضوية، وهو تحدي شائع عند معالجة المياه السطحية أو مجاري استخلاص مياه الصرف الصحي.
اختيار الصحيح غشاء الماء المالح يتطلب تحليل معدلات الرفض ومتطلبات الطاقة. في حين أن نماذج "الرفض العالي" تعطي الأولوية لإزالة ما يصل إلى 99.7% من الأملاح، فإن نماذج "الطاقة المنخفضة" مصممة للعمل عند ضغوط منخفضة بشكل كبير لتقليل النفقات التشغيلية (OPEX). يوضح الجدول التالي المواصفات النموذجية الموجودة في عناصر BWRO القياسية بقطر 8 بوصات المستخدمة في التطبيقات الصناعية.
| نوع الغشاء | رفض الملح (٪) | الضغط القياسي (PSI) | تطبيق نموذجي |
| رفض عالي (HR) | 99.5% - 99.8% | 225 | الماء عالي النقاء / تغذية الغلايات |
| طاقة منخفضة (جنيه) | 99.0% - 99.4% | 150 | مياه الشرب البلدية |
| مقاومة للقاذورات (FR) | 99.2% - 99.6% | 225 | إعادة استخدام مياه الصرف الصحي |
لضمان السلامة الميكانيكية وقدرات رفض الملح لأغشية المياه قليلة الملوحة، يجب الحفاظ بشكل صارم على العديد من عتبات التشغيل. التعرض للمواد الكيميائية، وخاصة للعوامل المؤكسدة مثل الكلور، يمكن أن يسبب ضررًا لا يمكن إصلاحه لطبقة البولي أميد، مما يؤدي إلى زيادة مفاجئة في مرور الملح. علاوة على ذلك، يجب أن يظل مؤشر كثافة الطمي (SDI) لمياه التغذية أقل من 5.0 لمنع انسداد الجسيمات السريع لفواصل التغذية.
تتحول الصناعة حاليًا نحو أغشية "طاقة منخفضة للغاية" (XLE) والعناصر ذات المساحة العالية. من خلال زيادة مساحة السطح النشطة لعنصر 8040 القياسي من 365 إلى 440 قدمًا مربعًا، يمكن لمشغلي المصنع تحقيق إنتاج تخلل أعلى دون زيادة مساحة النظام. بالإضافة إلى ذلك، فإن تطوير أغشية رقيقة من المركبات النانوية (TFN)، والتي تتضمن جسيمات نانوية محبة للماء في طبقة البولي أميد، يظهر وعدًا في زيادة تدفق الماء بنسبة تصل إلى 20% مع الحفاظ على الرفض الفائق. تعتبر هذه الابتكارات حاسمة للحد من البصمة الكربونية لمحطات تحلية المياه وجعل معالجة المياه أكثر استدامة في المناطق التي تعاني من نقص المياه.
English
عربى
