حامل العنصر المتخلل لعنصر غشاء RO: قلب تقنية التناضح العكسي

في تكنولوجيا معالجة المياه الحديثة، التناضح العكسي (RO) عنصر الغشاء يتخلل الناقل يلعب دورا حيويا. لا تُستخدم تقنية غشاء RO على نطاق واسع في مجالات تحلية مياه البحر ومعالجة المياه قليلة الملوحة وتحضير المياه النقية فحسب، ولكنها تلعب أيضًا دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في العديد من الصناعات مثل الطب والإلكترونيات والصناعات الكيماوية وتجهيز الأغذية.

التناضح العكسي هو العملية العكسية لعملية النفاذ الطبيعي للمياه في الطبيعة. تعتمد هذه العملية على الاعتراض الانتقائي للأغشية شبه المنفذة، أي يتم فصل المواد المذابة والمذيبات الموجودة في المحلول تحت الضغط. عندما يتم وضع نفس الحجم من المحلول المخفف والمحلول المركز على جانبي الحاوية ويتم حجبهما بواسطة غشاء نصف منفذ في المنتصف، فإن المذيب الموجود في المحلول المخفف سوف يمر بشكل طبيعي عبر الغشاء شبه المنفذ ويتدفق إلى جانب المحلول المركز حتى يتم يصل إلى حالة التوازن الاسموزي. في هذا الوقت، إذا تم تطبيق ضغط أكبر من الضغط الأسموزي على جانب المحلول المركز، فسيتم عكس اتجاه تدفق المذيب، وهذه العملية هي التناضح العكسي.

عناصر غشاء RO هي المكونات الأساسية لنظام التناضح العكسي، وعادة ما تتكون من طبقات متعددة من الأغشية الرقيقة من مواد وهياكل مختلفة. وأهم هذه الأغشية هي طبقة التحلية الرقيقة للغاية، والتي تحدد كثافتها بشكل مباشر معدل تحلية الغشاء. تشمل مواد غشاء RO الشائعة غشاء خلات السليلوز والغشاء المركب. على الرغم من أن غشاء خلات السليلوز كان يستخدم على نطاق واسع في الأيام الأولى، إلا أنه تم استبداله تدريجيًا بأغشية مركبة ذات أداء أفضل بسبب محدودية التحلل المائي ونطاق الأس الهيدروجيني.

هيكل الدعم الرئيسي للغشاء المركب هو نسيج البوليستر غير المنسوج، مع طبقة من البولي سلفون البلاستيكي الهندسي الصغير المسام على السطح، والطبقة الحاجزة مصنوعة من مادة البولي أميد العطرية شديدة الارتباط. لا يعمل هذا الهيكل على تحسين الاستقرار الكيميائي والبيولوجي للغشاء فحسب، بل يعزز أيضًا أداء النقل بشكل كبير. لن يتم ضغط الغشاء المركب أثناء التشغيل، لذلك يكون معدل إنتاج المياه وتحلية المياه مستقرًا نسبيًا، وعمر الخدمة أطول.

الناقل المنفذ في عنصر غشاء RO هو جسر يربط بين المياه الخام والمياه المنتجة. وهو المسؤول عن نقل المياه النقية بعد الترشيح الغشائي من أحد جانبي الغشاء إلى الجانب الآخر. يؤثر أداء الناقل المنفذ بشكل مباشر على الكفاءة الإجمالية لنظام RO. يجب أن تتمتع الناقلات النفاذية عالية الجودة بخصائص النفاذية العالية والمقاومة المنخفضة ومقاومة التآكل والعمر الطويل.

في التطبيقات العملية، غالبًا ما تواجه الناقلات النفاذية تحديات مثل ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي ونوعية المياه المعقدة. أظهرت الدراسات أن التعرض طويل الأمد لبيئات درجة الحرارة المرتفعة والضغط العالي قد يسبب تشوهًا فيزيائيًا لأغشية التناضح العكسي، مثل ضغط الغشاء واختراق الناقلات المتخللة، مما سيؤثر على نفاذية الغشاء ومعدل تحلية المياه. لذلك، عند تصميم واختيار الناقلات المتخللة، يجب مراعاة المواد والهياكل وبيئات العمل بشكل كامل لضمان تشغيلها المستقر على المدى الطويل.

مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، تعمل تكنولوجيا غشاء RO أيضًا على الابتكار والتطوير باستمرار. ومن خلال تحسين مواد الغشاء وعمليات التصنيع، يمكن تحسين معدل تحلية الغشاء وإنتاج المياه بشكل أكبر؛ ومن خلال تحسين التصميم الهيكلي لمكونات الغشاء، يمكن تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل للنظام؛ من خلال تطوير تقنيات المعالجة المسبقة وما بعد المعالجة الجديدة، يمكن إطالة عمر خدمة الغشاء ويمكن تقليل تلوث الغشاء.