15-11-2009, 12:46 AM
|
#1 (permalink)
|
| مهندس
تاريخ التسجيل: Apr 2009 رقم العضوية: 216570 الدولة: سوريا - حلب
المشاركات: 49
بمعدل: 0.03 (مشاركة/اليوم)
التقييم: 0
|  تقنية التناضح العكسي في معالجة المياه
------
------
------
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته أود أن أقدم لكم بحثي المتواضع حول تقنية التناضح العكسي لتنقية ومعالجة المياه .... متمنياً الفائدة للجميع إعداد : المهندس أسعد علبي المحتويات : الفصل الأول : مقدمة 1- 1 - مفهوم التناضح العكسي وتحلية المياه الفصل الثاني : شروط إستخدام تقنية التناضح العكسي في المعالجة 2 - 1 - المعالجة اللازمة للمياه قبل الشروع في عملية التناضح العكسي 2 - 2 - مجال ال PH 2 -3 - الضغط اللازم لتحقيق إزالة الشوارد 2 - 4 - مراقبة الكلور لحماية أغشية التناضح العكسي الفصل الثالث : مراحل المعالجة بتقنية التناضح العكسي 3 - 1 - مرحلة ماقبل المعالجة 3 - 2 - مرحلة الضغط 3 - 3 - مرحلة الفصل بوساطة الأغشية 3 - 4 - مرحلة التثبيت أو ما بعد المعالجة الفصل الرّابع : أنواع أغشية التناضح العكسي 4 - 1 - سيللوز أسيتات CELLULOSEACETATE 4 - 2 - سيللوز تري أسيتات CELLULOSETRI -ACETATE 4 - 3 - ثين فيلم كومبوزايت THIN FILM COMPOSITE الفصل الخامس : تصميم منظومة تناضح عكسي 5 - 1 - المرحلة المبدئية أو ما قبل المعالجة 5 - 2 - مرحلة المعالجة أو التحلية 5 - 3 - المرحلة النهائية أو ما بعد المعالجة الفصل السادس : تشغيل وصيانة منظومة التناضح العكسي 6 - 1 - نقاء المياه المنتجة 6 - 2 - منع إنسداد الأغشية 6 - 3 - غسيل الأغشية 6 - 4 - منع يمو البكتريا 6 - 5 - أساسيات تشغيل وصيانة محطات التناضح العكسي الفصل السابع : إستعمالات مياه التحلية 7 - 1 - مياه الشرب 7 - 2 - الصناعات 7 - 3 - الزراعة الفصل الأوّل : مقدمة : 1- 1 : مفهوم التناضح العكسي وتحلية المياه : قبل الشروع في تفسير عملية التناضح العكسي و التي يتم بها تحلية المياه , يلزم أولا تقديم هذا الشرح البسيط لظاهرة التناضح مؤيدة ببعض الرسوم التوضيحية. ×التناضح هو قوة فيزيائية و نزعة طبيعية للمياه مع تركيز عالي لذرات ذائبة معينة حيث تتحرك خلال غشاء نصف نافذ Semi-permeable إلى منطقة مياه ذات تركيز منخفضبالذرات الذائبة . ×سوف تعمل المياه على إيجاد توازن على جهتي الغشاء أي بمعنى آخر أن المياه على طرفي الغشاء سوف تصبح ذات تركيز واحد للذرات الذائبة. ×إن عملية التناضح العكسي تستلزم دفع المياه و بضغط مرتفع يسمح لها بتخطي الغشاء باتجاه عكسي لما هو حاصل في الحياة الطبيعية والذي يؤدي إلى نفاذ المياه النقية عبر الغشاء و تحصر بذلك الذرات المالحة في منطقة ملوحة عالية. ×التحلية هي عملية فصل تستعمل لخفض نسبة الأملاح الذائبة في المياه المالحة إلى مستوى تصبح معه هذه المياه قابلة للاستعمال و الشرب. ×في المناطق الجغرافية التي تفتقر إلى المصادر الطبيعية للمياه النقية و الصالحة للشرب مثل الأنهار , الينابيع و السيول, تعتمد المجتمعات الموجودة على أنظمة تحلية المياه لأنها مصدر موثوق لا ينضب للمياه و لا سيما مع بداية العام 1950 ميلادية الذي شهد انطلاقة أنظمة التحلية بأسعار اقتصادية و تقنيات مبسطة تعمل في شتى الظروفالبيئية. وقد و تم تحديد الأملاح الذائبة في المياه المحلاة بنسبة 500 جزء بالمليون لتكون النسبة المسموح بها دوليا للمياه لجميع الاستعمالات المنزلية, الصناعية و الزراعية. الفصل الثاني : شروط إستخدام تقنية التناضح العكسي في المعالجة : 2 - 1 : المعالجة اللازمة للمياه قبل الشروع في عملية التناضح العكسي : ×يوجد عدة أنواع للمعالجة المبدئية و التي تسبق تحلية المياه بالتناضح العكسي و اختيار ها يعتمد في الأساس على : üالإمكانيات ü الخبرة و القدرات الفنية لطاقم العمل حيث يمكن التأكيد أنه كلما ازدادت جدارة تطبيقات الصيانة الوقائية يمكن الحصول على معالجة مبدئية كيميائية سليمة, في حين أن عمليات الفلترة الرملية أو إزالة العسرة تتطلب قدر أقل من الصيانة اليومية. ×مياه التغذية يجب أن تحتوي على قدر قليل من الشوائب الصلبةSolids و الطمي Silt و ذلك حفاظا عل الأغشية من الانسداد و هذا يمكن إنجازه بإزالة هذه الشوائب أو تعليقها و التقاطها خلال مرورها بأحد مراحل المعالجة الأولية مثل التنقية الرملية أو بخراطيش الترسيب Sediment Cartridge مما يحمي الأغشية و يساهم في حسن أدائها لفترة زمنية طويلة. ×عندما تمر المياه خلال أغشية التناضح العكسي, ترتفع نسبة الايونات في مكونات الدفق المنبوذ Reject Flow و هذا يؤدي حتما إلى ارتفاع نسبة الأملاح الذائبة TDS و لا سيما الكالسيوم و المغنيزيوم و ترسيب جزء منها داخل الأغشية . و على الرغم من إمكانية إزالة الكالسيوم و المغنيزيوم أو بإضافة مادة كيميائية لإبقائهما مسيلين إلا أن الكثير من خبراء معالجة المياه ينصح بضرورة استعمال وحدة إزالة عسرة Softener في خط المياه قبل دخولها الأغشية و استبدال أيوناتها بأيونات صوديوم. ×أيضا الكلور يلزم إزالته كليا عند استعمال أغشية Thin Film أو تخفيض نسبته مع أغشية CTA , و يتم ذلك باستعمال وحدة فلترة كربون و هذا ما يشجع عليه خبراء معالجة المياه, أما ضخ مادة صوديوم ميتابايسولفايت فهي فعالة و لكنها تساهم في نمو البكتيريا التي تسد الأغشية أيضا و تقلل من أدائها. 2 - 2 : مجال ال PH : ×يجب أن تكون المحطات الكبيرة مجهزة بشكل إلزامي بلوازم تعديل PH ما بين 5.5 و 6.5 و هذا يساعد في نظافة الأغشية و منع انسدادها . 2 - 3 : الضغط اللازم لتحقيق إزالة الشوارد : ×يعتمد الضغط المطلوب لعملية التحلية على نسبة التركيز الملحي للمياه في خط النبذ Concentrate و للتوضيح زيادة فان ملوحة على خط النبذ قدرها 1100 ppm تتطلب ضغطا اكبر من 200 psi . ×أما مياه البحر ذات الملوحة العالية 33000 و أكثر ) 42000 بي بي ام في البحر الأحمر خلال الصيف و تنخفض الى 38000 ppm شتاء( تتطلب ضغطا اكبر من 800 psi 2 - 4 : مراقبة الكلور لحماية أغشية التناضح العكسي : ×إن وجود الكلور قد يحط من أداء بعض مواد الأغشية و لذلك يتم اللجوء إلى إزالة الكلور في المياه الخام قبل دخولها إلى الأغشية. ×عملية إزالة الكلور تتم بضخ مادة صوديوم بايسولفايت NaHSo3 أو بواسطة فلاتر امتصاص كربونية. ×ان استخدام الاغشية في تحلية المياه يعتبر استثمارا مكلفا و يجب أن يتلازم مع اجراءات حمايتها و هذه التكلفة الإضافية تعتبر بسيطة مقارنة بالخسائر التي قد تلحق من جراء تجاهلها. ×قد تحتوي المياه الخام على الكلور الحر Free Chlorine أو الكلور الكلي Total Chlorine و من الهام جدا تحديد نوع و شكل الكلور الموجود و اختيار الصنف الصحيح لجهاز مراقبة الكلور . الفصل الثالث : مراحل المعالجة بتقنية التناضح العكسي : تعتمد تقنية التناضح العكسي على أربعة مراحل أساسية من المعالجات هي: 3 - 1 - مرحلة ما قبل المعالجة : يتم معالجة دفق مياه التغذية لتصبح منسجمة مع شروط عمل الأغشية و لتكون خالية من العوالق الصلبة عبر : üالفلترة الرملية Multimedia Filter ü وحدات خراطيش ميكرونية Cartridge Filters ü ضبط الرقم الهيدروجيني Ph Adjustment ü إضافة مواد كيميائية ChemicalsDosing لكبح أية تكلسات لاحقة من مواد مختلفة مثل كالسيوم سولفايت . 3 - 2 - مرحلة الضغط : يتم في هذه المرحلة رفع ضغط الدفق المعالج أوليا إلى مستوى ضغط يناسب الأغشية و حسب نسبة الأملاح في المياه الخام . 3 - 3 - مرحلة الفصل بواسطة الأغشية : في هذه المرحلة تسمح الأغشية القابلة للنفاذ للمياه العذبة فقط من العبور أما الأملاح الذائبة فلا تتمكن من ذلك و يتم تحويلها إلى خط الصرف ذات التركيز الملحي العالي, علما أن نسبة مئوية قليلة جدا تبقى في دفق المياه العذبة و هذا يعود لعدم كمال الأغشية والتي تسمح بعبور هذه النسب القليلة. 3 - 4 - مرحلة التثبيت أو ما بعد المعالجة : المياه العذبة والمنتجة من الأغشية يلزمها ضبط للرقم الهيدروجيني للمياه PH Adjustment و يتم هذا عبر رفعها من حوالي 5 إلى 7.5 . كما يتم تزويدها أيضا بنسبة معينة من الكلور لتحصينها إثناء التخزين و الضخ إلى الشبكة من أية يكتيريات قد تدخل إليها.  الفصل الرابع : أنواع أغشية التناضح العكسي :الفصل الخامس : تصميم منظومة تناضح عكسي : ×منظومة التناضح العكسي سهلة و بسيطة و تتألف من مجموعة أنابيب تتحمل ضغوط عالية و تحتوي في داخلها على أغشية التناضح العكسي و التي تقوم بعملية فصل ايونات المياه نتيجة ضغط المياه بواسطة مضخة. ×ينتج عن العملية تدفقين للمياه , الأول و هو المياه المنتجة ذات الأملاح المنخفضة و التي لا تتجاوز 4% من أملاح مياه التغذية .أما التدفق الثاني فهو ذو التركيز الملحي العالي و الذي يتم رميه عموما و أحيانا يعاد إدخاله إلى أول المنظومة و للمرور في مرحلة ثانية من الأغشية مما يسمح برفع كفاءة المنظومة و قدرتها على الإنتاج. ×إن الاعتبار الأساسي لتصميم منظومة تناضح عكسي صناعية Industrial ReverseOsmosis System تتمثل في تحديد كمية و نوعية المياه المطلوبة مما يضمن تصميما ناجحا يتطابق مع متطلبات المستخدم الأخير UserEnd . ×تتألف منظومة التناضح العكسي الصناعية من ثلاثة مراحل رئيسة و هي : 1)المرحلة المبدئية أو ما قبل المعالجة Pre-Treatment 2)مرحلة المعالجة أو التحلية Treatment Or Desalination 3)المرحلة النهائية أو ما بعد المعالجة Post-Treatment Or Adjustment 5 - 1 - المرحلة المبدئية أو ما قبل المعالجة : يتم اختيار مكونات هذه المرحلة بعناية فائقة و هي تلعب دورا هاما في وقاية المرحلة اللاحقة من أضرار جسيمة تكلف الكثير من الجهد و المال. و تهدف هذه المرحلة إلى تقليل إمكانية فساد , تكلس و انحلال أغشية التناضح Membranes خلال فترات التشغيل , و يقوم غالب مصنعو الأغشية و من خلال نشرات علمية أو برامج حاسوبية بترشيد المصمم إلى مستلزمات المعالجة الأولية و تحديد أنواع المواد الكيميائية المطلوب استعمالها و كل ذلك بناء على تحاليل كيميائية تفصيلية لعينات من المياه الخام . تجدر الإشارة هنا إلى أن المياه الجوفية Ground Water تتميز عادة بثبات في المكونات و الحرارة و هذا يفيد في معالجة مبدئية اقل كلفة و تعقيدا من التي سوف تستعمل مع المياه السطحية SurfaceWater و التي تشهد تغييرات واضحة مع تبدل الفصول المناخية و العوامل الطبيعية. مؤشر كثافة الطمي Silt Density Index هو المنهج الذي سيحدد كمية الجسيمات في مياه التغذية Feed Water و بالتالي الوسائل التي يجب استخدامها في المعالجة المبدئية مثل الترويق Clarification , التصفية Filtration أو إضافة مواد تبلمر Polymer . و لآن وحدة المعالجة اللاحقة سينتج عنها دفق يحتوي على تركيز ملحي عال يتم فصله بواسطة الأغشية فأن المواد المذيبة للأملاح مثل :كالسيوم كاربونيت CaCO3 , :كالسيوم سولفايت CaSo4 , باريوم سولفايت BaSo4 , و السيليكا SiO2 يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار حيث يقوم المصمم System Designer بالاعتماد على الإجراءات التالية: · إزالة الكالسيوم بواسطة وحدة التليين بالتبادل الأيوني Softening Ion Exchange . ·ضخ أو زرق مادة الحمض Acid. ·ضخ أو زرق مادة مانعة للتكلس Antiscalant . ·ضخ أو زرق مادتي الحمض و مانع التكلس معا. ·تخفيض معدل الاسترداد Recovery. و مجددا نعيد التأكيد أن المصمم سوف يختار إمكانيات المعالجة المبدئية بناء على المعطيات الخاصة بكل مشروع , فإضافة مادة الحمض بدلا من مانع التكلس قد يكون خيارا ممتازا في حال الرغبة في التخلص أيضا من غاز سولفايد الهيدروجين و لكن قد يكون هذا الخيار نفسه سيئا في تطبيق آخر بسبب تشكل ديوكسايد الكربون الذي يستوجب تركيب نظام إضافي للتخلص منه و يدعى Polishing Ion Exchange Unit بعد مرحلة المعالجة أو التحلية. 5 - 2 - مرحلة المعالجة أو التحلية : لمصنعي الأغشية في هذه المرحلة تأثير أساسي من خلال تحديد نوع الأغشية المستخدمة في المنظومة و عددها. إن معدل الجريان Flux Rate المثالي يقدر بنسبة 15 غالون بالقدم المربع / يوم و ذلك للمياه السطحية Surface Water . هذه النسبة قد تتغير إلى مقادير أخرى إذا كانت مياه التغذية من مصادر مثل مياه جوفية أو مياه بحر أو مياه مبتذلة. بعد حساب عدد الأغشية سيتم تحديد عدد الأنابيب الحاملة Vessels المطلوبة حيث تستخدم معظم المنظومات الصناعية أنابيب ضغطية Pressure Vessels تحتوي عل 6 أغشية, و لكن يمكن استعمال أنابيب ضغطية تحتوي ما بين 3 و 7 أغشية. يبقى إن نشير إلى أن المساحة المخصصة لمنظومة التحلية تلعب أحيانا دورا في تحديد عدد الأنابيب المضغوطة . المهمة التالية تتمحور حول الترتيب الأنسب لهذه الأنابيب المضغوطة و ما بداخلها من أغشية, حيث يغلب ترتيب الشجرة في أكثر الأحيان , و هذا يعني أن المرحلة الأولى تحتوي على العدد الأكبر ثم المرحلة الثانية أقل ثم المرحلة الثالثة إن وجدت أقل عددا من الأوليين. إن الهدف من هذا الترتيب هو التخفيف من إمكانية فشل الأغشية بعد فترات طويلة من التشغيل. في المنظومات الصناعية التي تستخدم أنابيب حاملة 6 أغشية يتم الأخذ بالاعتبارات التالية فيما يتعلق بالاسترداد Recovery : المرحلة الأولى: من 45 إلى 55 بالمائة من الاسترداد المرحلة الثانية : من 70 إلى 80 بالمائة من الاسترداد المرحلة الثالثة: من 80 إلى 90 بالمائة من الاسترداد أما التصميم النموذجي فيتوقف عند المرحلتين و باسترداد 75 % . 5 - 2 - 1 - استخدام برامج الكومبيوتر الخاصة بالتصميم : إن البرامج الحاسوبية و التي يقوم مصنعو الأغشية بتوزيعها على شركات معالجة المياه مجانا أو بأسعار رمزية تهدف إضافة للتشجيع التسويقي إلى تقديم الخدمة المتطورة و الدعم الفني اللازم و إلى تخمين الأداء المتوقع للأغشية, كما تقدم التحذيرات للمصممين عند تخطيهم إرشادات المصنعين و توجهاتهم. كما تساعد هذه البرامج في تجربة الخيارات المتاحة للمصممين بسرعة و اتخاذ القرارات بشكل فعال و اقتصادي في آن واحد. 5 - 3 - المرحلة النهائية أو ما بعد المعالجة: يتم في هذه المرحلة فحص المياه الناتجة Permeate من الأغشية و ضبط رقمها الهيدروجيني الذي ينخفض عادة نتيجة الضغط الإسموزي و يتم رفعه إلى حياديته مجددا أي 7.5 بإضافة مواد كيميائية مثل الصودا الكاوية أو غيرها. كما يتم إضافة مادة الكلور بنسبة تتراوح بين 0,1 و 0,5 جزء بالمليون إلى دفق المياه المتجه إلى التخزين أو التوزيع عبر الشبكات و ذلك تحصينا للمياه من البكتيريا عند تعرضها للعوامل الطبيعية و حماية للمستخدمين . هذا وتتوفر وحدات التناضح العكسي بقياسات مختلفة, فمنها الصغير جدا للاستعمال المنزلي و التي يتراوح طاقة إنتاجها بين 100 و 300 ليتر يوميا وصولا إلى الاستعمالات الضخمة لتغذية المصانع و القرى و المدن حيث تصل طاقة الإنتاج في بعضها إلى أكثر من مائة ألف متر مكعب يوميا.  الفصل السادس : تشغيل و صيانة منظومة التناضح العكسي:الفصل السابع : إستعمالات مياه التحلية : تستعمل مياه التحلية لعدة غايات حياتية نوجزها بالتالي: 7 - 1 - مياه الشرب : حيث يتم الاعتماد شبه الكلي عليها في البلاد التي تفتقر إلى مصادر طبيعية أو التي تعاني من نسب تلوث عالية في مياه مصادرها الطبيعية, كما تعتمد على هذه المنظومات المجمعات السياحية و الفنادق و عدد كبير عالميا من شركات تعبئة مياه الشرب. 7 - 2 - الصناعات : حيث تتطلب بعض الصناعات مياه صافية و نقية Pure Water مثل صناعة المكونات الالكترونية,الأطعمة و المواد الغذائية, الأدوية و المستحضرات الطبية و غيرها. 7 - 3 - الزراعة : في إطار التطور في المجال الزراعي يتم الاعتماد على أنظمة التناضح العكسي لتوفير مياه خالية من الملوثات و التي تسهم في التحكم بالأوبئة الزراعية حيث أفيد عن ارتفاع كمية إنتاج الخيار لدى احد المزارعين في الولايات المتحدة من 4000 دزينة يوميا إلى 7000 دزينة.
يمكنك الرد هنا بدون تسجيل الدخول .. فقط باستخدام حسابك في الفيس بوك
jrkdm hgjkhqp hgu;sd td luhg[m hgldhi
|
| |  |
قناة التقنية
العرض العادي
