تحلیة المیاه المالحة باستخدام نظام التناضح العکسى

نوع المستند : Original Article

المستخلص

تکنولوجیا تحلیة المیاه تعد من التقنیات الهامة فی مجال معالجة المیاه والتی برزت کحاجة ملحة وضروریة لتوسیع مصادر المیاه ، حیث أنه مع التزاید المستمر فی الطلب على المیاه اما للشرب والإستخدامات الأخرى أو الزراعة او لکثیر من التطبیقات الصناعیة ظهرت الحاجة الى تحلیة کمیات من المیاه لسد تلک الحاجة. والهدف من تحلیة المیاه هو تخفیض نسبة الملح الذائبة فی الماء إلى الحد المطابق للمواصفات المطلوبة من خلال إتباع الطرق والوسائل التکنولوجیة المختلفة. تستخدم وحدات التناضح العکسی فی تطبیقات کثیرة وأهمها فی تحلیة میاه البحر ومیاه الآبار الجوفیة حیث تعد من أنجح التقنیات وتعتمد على انتقال المیاه العذبة من المحلول المالح المرکز الى المحلول الأقل ترکیزا من خلال غشاء شبه نفاذ باستخدام الضغط الإسموزی العکسی حیث أنها عباره عن مجموعة من الأنابیب تتحمل ضغوط عالیة و تحتوی فی داخلها على أغشیة تقوم بعملیة فصل ایونات المیاه نتیجة للضغط بواسطة المضخة. یهدف هذا البحث الى دراسة العوامل التشغیلیة المختلفة المؤثرة على تحلیة المیاه المالحة فى منطقة الصالحیة الجدیدة وذلک بإستخدام وحدات التناضح العکسى للحصول على مواصفات المیاه المطلوبة ولتحقیق هدف البحث تم دراسة مستویات مختلفة من الملوحة (1200، 5000، 10000، 15000،  20000 جزء فى الملیون) تحت ضغوط مختلفة (20، 25، 30، 35 بار) خلال مرور المیاه فى مرحلتین أوثلاثة مراحل من التناضح العکسى.                     
وکانت أهم النتائج التى توصل الیها البحث:

کلما زاد الضغط فإن مستوى ملوحة المیاه یقل تحت مستویات الملوحة المختلفة.
معدل تدفق المیاه یزید مع زیادة الضغط بینما یقل مع زیادة مستویات الملوحة.
تزید نسبة الأملاح التى یتم التخلص منها بزیادة الضغط ، وکذلک تزید هذه النسبة بزیادة مستوى الملوحة فى المیاه حتى ترکیز 5000 جزء فى الملیون فى المیاه المالحة ثم تقل بعد ذلک.
زیادة ضغط المیاه یقلل من استهلاک الطاقة لنوعیة فى حین أنها تزید مع زیادة مستویات الملوحة.
من الناحیة الإقتصادیة یمکن استخدام ثلاث مراحل من وحدات التناضح العکسى والتحکم فى الضغط للحصول على المستوى المطلوب من جودة المیاه وتقلیل الطاقة المستهلکة فى عملیة التحلیة.

وبناءا على ذلک فإنه یوصى بالضغوط الآتیة تحت مستویات الملوحة المختلفة لتناسب 

الإستخدامات المنزلیة والزراعیة:-      

ضغط 20 بار تحت مستویات ملوحة (1200 ، 5000 و 10000جزء فى الملیون)
ضغط 25 بار لمستوی ملوحة (15000جزء فى الملیون)
ضغط 30 بار لمستوى ملوحة (20000 جزء فى الملیون)

الإستخدامات الصناعیة (التفریخ):-      

ضغط 35 بار لثلاث مراحل عند مستوى ملوحة 1200 جزء فى الملیون حیث أنه أعطى مستوى ملوحه قدرها 7 جزء فى الملیون لإستخدامها فى تطهیر البیض فى المفرخات حیث أنه على النشاط التجارى یتم استخدام المیاه على مستویات ملوحة من (5 – 10 جزء فى الملیون)، حیث أنه وجد أن أقل من ذلک یقلل نسبة الفقس للبیض وزیادة الملوحة عن هذا المعدل یؤدى الى انسداد فتحات الرشاشات المستخدمة فى التطهیر.

الموضوعات الرئيسية


Alghoul, M. A; P. Poovanaesvaran, M. H. Mohammed, A. M. Fadhil, A. F. Muftah, M. M. Alkilani and K. Sopian (2016). Design and experimental performance of brackish water reverse osmosis desalination unit powered by 2 kW photovoltaic system, Renewable Energy, 93: 101 – 114.
Al-Karaghouli, A. and L. Kazmerski (2012). Economic and technical analysis of a reverse-osmosis water desalination plant using Deep-3.2 Software, J. of Environmental Science and Engineering, 1(3A): 318.
Greenlee, L. F; D. F. Lawler, B. D. Freemaa, B. Marrot and P. Moulin (2009). Reverse osmosis desalination: Water sources, technology and today’s challenges, Water Research, 43: 2317-2348.
Imbrogno, J; J. J. Keating, J. Kilduff and G. Belfort (2017). Critical aspects of RO desalination: A combination strategy, Desalination, 401: 68 – 87.
Khanzada, N. K; S. Jamal Khan and P. A. Davies (2017). Performance evaluation of reverse osmosis (RO) pre-treatment technologies for in-land brackish water treatment, Desalination, 406, 44 – 50.
Kotb, H; E. H. Amer and K. A. Ibrahim (2016). On the optimization of RO (Reverse Osmosis) system arrangements and their operating conditions, Energy, 103: 127 – 150.
Kurt, G. (1979). Engineering formulas. Third Ed. Mc Graw-Hill book Company. New York St. Lous San Francisco Montreal-Toronto.
LANXESS Deutschland GmbH (2013). Business Unit Liquid Purification Technologies. Kennedyplatz1, 50569 Köln, Germany, http://lewabrane.com
Mickley, M. C. (2001). Membrane Concentrate Disposal: Practices and Regulation. U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Mickley & Associates.
Miranda, M. S. and D. Infield (2002). A wind-powered seawater reverse-osmosis system without batteries, Desalination, 153: 9 – 16.
Qiu, T. and P. A. Davies (2012). Comparison of Configurations for High Recovery Inland Desalination Systems, Water, 4: 690 – 706.
Sandia (2003). Desalination and water purification roadmap, A report of the executive committee. DWPR Program Report #95, U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation and Sandia National Laboratories.