التناضح العكسي أو الأسموزية المعاكسة[1]( و أسمها Reverse Osmosis و يعرف بالاختصار RO ) ، هي عملية معاكسة للظاهرة الطبيعية المسماة بالتناضح. في التناضح العكسي ينتقل الماء من المحلول الأعلى تركيزا نحو الأدنى عبر غشاء شبه نافذ باستخدام الضغط. وهي طريقة متَّبعة لتنقية المياه بمرورها بعدد من المراحل يفصل بعدها الماء عن الأملاح والمعادن الأخرى.
مبدأ عملها
يوجد السائل المراد خفض ملوحته على ناحية من غشاء نصف نفاذ وعلى الناحية الأخرى المحلول المراد رفع تركيزه. ويضغط الأخير بضغط بحيث يكون هذا الضغط أعلى من الضغط الأزموزي للماء المالح. بهذا يمكن لجزيئات السائل التحرك ضد اتجاه تحركها الأزموزي " الطبيعي ". ويعمل الضغط على انتقالها على الناحية الأخرى من الغشاء حيث يتجمع الماء الخالي من الأملاح.
تعني بيانات الشكل الآتي:
- التركيزان الابتدائيان على ناحيتي الغشاء : c1> c2
- الضغطان الأزموزيان على ناحيتي الغشاء : π1> π2
- P1 الضغط المسلط
- p2 الضغط الجوي
يبلغ الضغط الأزموزي لماء الشرب نحو 2 بار ويستخدم عند تطبيق تقنية الأزموزية العكسية لماء الشرب ضغطا بين 3 و30 بار، وهذا يعتمد على نوع الغشاء وشكل الجهاز.
وبغرض تحلية مياه البحر يطبق ضغطا بين 60 إلى 80 بار (ضغط جوي) حيث أن الضغط الأزموزي لماء البحر يبلغ 30 بار وهو أعلى بكثير عن الضغط الأزموزي لماء الشرب.
1: دخول ماء البحر(100%, 1 بار),
2: يضغط ماء البحر(100%, 50 بار)،
3: جريان ماء زادت ملوحته (60%, 48 bar),
4: ماء عذب(40%, 1 بار)،
5: التخلص من الماء الزائدة ملوحته (60%,1 بار)،
A: طلمبة استعادة الضغط،
B: الوحدة الأوزموزية لتحلية المياه
تعمل زيادة الضغط العكسي بمقارنته بضغط التناضح (الضغط الأوزموزي) على تسريع عملية فصل الماء العذب عن ماء زادت ملوحته . ويلقى الماء الزائد الملوحة ثانيا في البحر أ ويمكن تبخيره وفصل أملاح يستفاد منها كيميائيا مثل استخراج المنجنيز وتحضير الكلور.
يبلغ الضغط الأزوموزي لماء البحر الميت نحو 350 بار، مما يستلزم ضغوطا عالية جدا لتحليته.
محطات تحلية في كاليفورنيا
تخطط ولاية كاليفورنيا لإنشاء 17 محطة لتحلية مياه البحر على طول ساحلها. وتقوم حاليا (2014) بإنشاء أكبر محطة في الغرب، وهي محطة كارلسباد التي سوف تنتج بعد اكتمالها في عام 2016 نحو 190 مليون لتر ماء عذب يوميا . وسوف تغذي سان ديغو . تساعد في بناء المحطة شركة آي دي إي تكنولوجيز الإسرائيلية.
تعمل المحطة بطريقة التناضح العكسي وتضغط الماء المالح حتى ضغط 70 ضغط جوي لكي ينتقل الماء على الناحية الأخرى من ا لغشاء من دون الملح. وتذكر مجلة التايم في عددها 9 يونيو 2014 أن محطة في إسرائيل تنتج 625 مليون لتر يوميا من الماء العذب.
سوف تتكلف محطة كارلسباد الأمريكية نحو 1 مليار دولار أمريكي. كما أن تكلفة الكهرباء التي ستستغل في تحلية مياه البحر نصف التكلفة النهائية لتحلية المياه. يحتاج تحلية الماء 15.000 كيلوواط ساعة لكل 8و3 مليون لتر ماء عذب (2).
مقالات ذات صلة
مراجع
- منهاجي، الصف التاسع الأساسي. نسخة محفوظة 01 2يناير5 على موقع واي باك مشين.
- K.W.Böddeker, H.Strathmann: Die Membranfiltration, Chemie in unserer Zeit, 8. Jahrg. 1974, S. 105
(2) مجلة التايم، عدد 9 يونيو 2014 ، صفحة 41