Que es la definicion de osmosis inversa (RO)
La osmosis inversa es basicamente la inversa del proceso de osmosis. Los cientificos descubrieron que todo lo que se requiere para revertir el proceso de osmosis es una membrana semipermeable adecuada y aplicar una presion a la solucion de sal concentrada por encima de las contrapresiones aplicadas y osmoticas, forzando el agua pura a traves de la membrana semipermeable. En otras palabras, la osmosis inversa es el proceso donde el agua que contiene sales inorganicas (minerales), solidos en suspension, sustancias organicas solubles e insolubles, microorganismos acuáticos y gases disueltos (colectivamente llamados constituyentes de agua de origen o contaminantes) se fuerza bajo presión a traves de una membrana semipermeable. Semipermeable se refiere a una membrana que permite selectivamente que el agua pase a traves de ella a una tasa mucho mas alta que la tasa de transferencia de cualquier constituyente contenido en el agua. Obtenga más informacion sobre las membranas accionadas por presion aqui. Si el agua de alta salinidad se separa del agua de baja salinidad a traves de una membrana semipermeable, ocurrira un proceso natural de transferencia de agua desde el lado de baja salinidad al lado de alta salinidad de la membrana hasta que la salinidad en ambos lados alcance el mismo nivel. concentracion. Este proceso natural de transferencia de agua a traves de una membrana impulsada por el gradiente de salinidad ocurre en cada celula viva; Se le conoce como osmosis.
La presion hidraulica aplicada en la membrana por el agua durante su transferencia desde el lado de baja salinidad de la membrana al lado de alta salinidad se denomina presion osmotica. La presion osmotica es una fuerza natural similar a la gravedad y es proporcional a la diferencia en la concentracion de solidos disueltos totales (SDT) en ambos lados de la membrana, la temperatura del agua de la fuente y los tipos de iones que forman el contenido de solidos disueltos totales de la fuente. . Esta presion es independiente del tipo de membrana en si. Para eliminar el agua dulce (de baja salinidad) de una fuente de agua de alta salinidad mediante la separacion por membrana, el movimiento natural del agua impulsado por osmosis debe invertirse, es decir, el agua dulce debe transferirse desde el lado de alta salinidad del Membrana hacia el lado de baja salinidad. Para que se produzca esta inversion de la direccion natural del flujo de agua dulce, el agua de la fuente de alta salinidad debe presurizarse a un nivel más alto que la presion osmotica natural.
Si el agua de la fuente de alta salinidad se presuriza continuamente a un nivel superior a la presion osmotica y las perdidas de presion para la transferencia de agua a traves de la membrana, se produce un flujo de agua dulce en estado estable desde el lado de alta salinidad de la membrana hasta la salinidad baja. ocurrira un lado, lo que resultara en un proceso de rechazo y acumulacion de sal en un lado de la membrana y la produccion de agua dulce en el otro. Este proceso de movimiento forzado de agua a traves de una membrana en la direccion opuesta a la fuerza osmótica impulsada por el gradiente de salinidad se conoce como osmosis inversa (RO).
La tasa de transporte de agua a traves la membrana es varios ordenes de magnitud mas alta que la tasa de paso de sales. Esta diferencia significativa entre el agua y las tasas de paso de sal permite que los sistemas de membrana produzcan agua dulce con un contenido mineral muy bajo. La presion del agua de alimentacion aplicada contrarresta la presion osmotica y supera las perdidas de presion que se producen cuando el agua viaja a traves de la membrana, manteniendo asi el agua dulce en el lado de baja salinidad (permeado) de la membrana hasta que esta salga del vaso de la membrana.
Proceso de osmosis y osmosis inversa
Las sales contenidas en el lado de la fuente de agua (afluente) de la membrana se retienen y se concentran; En ultima instancia, son evacuados de la membrana del vaso para su eliminacion. Como resultado, el proceso de osmosis inversa da como resultado dos corrientes, una de agua dulce de baja salinidad (permeado) y una de agua de fuente de alimentacion de salinidad elevada (concentrado, salmuera o retenido), como se muestra en la figura anterior. Si bien las membranas semipermeables de Osmosis Inversa rechazan todos los solidos suspendidos, no son una barrera absoluta para los solidos disueltos (minerales y orgánicos por igual). Algun paso de solidos disueltos acompanara el paso de agua dulce a traves la membrana. Las tasas de paso de agua y sal son las dos caracteristicas clave de rendimiento de las membranas de osmosis inversa.
ما هي Ø£Øواض الترسيب ØŸ
ÙŠØتوي الترسيب على أكثر من تطبيق واØد ÙÙŠ معالجة المياه. الغرض المعتاد Ùˆ التقليدي ÙÙŠ عملية المعالجة هي للØد من Øمولة المواد الصلبة بعد التخثر(التخثير) والترويب. التطبيق الثاني ØŒ عملية تسمى الترسيب العادي، هو إزالة المواد الصلبة الثقيلة من مصادر المياه العكرة للØد من Øمولة المواد الصلبة ÙÙŠ عمليات Ù…Øطة المعالجة. تتناول المواد المقدمةأساسًا تسوية المواد الصلبة المتراكبة. Ø¥Øدى طرق تصميم عملية الترسيب هي زيادة إزالة المواد الصلبة عن طريق الترسيب ØŒ والتي تتطلب بشكل عام عمليات تØميل أقل لكل ÙˆØدة ووØدات أكبر وأكثر تكلÙØ©. بدلا من ذلك ØŒ قد يكون المصمم مصمم لإزالة المواد الصلبة الكاÙية Ùقط لتوÙير أوقات تشغيل Ù…Ø±Ø´Ø Ù…Ø¹Ù‚ÙˆÙ„Ø© وضمان جودة المياه التي تمت تصÙيتها. هذا النهج الأخير ÙŠØسن المØطة بأكملها ويؤدي عادة إلى مراÙÙ‚ أصغر وأقل تكلÙØ©.
تنقسم كلاريÙير – اØواض الترسيب – إلى Ùئتين أساسيتين: تلك المستخدمة Ùقط لإزالة المواد الصلبة القابلة للاستقرار ØŒ إما عن طريق الترسيب العادي أو بعد التلبد أو الترويب، وتلك التي تجمع التلبد وعمليات الترسيب ÙÙŠ ÙˆØدة واØدة. تشمل الÙئة الأولى Ø£Øواض الترسيب التقليدي والتعديلات عالية المعدل مثل المستوطنين أنبوب أو لوØØ© وتطوي٠بالهواء المنØÙ„ (DAF). وتشمل الÙئة الثانية ÙˆØدات اتصال المواد الصلبة مثل كما المÙسرين بطانية الØمأة Ùˆ Øوض ترسيب وإعادة تدوير الطين. وشملت أيضا ÙÙŠ هذه الÙئة هو ØªÙˆØ¶ÙŠØ Ø§Ù„Ø§ØªØµØ§Ù„ الذي ÙŠØدث التلبد ÙˆØ§Ù„ØªÙˆØ¶ÙŠØ ÙÙŠ سريرمن الميديا الخشنة Ùˆ الØبيبية (ÙÙŠ شكل Øبيبات).
ما هو تعري٠العكارة
العكارة هي ÙˆØدة قياس Ù…Øتوى المواد التى تسبب انسداد الأغشية ÙÙŠ مصدر مياه التغذية بمØطة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ. كما يمكن تعري٠العكارة على أنها قياس لخصائص تشتت الضوء للجسيمات ÙÙŠ التعليق. وتسمى الأداة المستخدمة لقياس التعكر مقياس العكارة أو جهاز قياس العكارة المتري. يشار أيضا Ù„Ù…ØµØ·Ù„Ø Ø¹ÙƒØ§Ø±Ø© المياه ب العكورة أو عكورة المياه
مبدأ عدادات العكارة هو أن الجسيمات المعلقة سو٠تعوق أو تعكس الضوء. هناك عدة أنواع مختلÙØ© من العكارة ØŒ ولكنها تستند جميعها إلى مبدأ الجسيمات التي تمنع أو تعكس الضوء. Ùلننظر إلى الضوء المنعكس أولاً.
إذا لم يكن هناك جزيئات معلقة ÙÙŠ عينة، Ùسو٠يمر الضوء خلال العينة ÙÙŠ خط مستقيم. إذا كانت الكهروضوئية (مستقبل ضوئي) تقع عند 90 درجة إلى مسار الضوء ØŒ Ùلن يصل أي ضوء إلى الكهروضوئية وسو٠تقرأ عكارة المياه صÙراً.
إذا كانت الجسيمات موجودة ÙÙŠ عينة ØŒ سو٠ينعكس الضوء على Ø£Ø³Ø·Ø Ø§Ù„Ø¬Ø³ÙŠÙ…Ø§Øª وسيتبدد ÙÙŠ زوايا مختلÙØ©. وسيقوم مستقبل ضوئي على 90 درجة من مصدر الضوء بالتقاط الضوء الذي هو مبعثر وسيتم الØصول على قياس التعكر أكبر من 0.
ÙˆØدة قياس العكارة هي. لا يوجد ارتباط بين NTU Ùˆ JTU Ùˆ FTU. يشير Ù…ØµØ·Ù„Ø Ù†Ùيلومتريك إلى أن هذه تقنية تØليلية للتداخل الضوئي. ÙˆØدة ÙˆØدة العكارة Ù†Ùيلومتريك هي ÙˆØدة القياس لتشتت الضوء. كما تستخدم بعض عدادات عكارة المياه على تيار مبدأ تشتيت الضوء. يسمى واØد مشترك العكسي مبعثر سطØ.
بالنسبة لعصب التشرذم المبعثر على Ø§Ù„Ø³Ø·Ø ØŒ يتم تمرير العينة ذات الجسيمات المعلقة من خلال أنبوب. مصدر الضوء ساطع على Ø³Ø·Ø Ø§Ù„Ø³Ø§Ø¦Ù„ بينما يتدÙÙ‚ Ùوق الجزء العلوي من الأنبوب. يقع الكهروضوئية Ùوق Ø³Ø·Ø Ø§Ù„Ù…Ø§Ø¡. إذا لم تكن هناك جسيمات ÙÙŠ الماء ØŒ Ùإن أنبوب الضوء يتم امتصاصه بواسطة الأنبوب الأسود والجزء الداخلي الأسود من العلبة. إذا كانت موجودة ØŒ Ùإنها تشتت الضوء لأنها السطØية (وهذا هو السبب ÙÙŠ أن هذه التقنية تسمى مبعثر سطØÙŠ). تلتقط خلية ضوئية الضوء المتناثر وتعرض القراءة ÙÙŠ ÙˆØدة العكارة Ù†Ùيلومتريك.
هناك نوع آخر من العداد لا يقيس الضوء المتناثر ØŒ بل يقلل من الضوء المرسل. ÙÙŠ هذه الØالة، يتم استلام الØزمة الكاملة بواسطة الكهروضوئية. يتسم الاستقبال الكامل الØزمة بالماء النظي٠وبدون عكارة.
إذا كانت الجسيمات متواجدة ØŒ Ùإن ضوءًا أقل يصل إلى الكهروضوئية. هذا ØŒ إذن ØŒ يتم عرضه كقراءة العكارة ØŒ ÙÙŠÂ ÙˆØدة العكارة جاكسون ØŒ التي سميت على اسم الرجل الذي خلق الشمعة القياسية التي كانت تستخدم ÙÙŠ الأصل كمصدر للضوء.
يشير مستوى التعكر ÙÙŠ مصدر المياه إلى Ù…Øتوى الطين ØŒ والطمي ØŒ والمواد العضوية المعلقة ØŒ والØياة المائية المجهرية. مثل Ùايتو- والعوالق الØيوانية. يتم التعبير عنها ÙÙŠ ÙˆØدات التعسÙّب النيÙلي ÙˆØدة العكارة Ù†Ùيلومتريك ووØدة قياس النÙاذية للنمو Ùورمازين (ÙˆØدة Ù†Ùيلومتريك Ùورمازين). يمكن أن تتÙاوت درجة تعكر المØيطات المÙتوØØ© والماء شبه الملØÙŠ بين 0.1 إلى عدة مئات من ÙˆØدات ÙˆØدة عكارة Ù†Ùيلومتريك ØŒ على الرغم من أنه ÙÙŠ الظرو٠المناخية الجاÙØ© العادية ØŒ عادة ما ÙŠØªØ±Ø§ÙˆØ Ø¨ÙŠÙ† 0.5 Ùˆ 2.0 ÙˆØدة Øرارية ÙˆØدة العكارة Ù†Ùيلومتريك. يمكن أن تتسبب Ø£Øداث المطر والزهور الطØالية والعواص٠وسقوط الثلوج والصر٠النهري والنشاط البشري (مثل تصري٠مياه الصر٠الصØÙŠ ÙˆØركة السÙÙ† وما إلى ذلك) ÙÙŠ Øدوث زيادات كبيرة ÙÙŠ التعكر والتغيرات. عادة ØŒ المياه التي تكون مالØØ© مع تعكر أقل من 0.05 ÙˆØدة Øرارية نووية تسبب تلوث جسيمات منخÙضة جدا غشاء Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ. معظم الشركات المصنعة لأغشية Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ لديها الØد الأقصى من تعكر المياه الخام من 1.0 ÙˆØدة العكارة Ù†Ùيلومتريك، على الرغم من أن هذا المستوى مرتÙع نسبيا من الناØية العملية. عادة ØŒ من المرغوب Ùيه تصÙية المياه أقل من 0.1 ÙˆØدة العكارة Ù†Ùيلومتريك أمر مرغوب Ùيه.
وعلى الرغم من أن العكارة هي مقياس جيد للمØتوى الكلي للجسيمات ÙÙŠ مياه المصدر، Ùإنه ليس بمÙرده معلماً مناسباً لتوصي٠قدرة الماء على الجسيمات أو أي تلوث آخر. لا يوÙر قياس العكارة معلومات تتعلق بنوع ÙˆØجم الجسيمات ÙÙŠ مياه تغذية المصدر ولا يقيس دستور الخلايا العضوية وغير العضوية الذائبة. Øجم الجسيمات الموجودة ÙÙŠ مصدر المياه مهم لأن تغذية غشاء Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ Ùˆ الÙواصل المركزة ØŒ التي يتم من خلالها توزيع المياه المالØØ© الخام داخل الأغشية ØŒ تكون Ù…Øدودة العرض (عادة 0.7 إلى 0.9 ملم).
Øتى مع هذه المشاكل ØŒ يمكن أن تكون قياسات عكارة المياه مؤشرات اتجاهية قيمة لمراقبة مياه تغذية Ù…Øطة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ. تتطلب معظم الشركات المصنعة أن تكون مياه التغذية إلى Ù…Øطة Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ø¶Ø Ø§Ù„Ø¹ÙƒØ³ÙŠ أقل من 1.0 ÙˆØدة العكارة Ù†Ùيلومتريك. يتم قياس العكارة دائمًا تقريبًا على مياه التغذية التي تتم معالجتها من خلال جهاز التوضيØ. عادة ما يتم العثور على مصار٠ÙÙŠ مراÙÙ‚ مع مصدر مياه سطØية وليس أي معاملة البلدية السابقة. ÙÙŠ تلك الØالة، يتم قياس العكاره بشكل متكرر قبل وبعد Ø§Ù„ØªÙˆØ¶ÙŠØ Ù„Ù…Ø±Ø§Ù‚Ø¨Ø© أداء التوضيØ. ÙÙŠ Øالات قليلة ØŒ يتم قياس التعكر قبل Ùˆ / أو بعد Ù…Ø±Ø´Ø Ø§Ù„ÙˆØ³Ø§Ø¦Ø· المتعددة لمراقبة أداء هذه القطعة من المعدات
ما هو ثابت التÙكك – تعري٠ثابت تÙكك المياه
ÙŠÙˆØ¶Ø Ø§Ù„ØªÙ†Ø§Ù‚Ø¶ الثابت المدى الأقصى الذي سينتقل إليه عنصر أو مادة إلى أيونات. ثابت التÙكك المشار إليه بـ “K” يساوي ناتج تركيزات الأيونات المقابلة:
K = [H +] x [OH-]
ثابت التÙكك لمركب مثل كلوريد الصوديوم كبير جدا لأن الأيونات شبه منÙصلة تماما (توجد كأيونات منÙصلة وأنيونات). ثوابت التÙكك للمركبات التي لا تنÙصل بسهولة (منÙصلة) صغيرة.
Ø§Ù„Ø£Ù…Ù„Ø§Ø Ø§Ù„Ø°Ø§Ø¦Ø¨Ø© للغاية <——-> ثابت التÙكك الكبير
Ø£Ù…Ù„Ø§Ø Ø°Ø§Ø¦Ø¨Ø© قليلًا <——> ثابت التÙكك صغير
معظم المركبات الأيونية سو٠تنÙصل إلى Øد ما. Øتى الماء سو٠ينÙصل قليلاً كما هو Ù…ÙˆØ¶Ø ÙÙŠ المعادلة أدناه.
H2O —-> (H +) + (OH-)
تم العثور على ثابت تÙكك المياه عن طريق ضرب تراكيز أيون الهيدروجين (+) وأيون الهيدروكسيد (-). تشير الأقواس الموجودة ÙÙŠ المعادلة إلى أننا نتعامل مع التركيزات المعبر عنها ÙÙŠ المولية. وجد العلماء أن ناتج تركيز الأيونات هو 1.0 × 10-14 ÙÙŠ الظرو٠القياسية.
K = [H +] x [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14
إذا كنا نتعامل مع الماء النقي ØŒ Ùإننا نعلم أن تركيز هيدروجين Ùˆ هيدروكسيد يجب أن يكونا متماثلين لأن Ø£Øدهما مطلوب لصنع جزيء ماء.
[H +] = [OH-]
طالما،
(H +) + (OH-) —–> H2O
لذلك ØŒ إذا كانت تراكيز الأيونات مضروبة معاً تساوي 1.0 x 10 ^ -14 Ùˆ تركيزات كل الأيون هي Ù†Ùسها ØŒ Ùإننا نعلم أن تركيز كل الأيون هو 1.0 x 10 ^ -7. تذكر ØŒ عندما نضرب الأرقام مع الأس ØŒ نضي٠الأسس معاً.
[H +] x [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14
1.0 × 10 ^؟ x 1.0 x 10 ^؟ = 1.0 x 10 ^ -14
[H +] و [OH-] متساويان:
[H +] = [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14
1.0 x 10 ^ -7 [H +] x 1.0 x 10 ^ -7 [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14
إذا أضÙنا بعض Øمض الهيدروكلوريك إلى الماء النقي ØŒ Ùإن تركيز أيونات الهيدروجين سيزداد لأن Øامض الهيدروكلوريك شبه منÙصل تمامًا.
HCl + H2O —–> H + * + Cl- + H2O
* يتم زيادة تركيز H + بإضاÙØ© HCl
مع زيادة تركيز أيونات الهيدروجين ØŒ ينخÙض ​​تركيز أيونات الهيدروكسيد. وذلك لأن ثابت التÙكك (منتج تركيز هيدروجين مضروبًا ÙÙŠ تركيز هيدروكسيد) للمياه لا يتغير. إنها خاصية كيميائية أساسية مثل الكثاÙØ© ØŒ نقطة الغليان ØŒ نقطة التجمد ØŒ إلخ.
[H +] x [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14
مع ارتÙاع تركيز هيدروجين، ينخÙض ​​الأس السالب ÙÙŠ قيمة التركيز. ÙÙŠ المثال أدناه ØŒ ينتقل من -7 إلى -5. لذا يجب أن ينتقل الأس الهيدروكسيد من -7 إلى -9. تذكر ØŒ ثابت التÙكك لا يتغير. يجب أن يساوي دائمًا ناتج التراكيز (مجموع الأسس) -14.
مثال:
ماء نقي
1.0 x 10 ^ -7 x 1.0 x 10 ^ -7 = 1.0 x 10 ^ -14
مع إضاÙØ© الØمض
1.0 x 10 ^ -5 * x 1.0 x 10 ^ -9 = 1.0 x 10 ^ -14 **
* هذا الرقم أكبر بسبب إضاÙØ© الØمض.
** يجب أن يظل هذا الرقم كما هو.
وبنÙس الطريقة ØŒ إذا أضÙنا هيدروكسيد الصوديوم إلى ماء نقي ØŒ سيزداد تركيز هيدروكسيد. إذا زاد تركيز هيدروكسيد ØŒ يجب أن يقل تركيز الهيدروجين.
الآن يمكننا أن نرى أنه مع الماء يمكن أن يكون لدينا واØد من ثلاثة شروط. أولاً ØŒ يمكن أن يكون لدينا Øالة يكون Ùيها عدد متساو٠من هيدروجين + Ùˆ هيدروكسيد. يقال إن المياه ÙÙŠ هذه الØالة Ù…Øايدة. ثانياً ØŒ يمكن أن يكون لدينا Øالة يكون Ùيها هيدروجين أكثر من هيدروكسيد. تسمى هذه الØالة بالØمضية. ثالثًا ØŒ يمكننا الØصول على Øالة يكون Ùيها أيونات هيدروكسيد أكثر من أيونات هيدروجين. هذه الØالة تسمى الأساسية أو القلوية.
[H +]> [OH-] —–> Øمضي
[H +] = [OH-] —–> Ù…Øايد
[H +] <[OH-] —–> قلوي
