التناضح هو ظاهرة يتدفق فيها الماء النقي من محلول مخفف عبر غشاء شبه منفذ إلى محلول أعلى تركيزًا. شبه منفذ يعني أن الغشاء سيسمح للجزيئات والأيونات الصغيرة بالمرور عبره ولكنه يعمل كحاجز أمام الجزيئات الأكبر أو المواد الذائبة. التناضح العكسي هو عملية التناضح العكسي. سيكون للمحلول الأقل تركيزًا ميل طبيعي للانتقال إلى محلول ذي تركيز أعلى.

كيف يعمل نظام التناضح العكسي؟

التناضح العكسي هو عملية إزالة الملوثات الأجنبية والمواد الصلبة والجزيئات الكبيرة والمعادن من الماء عن طريق استخدام الضغط لدفعها عبر أغشية متخصصة. هو نظام تنقية المياه يستخدم لتحسين المياه لأغراض الشرب والطبخ وغيرها من الاستخدامات الهامة..

إذا لم يكن هناك ضغط ماء، فإن الماء النظيف (الماء ذو ​​التركيز المنخفض) المنقى بالتناضح سوف ينتقل إلى الماء ذو ​​التركيز العالي. يتم دفع الماء من خلال الغشاء شبه المنفذ. يحتوي هذا الفلتر الغشائي على الكثير من المسام، صغيرة تصل إلى 0.0001 ميكرون، والتي يمكنها تصفية حوالي 99% من الملوثات مثل البكتيريا (حوالي 1 ميكرون)، ودخان التبغ (0.07 ميكرون_، والفيروسات (0.02-0.04 ميكرون)، وما إلى ذلك. وفقط تمر عبره جزيئات الماء النقي.

قد تقوم تنقية المياه بالتناضح العكسي بتصفية جميع المعادن المفيدة التي تحتاجها أجسامنا، ولكنها تقنية فعالة ومثبتة لإنتاج مياه نظيفة ونقية وصالحة للشرب. يجب أن يوفر نظام RO مياهًا عالية النقاء لسنوات عديدة، حتى تتمكن من شربها دون قلق.

لماذا يعد الفلتر الغشائي فعالا في تنقية المياه؟

بشكل عام، يتم تصنيف أجهزة تنقية المياه التي تم تطويرها حتى الآن إلى حد كبير إلى طريقة ترشيح خالية من الغشاء وطريقة تنقية المياه بالتناضح العكسي باستخدام الغشاء.

يتم إجراء الترشيح الخالي من الأغشية في الغالب باستخدام مرشح الكربون، الذي يقوم فقط بتصفية الطعم السيئ والرائحة والكلور وبعض المواد العضوية في ماء الصنبور. لا يمكن إزالة معظم الجسيمات، مثل المواد غير العضوية والمعادن الثقيلة والمواد الكيميائية العضوية والمواد المسرطنة. من ناحية أخرى، تعد طريقة تنقية المياه بالتناضح العكسي باستخدام الغشاء هي الطريقة الأكثر تفضيلاً لتنقية المياه في العالم باستخدام غشاء ماء شبه منفذ مصنوع بواسطة تكنولوجيا هندسة البوليمر المتطورة. إنها طريقة لتنقية المياه تمر عبر وتفصل وتزيل المعادن غير العضوية المختلفة والمعادن الثقيلة والبكتيريا والفيروسات والبكتيريا والمواد المشعة الموجودة في ماء الصنبور لتكوين ماء نقي.

والنتيجة هي الاحتفاظ بالمذاب على الجانب المضغوط من الغشاء والسماح للمذيب النقي بالمرور إلى الجانب الآخر. لكي يكون هذا الغشاء "انتقائيًا"، يجب ألا يسمح للجزيئات الكبيرة أو الأيونات بالمرور عبر المسام (الثقوب)، ولكن يجب أن يسمح للمكونات الأصغر من المحلول (مثل جزيئات المذيبات، أي الماء وH2O) بالمرور بحرية.

وينطبق هذا بشكل خاص هنا في ولاية كاليفورنيا، حيث تكون العسر شديد في مياه الصنبور. فلماذا لا تستمتع بمياه أنظف وأكثر أمانًا مع نظام التناضح العكسي؟

مرشح غشاء R/O

في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي، قام الدكتور سيدني لوب في جامعة كاليفورنيا بجعل التناضح العكسي (RO) عمليًا من خلال تطوير أغشية متباينة الخواص شبه منفذة، بالتعاون مع سرينيفاسا سوريراجان. أغشية التناضح الاصطناعي هي أغشية شبه منفذة مصممة خصيصًا بمسام يبلغ حجمها 0.0001 ميكرون، أي جزء من المليون من سمك الشعرة. هذا الغشاء عبارة عن مرشح خاص مصنوع بتقنية هندسة البوليمر بحيث لا يمكن لأي ملوثات كيميائية أو بكتيريا أو فيروسات المرور من خلاله.

عندما يتم الضغط على المياه الملوثة للمرور عبر هذا الغشاء الخاص، فإن المواد الكيميائية ذات الوزن الجزيئي العالي، مثل ماء الجير المذاب في الماء، والمواد الكيميائية ذات الوزن الجزيئي العالي مثل الجير، المذاب في الماء، تمر عبر الغشاء شبه المنفذ مع مواد نقية فقط. مياه ذات وزن جزيئي صغير وأكسجين مذاب وآثار من المعادن العضوية. وهي مصممة ليتم تفريغها من الغشاء عن طريق ضغط الماء الجديد الذي لا يمر عبر الغشاء شبه المنفذ ويستمر في الدفع للداخل.

والنتيجة هي الاحتفاظ بالمذاب على الجانب المضغوط من الغشاء والسماح للمذيب النقي بالمرور إلى الجانب الآخر. لكي يكون هذا الغشاء "انتقائيًا"، يجب ألا يسمح للجزيئات الكبيرة أو الأيونات بالمرور عبر المسام (الثقوب)، ولكن يجب أن يسمح للمكونات الأصغر من المحلول (مثل جزيئات المذيبات، أي الماء وH2O) بالمرور بحرية.

الأغشية، التي تم إطلاقها لأغراض طبية، تم تطويرها للحرب العسكرية أو لتزويد الجنود بمياه الشرب النظيفة وغير الملوثة، وكذلك تنقية بول رائد الفضاء الذي تم جمعه عند حدوث أحداث غير متوقعة أثناء استكشاف الفضاء. يتم استخدامه في مجال الطيران لمياه الشرب، ومؤخرًا، تستخدم شركات المشروبات الكبرى أجهزة تنقية المياه الصناعية ذات السعة الكبيرة لإنتاج الزجاجات، وتستخدم على نطاق واسع لأجهزة تنقية المياه المنزلية.