ما هو التناضح العكسي وكيف يعمل

التناضح العكسي أو RO هو الترشيح الطريقة المستخدمة لإزالة أيونات وجزيئات من محلول عن طريق الضغط على المحلول على جانب واحد من غشاء نصف انتقائي أو انتقائي. لا تستطيع الجزيئات الكبيرة (المذابة) عبور الغشاء ، لذلك تبقى على جانب واحد. يمكن أن يعبر الماء (المذيب) الغشاء. والنتيجة هي أن الجزيئات المذابة تصبح أكثر تركيزًا على جانب واحد من الغشاء ، بينما يصبح الجانب المقابل مخففًا أكثر.

من أجل فهم التناضح العكسي ، من المفيد أولاً فهم كيفية نقل الكتلة عبر الانتشار والتناضح المنتظم. الانتشار الحركة الجزيئات من منطقة أعلى تركيز إلى منطقة ذات تركيز أقل. التنافذ هي حالة خاصة من الانتشار تنتشر فيها الجزيئات في الماء ويحدث تدرج التركيز عبر غشاء شبه قابل للانفجار. يسمح الغشاء شبه القابل للانفجار بمرور الماء ، لكن المفاهيم (مثل Na⁺، كاليفورنيا²⁺، Cl^-) أو جزيئات أكبر (مثل الجلوكوز واليوريا والبكتيريا). الانتشار والتناضح مفضلان ديناميكا حرارية وسيستمران حتى الوصول إلى التوازن. يمكن إبطاء التناضح أو إيقافه أو حتى عكسه إذا تم تطبيق ضغط كاف على الغشاء من الجانب "المركز" من الغشاء.

يحدث التناضح العكسي عندما يتحرك الماء عبر الغشاء

هناك أحجام مسامية مختلفة من الأغشية المستخدمة للتناضح العكسي. في حين أن حجم المسام الصغير يقوم بعمل ترشيح أفضل ، فإنه يستغرق وقتًا أطول لتحريك الماء. إنها نوعًا ما مثل محاولة صب الماء من خلال مصفاة (ثقوب كبيرة أو مسام) مقارنة بمحاولة صبها من خلال منشفة ورقية (ثقوب أصغر). ومع ذلك ، يختلف التناضح العكسي عن الترشيح الغشائي البسيط لأنه ينطوي على الانتشار ويتأثر بمعدل التدفق والضغط.

غالبًا ما يستخدم التناضح العكسي في ترشيح المياه التجارية والسكنية. كما أنها إحدى الطرق المستخدمة لتحلية مياه البحر. لا يقلل التناضح العكسي من الملح فحسب ، بل يمكنه أيضًا تصفية المعادن والملوثات العضوية ومسببات الأمراض. في بعض الأحيان يتم استخدام التناضح العكسي لتنقية السوائل التي يكون الماء فيها شوائب غير مرغوب فيها. على سبيل المثال ، يمكن استخدام التناضح العكسي لتنقية الإيثانول أو كحول الحبوب لزيادة برهانها.

التناضح العكسي ليس تقنية تنقية جديدة. تم وصف الأمثلة الأولى للتناضح من خلال الأغشية شبه المنفصلة بواسطة جان أنطوان نوليت في عام 1748. في حين كانت العملية معروفة في المختبرات ، لم يتم استخدامها لتحلية مياه البحر حتى عام 1950 في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس. قام باحثون متعددون بتحسين طرق استخدام التناضح العكسي لتنقية المياه ، لكن العملية كانت بطيئة لدرجة أنها لم تكن عملية على نطاق تجاري. سمحت البوليمرات الجديدة بإنتاج أغشية أكثر كفاءة. مع بداية القرن الحادي والعشرين ، أصبحت محطات التحلية قادرة على تحلية المياه بمعدل 15 مليون جالون يوميًا ، مع تشغيل حوالي 15000 مصنع أو التخطيط لها.