إعلانات

منتدى المهندس  
هذه الرسالة تفيد بأنك غير مشترك فى منتدى المهندس . للاشتراك الرجاء اضغط هنــا
العودة   منتدى المهندس > المنتديات الهندسية العامة > منتدى الهندسة الكيميائية والبترول
مركز رفع الصور Engineer’s Blog مجلة المهندس سياسة الخصوصية المجموعات ألبومات الصور كتابة المعادلات الرياضية أخر المواضيع (RSS)
مركز رفع الملفات والصور أختصار الروابط صفحة الفيس بوك تويتر أخر مواضيع المنتدى أخر مواضيع المجلة أسعار الإعلانات


(?)
(?)
 
  
 

موضوع شامل عن المياه

مقدمة المياه هي أساس الحياة ((وَجَعَلْنا مِنَ المَاءِ كُلَّ شَيءٍ حَيّ)) }(الأنبياء 30){. الماء هو ذلك المركب الكيميائي السائل الشفاف الذي يتركب من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين، ومن

إنشاء موضوع جديد  رد
المنتدى المشاركات الجديدة ردود اليوم مشاهدة المشاركات المشاركة التالية
 
أدوات الموضوع طرق مشاهدة الموضوع
#1  
قديم 28-11-2011, 03:55 مساءً
م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
ايقونة الترشيح موضوع شامل عن المياه

مقدمة
المياه هي أساس الحياة ((وَجَعَلْنا مِنَ المَاءِ كُلَّ شَيءٍ حَيّ)) }(الأنبياء 30){.
الماء هو ذلكالمركب الكيميائي السائل الشفاف الذي يتركب من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين، ومن عدد قليل من الأيونات الموجبة والسالبة لتكوين جزيء الماء ورمزهالكيميائي (H2O)
المياه هى أساس الحياة ، وبدونها لايكون للحياة وجود , فهىمصدر الشرب للانسان والحيوان ، ومصدر للزراعة , وهى أساسية للصناعة . وبذلك فحياتناعلى الكرة الارضية مرتبطة بالمياه ونهر النيل العظيم هو شريان الحياة فى مصرويستخدم إيراده فى الاغراض المنزلية وفى الزراعة والصناعة وهو مايؤكد ان حياتنامرتبطة بمياهه.
يحتل الماء 71% من مساحة الكرة الأرضيةويتواجد الماء بالاشكال التالية: المحيطات، الأنهار، البحار، المياه الجوفية، مياه الأمطار، الثلوج، كمايتواجد فى الخلية الحية بنسبة 50-60%، وفى عالم النبات والحيوان أيضاًُ ولا يتوقفالأمر عند هذا الحد وإنما يمتد وجود الماء إلى العالم الخارجي (خارج نطاق الكرةالأرضية) فى الغلاف الجوى حيث يكون على صورة بخار ماء.



ومياه الشرب drinking water هي المياه الطبيعية التي تتوافر فيها المعايير الفيزيائية والكيمياوية والجرثومية لمنظمة الصحة العالمية سواء أكان ذلك من مصدرها الطبيعي كالنبع أم بعد إجراء عمليات التنقية عليها.





لمحة تاريخية

إن الحضارات التي بقيت في ذاكرة التاريخ، وخلَّدها في صفحاته، نشأت حول ضفاف الأنهار والبحيرات والينابيع الطبيعية والآبار التي قام بحفرها الإنسان؛ والتي عليها كان يعتمد السكان، وحولها تجمعوا، وسكنوا. عرفت عملية جرّ المياه من مكان إلى آخر بهدف الشرب أو الري في أقنية مصنوعة من الفخار أو الخشب منذ العهد الروماني، وآثارها مازالت واضحة في عدد من المدن الإيطالية وفي كثير من الأمكنة الأخرى داخل امبراطورية روما، كما في قرطاج وطرابلس الغرب والقنوات ودمشق ومعلولا وتدمر وغيرها، وفي مدينة حماة ارتبطت قنوات جرّ مياه نهر العاصي باختراع الناعورة في العصر نفسه. وحل المحرك البخاري محلّ الناعورة في منتصف القرن الثامن عشر، وظلَّت الموارد الطبيعية تمد السكان بالمياه النقية حتى النصف الأول من القرن التاسع عشر الذي شهد ثورة صناعية كبيرة وتزايداً سريعاً في تعداد السكان وانتشاراً لوباء الكوليرا كان سببه التلوث الذي أصاب الموارد المائية؛ والذي نتج من عدم معالجة مياه المجاري التي كانت تصبّ مباشرة في الأنهار والبحيرات

مصادر المياه وخصائصها واستعمالاتها

تقسم المياه حسب مصدرها إلى:

أ ـ مياه الأمطار rainwater:تعد مياه الأمطار مصدر تغذية المياه السطحية والجوفية معاً. وتكون نقية عند بدء سقوطها في طبقات الجو العليا؛ إلا أنها بمجرد ملامستها للسطح المستقبل لها تفقد هذه الصفة لتلوثها بما قد يكون عليه من ملوثات. ويمكن استعمال مياه الأمطار في حال توافرها؛ وذلك بعد دراسة معدلات سقوطها ومدى ملاءمتها للاحتياجات المائية المطلوبة على أن تجمع بطريقة صحية لا تسبب تلوثها.

ب ـ المياه السطحية surface water: تعدّ المياه السطحية (أنهار، بحيرات، بحار) المصدر الأساسي لتأمين الاحتياجات المائية سواء أكانت بشرية أم صناعية؛ إلا أنها ملوثة لتعرضها للعوامل البيئية المختلفة.

يمكن أن تتغذى الأنهار من مياه الينابيع أو من ذوبان الثلوج أو من بحيرات. أما البحيرات فهي إما بركانية وإما جليدية وإما اصطناعية تتشكل من إقامة السدود على الأنهار. أما مياه البحار فهي مالحة، ولا يمكن استعمالها مباشرة؛ إلا أنه نتيجة التطور التكنولوجي السريع في السنوات الأخيرة فقد انتشرت وعلى نحو واسع محطات إزالة ملوحة المياه، وأصبح بالإمكان استثمار مياه البحار في تأمين الاحتياجات المائية للشرب والصناعة والزراعة.

ج ـ المياه الجوفية groundwater: وهي المياه الموجودة تحت سطح الأرض؛ والتي تسربت خلال طبقاتها، وتوجد على أعماق مختلفة حيث يتوقف ذلك على التركيب الجيولوجي لطبقات الأرض. وقد عدّت المياه الجوفية مصدراً مهماً للمياه عبر العصور سواء للاستهلاك البشري أم في استخدامها للري. وتتميز المياه الجوفية بأنها أكثر صفاء من المياه السطحية، ولا تحتوي على مواد عالقة ولا تتأثر بالعوامل الجوية إلا أن تراكيز الأملاح فيها قد يكون عالياً مما يكسبها بعض الطعم واللون والقساوة؛ الأمر الذي يستدعي أحياناً إجراء معالجة لتخفيف تركيز هذه الأملاح.

يمكن استثمار المياه الجوفية بوساطة الآبار والينابيع. وقد تكون الآبار سطحية أو عميقة أو ارتوازية حيث يكون الضغط على سطح المياه الجوفية أعلى من الضغط الجوي بحيث يرتفع الماء في البئر تلقائياً.

2ـ استعمالات المياه:

أ ـ الاستعمالات المنزلية: وتشمل كل ما يستهلكه الإنسان في الأغراض المنزلية، مثل الشرب والطهي والغسيل والتنظيف والاستحمام. كذلك المياه المستهلكة في التدفئة والتكييف ورش الحدائق الخاصة بالبيوت.

ب ـ الاستعمالات الصناعية:وتشمل المياه المستعملة في المعامل والمصانع على اختلاف أنواعها؛ كذلك المياه المستخدمة في التبريد ومعامل المياه الغازية وغيرها من الأغراض الصناعية.

ج ـ الاستعمالات العامة:وتشمل المياه المستخدمة في المباني العامة (مدارس، مشافٍ، فنادق…) ورشّ الشوارع وسقاية الحدائق العامة ومكافحة الحريق.

3 ـ خواصّ المياه:

أ ـ الخواص الفيزيائية: وتشمل درجة الحرارة، اللون، الطعم، الرائحة، العكارة. وحسب معايير منظمة الصحة العالمية فإن درجة حرارة مياه الشرب تختلف باختلاف فصول السنة، ويراوح لونها من (5 ـ20) درجة لون. ويجب أن تكون عديمة الطعم والرائحة، أما العكارة فتراوح من (2ـ 5) وحدة عكارة turbidity unit.

ب ـ الخواص الكيمياوية: وتشمل:

ـ درجة القلوية أو الرقم الهدروجيني الـ pH؛وهو الذي يحدد فيما إذا كانت المياه حمضية أو قلوية، ويفضل أن يكون في مياه الشرب بحدود (7)؛ على الرغم من أنه ليس لدرجة القلوية أثر ضار بالصحة.

ـ القساوة أو عسر المياه hardness،وتحدد بتركيز أملاح الكلسيوم والمغنزيوم وخاصة كربونات الكلسيوم والمغنزيوم، وتعدّ المياه العسرة غير صالحة للشرب، وحسب معايير منظمة الصحة العالمية يفضل ألا تزيد على (100) مغ/ل.

ـ المركبات الآزوتية،مثل النشادر والنتريت والنترات ويجب ألا تحوي مياه الشرب على أي أثر للنشادر والنتريت في حين يسمح بوجود النترات بتركيز (10ـ 15) مغ/ل.

ـ أملاح المعادن المنحلة في المياه، وهي محدودة التأثير الفيزيولوجي إلا أنه يفضل ألا يزيد تركيزها في مياه الشرب على (1000) مغ/ل.

ـ المواد السامة، (مثل الرصاص والزرنيخ والسيانيد والكادميوم والزئبق وغيرها)، ويجب ألا يزيد تركيزها في مياه الشرب على (0.05) مغ/ل عدا الزئبق الذي لا يزيد تركيزه على (0.001) مغ/ل لسميته الشديدة.

ج ـ الخواص الجرثومية: تحوي المياه الملوثة العديد من الجراثيم والفيروسات الضارة التي تسبب كثيراً من الأمراض كالحمى التيفية والكوليرا والزحار والتهاب السحايا وشلل الأطفال وغيرها. ويمكن الكشف عن تلوث المياه بمثل هذه الجراثيم بوساطة بكتريا القولون، وأهمها الإشريكية القولونية E.Coli. ويجب ألا يزيد عددها على 1/100مل، ويفضل غيابها نهائياً.

يتبع.....

رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

مشاركة إعلانية ::

المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
ابراج المياه ضوء الكواكب منتدى الهندسة الميكانيكية 1 02-12-2012 09:08 صباحاً
معالجة المياه ايمن الصادق خلف الله منتدى الهندسة الغذائية 10 27-11-2012 08:57 مساءً
الشمس تنافس الكلور في تنقيه المياه energy المنتدى الهندسى العام 4 19-01-2011 10:32 مساءً
معالجة مياه الشرب AhmedEldeep المنتدى الهندسى العام 2 29-05-2010 03:59 مساءً
طرائق تحلية المياه المالحة المهندس منتدى الهندسة الميكانيكية 5 10-11-2008 09:30 مساءً

#2  
قديم 28-11-2011, 03:59 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

تحلية المياه
تعريف
التحلية هي تحويل المياه المالحة الى مياه نقية فهي عملية فصل تستعمل لخفض نسبةالأملاح الذائبة في المياه المالحة إلى مستوى تصبح معه هذه المياه قابلة للاستعمالو الشرب
مقدمة
في المناطق الجغرافيةالتيتفتقر إلى المصادر الطبيعية للمياهالنقية و الصالحة للشرب مثل الأنهار , الينابيع و السيول, تعتمد المجتمعات الموجودةعلى أنظمة تحلية المياه لأنها مصدر موثوق لا ينضب للمياه و لا سيما مع بداية العام 1950 ميلادية الذي شهد انطلاقة أنظمة التحلية بأسعار اقتصادية و تقنيات مبسطة تعملفي شتى الظروفالبيئية.
وقد و تم تحديد الأملاح الذائبةفي المياه المحلاة بنسبة 500 جزء بالمليون لتكون النسبةالمسموح بها دوليا للمياه لجميع الاستعمالات المنزلية, الصناعية والزراعية.



حوالي 97% من الماء الموجود على الأرض في المحيطات المالحة. وبسبب الحاجة إلى الماء تطلع النّاس مليّاً عبر التّاريخ إلى هذا المعين الذي لا ينضب. ويعتقد النّاس حاليّاً أكثر من أي وقت مضى أن تحلية ماء المحيط ستفي وتواجه الاحتياج المتزايد للماء العذب.
والملح الموجود في ماء البحر هو ملح المائدة الشّائع. ويستطيع الإنسان أن يشرب بأمان الماء الذي يحتوي على أقل من 0,5كغم من الملح في كلّ 100كغم من الماء. ويحتوي ماء البحر على سبعة أضعاف هذه الكمية من الملح. ولا شك بأن الشّخص الذي يشرب ماء البحر فقط سيموت؛ إذ إنّ الجفاف سيصيب خلايا جسمه أثناء محاولتها التّخلص من كميّة الملح الزّائد. وكذلك فإن النّاس لا يمكنهم استعمال ماء البحر في الزّراعة أو الصّناعة، لأنّ هذا الماء يقتل معظم المحاصيل، ويسبب صدأ الآلات والمعدّات سريعاً.

وعرف النّاس طرائق عديدة لتحلية ماء البحر. وتعطي عمليّة تحلية ماء البحر الأمل في حلّ مشكلات شُحّ الماء العذب في المناطق السّاحليّة القريبة من البحر. ولا تحلّ تحلية ماء البحر كلّ المشكلات المائيّة. وحتى لو احتوت المحيطات على ماء عذب فستظلّ هناك مشكلات أخرى مثل تلوّث المياه والسّيطرة على مياه الفيضانات وكذلك عمليّات توزيع المياه



عوامل اختيار الطريقة المناسبة لتحلية:

اولاً: نوعية مياه البحر(تركيز الأملاح الذائبة الكلية)
مثلاً كمية الاملاح مابين 38000الى 43000 جزء من المليون في مياه البحر الأحمر بمدينة جدة
ثانياً:درجة حرارة مياه البحر والعوامل الطبيعية المؤثرة فيه:
يجب مراعاة ذلك عند تصميم المحطات حيث أن المحطة تعطي الانتاج المطلوب عند درجة حرارة مختارة للتصميم بحيث لو زات او انخفضت درجة الحرارة عن المعدل المطلوب فذلك يؤثر على كمية المنتج بالزيادة او النقصان اما العوامل الطيعية المؤثرة فتشمل المد والجزر وعمق البحر وعند مأخذ المياه وتلوث البيئة

ثالثاً : تكلفة وحدة المنتج من ماءوكهرباء :

وذلكبمتابعة أحدث التطورات العالمية في مجال التحلية وتوليد الطاقة للوصول إلى أفضلالطرق من الناحية الاقتصادية من حيث التكلفة الرأسمالية وتكاليف التشغيل والصيانة .


إستعمالات مياه التحلية:
تستعمل مياه التحلية لعدة غايات حياتيةنوجزها بالتالي:

1-مياه الشرب :

حيث يتمالاعتماد شبه الكلي عليها في البلاد التي تفتقر إلى مصادر طبيعية أو التي تعاني مننسب تلوث عالية في مياه مصادرها الطبيعية, كما تعتمد على هذه المنظومات المجمعاتالسياحية و الفنادق و عدد كبير عالميا من شركات تعبئة مياه الشرب.

2-الصناعات:
حيث تتطلب بعض الصناعات مياه صافية و نقية Pure Water مثل صناعة المكوناتالالكترونية,الأطعمة و المواد الغذائية, الأدوية و المستحضرات الطبية وغيرها.

3-الزراعة :
في إطار التطور في المجال الزراعي يتم الاعتماد على أنظمةالتناضح العكسي لتوفير مياه خالية من الملوثات و التي تسهم في التحكم بالأوبئةالزراعية حيث أفيد عن ارتفاع كمية إنتاج الخيار لدى احد المزارعين في الولاياتالمتحدة من 4000 دزينة يوميا إلى 7000دزينة.


يتبع

رد مع اقتباس

#3  
قديم 28-11-2011, 04:10 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

طرق تحلية المياه .....

اولاً:طرق التحلية الحرارية (التقطير(Desalination by Distillation


المبدأ
التّقطير طريقة قديمة شائعة لتحويل الماء المالح إلى ماء عذب.. وتستخدم معظم السّفن التّي تجوب المحيطات هذه الطّريقة للحصول على ماء الشّرب
تبخر حرارة الشّمس ملايين الأطنان المتريّة من الماء من سطح المحيطات يوميّاً.ويتبخّر الماء ثم يتكثّف، ثمّ يهطل عائداً إلى الأرض على هيئة ماء عذب.
قلّد النّاس الطّبيعة منذ قرون عديدة واستخدموا حرارة الشّمس في تقطير ماء البحر. واستعمل يوليوس قيصر قبل ألفي عام عمليّة التّقطير بوساطة حرارة الشّمس في مصر للحصول على ماء الشّرب اللازم لجنوده. ولا يزال سكان غوام Guam وجزر غالاباغوس Galapagos Islands وأماكن أخرى يستخدمون حرارة الشّمس في عمليّة تقطير ماء البحر.
الفكرةالأساسية لعمليات التقطير تكمن في رفع درجة حرارة المياه المالحة الى درجة الغليانوتكوين بخار الماء الذي يتم تكثيفه بعد ذلك الى ماء ومن ثم معالجته ليكون ماء صالحاللشرب و الري .
توفر الطرق الحرارية لتحلية المياه حوالي 4،11 مليون متر مكعب اي ما يزيد عن2500 مليون جالون امبراطوري من الماء العذب يوميا يتم انتاجها من اكثر من 2700 وحدةتحلية منتشرة في انحاء مختلفة من العالم، ويمثل هذا القدر من الماء ما يقرب من 60% من مجموع الطاقة الانتاجية لجميع طرق التحلية في العالم كما يمثل هذا العدد منالوحدات حوالي 25% من مجموع وحدات التحلية المنتشرة في العالم.
وتعتمدالطرق الحرارية لتحلية المياه على المبدأ الذي تقوم عليه دورة المياه الطبيعية،فالماء موجود في الحالة السائلة بالمسطحات المائية التي تمثل حوالي ثلاثة ارباعمسطح الكرة الأرضية، وبفعل الحرارة الصادرة من الشمس يتحول فيزيائيا الى الحالةالغازية، فيحمل الهواء المحيط بهذه المسطحات بخار الماء الى المرتفعات التي تنخفضفيها درجات الحرارة حيث تتوافر الظروف الملائمة لتكثف بخار الماء وتكون السحبالمحملة بقطرات الماء التي تتساقط مرة أخرى على شكل الأمطار.

وفيجميع الطرق الحرارية تتم دورة التبخير التي تسمح بفصل بخار الماء عن الماء المالحواعادة تكثيف البخار بشكل اقتصادي يسمح بانتاج كميات كبيرة من الماء العذب داخل حيزمحدود ومعزول باحكام، يسمح بالتحكم الدقيق في ضغط ودرجة حرارة الماء المالح المرادتبخيره حيث يظل الماء باستمرار في حالة غليان، وهي الحالة التي يمكن عندها تحويلاكبر قدر ممكن من الماء فيزيائيا من الحالة السائلة إلى الحالة البخارية. وتتمالمحافظة على حالة الغليان الدائمة للماء المراد تبخيره عن طريق خفض الضغط داخلالحيز الموجود فيه الماء الى الحد الذي يتناسب مع درجة حرارته. فمن المعروف مثلا انالماء يغلي عند درجة حرارة 100م تقريبا، عندما يكون تحت ضغط مساو للضغط الجويالقياسي
ومن المعلوم ان درجة الغليان تتغير بالضغط فتزداد بزيادة الضغط وتنقص بنقصانه
وتبدأ دورة تبخير الماء المالح، أي الغليان بعد تسخينه،والوصول به الى درجة الحرارة المرغوبة ثم يسمح له بالدخول الى وعاء محكم حيث يحفظالضغط بداخله عند المستوى الذي يسمح للماء المالح بالغليان وتبخر جزء منه. ونظرالأن تحول الماء من الحالة السائلة الى الحالة البخارية يحتاج الى طاقة حرارية، فانالبخار المنطلق يستمد هذه الطاقة من الماء المالح نفسه مما يعني انه بانطلاق البخارفان الماء المالح يفقد جزءا من طاقته الحرارية، وتبدأ درجة حرارته في الانخفاض. ولكي يستمر في الغليان فان الماء المالح ينتقل الى وعاء ثان محكم حيث يحفظ الضغطبداخله عند مستوى اقل من سابقه ويسمح للماء المالح الذي فقد جزءا من حرارته
بالاستمرار في الغليان. ثم يستمر تتابع الغليان وانطلاق بخار الماء باستمرار تدفقالماء المالح في أوعية متتالية يتعاقب فيها انخفاض الضغط ودرجة الحرارة في نفساتجاه تدفق الماء حتى يصل الى اقل درجة حرارة ممكنة عمليا. ولكي تتم دورة التكثيففان البخار المنطلق يمرر على اسطح مبردة تقل درجة حراراتها عن درجة حرارة البخارالمتكثف بعدة درجات. ويمكن لهذه الأملاح ان تبدأ في الترسب علىشكل قشور اذا ما تم تسخين الماء المالح الى درجات حرارة معينة تتوقف على مستوىتركيز هذه الأملاح. وعلى الرقم الهيدروجيني (pH) للماء المالح.
ونظراً لأن ترسب هذهالأملاح وتكون القشور داخل معدات محطات التحلية هو أمر غير مرغوب فيه، بل يجب تجنبهلما له من آثار ضارة. لذلك فان هناك حدودا صارمة لأعلى درجات حرارة يمكن عندهاتشغيل وحدات التحلية التي تعمل بالطرق الحرارية، كما يلزم معالجة الماء المالحكيميائيا قبل ادخاله الى وحدات التحلية، لضمان منع ترسب الأملاح وتكون القشور،وايضا للتخلص من الاكسجين الذائب في الماء مما يساعد على خفض معدلات التآكل داخلالوحدات.
طرق التقطير
في بعض المراجع تذكر تبخير وهو نفس الطريقة باختلاف السم علماً ان التبخير هو مرحلة من التقطير

1_التقطير العادي

يتم غلي الماء المالح في خزان ماء بدون ضغط . ويصعد بخارالماء الى أعلى الخزان ويخرج عبر مسار موصل الى المكثف الذي يقوم بتكثيف بخار الماءالذي تتحول الى قطرات ماء يتم تجميعها في خزان الماء المقطر . وتستخدم هذه الطريقةفي محطات التحلية ذات الطاقة الإنتاجية الصغيرة.
2_التقطير الومضي متعدد المراحل
تستعمل معظم معامل تحلية الماء الحديثة طريقة تُسمَّى التّقطير السّريع متعدّد الأطوار، وهذا أسلوب قديم يقوم على الغلي والتّكثيف
وحسب طريقة التّقطير السّريع يُسحب ماء البحر المسخّن إلى حجرة كبيرة ذات ضغط منخفض. ويؤدِّي الضّغط المنخفض إلى تحوّل قسم من الماء إلى بخار بسرعة. ثمّ يتكثّف البخار إلى ماء خالٍ من الملح. ويمرّر ماء البحر خلال حجيرات تقطير متعدّدة كلّ منها ذات ضغط أقلّ من سابقتها
وتعد طريقة التبخير الوميضي متعدد المراحل (Multistage Flash Evaporation- MSF) هي اكثر الطرق الحرارية انتشارا حيث يصل معدل الانتاج اليومي للماء العذب منهذه الطريقة وحدها الى حوالي 8،9 ملايين متر مكعب، أي حوالي 86% من مجموع الطاقةالانتاجية لطرق التحلية الحرارية، أما قياسا بمجموع الطاقة الانتاجية الكلية لجميعطرق التحلية المستخدمة عالميا فهي تمثل اكثر من 48%، كما يصل عدد وحدات التحليةبطريقة التبخير الوميضي متعدد المراحل الى اكثر من 1200 وحدة منتشرة في العالم،تتركز معظم قدراتها الانتاجية في دول مجلس التعاون الخليجي، حيث تصل إلى حوالي 80% من القدرة الانتاجية العالمية. كما تمثل هذه الطريقة المصدر الوحيد تقريبا للماءالعذب في دولة الكويت، حيث يتم انتاج اكثر من 95% من احتياجاتها المائية باستخدامهذه التقنية.

ويرجع السبب الرئيسي في اتساع وانتشار هذه التقنية اكثر من غيرها الى قدرتهاعلى الارتباط بمحطات القوى الكهربائية والى اقتصاديات السعات الانتاجية العملاقةحيث يمكن بناء وحدات بسعات تصل الى حوالي 60 الف متر مكعب يوميا (13 مليون غالونامبراطوري يوميا(
نحن نعلم أن درجة غليان السوائل تتناسب طردياً مع الضغط الواقع عليها فكلماقل الضغط الواقع على السائل انخفضت درجة غليانه . وفي هذه الطريقة تمر مياه البحربعد تسخينها إلى غرف متتالية ذات ضغط منخفض فتحول المياه إلى بخار ماء يتم تكثيفهعلى أسطح باردة ويجمع ويعالج بكميات صالحة للشرب
حيث تبدأ وحدة التحلية بطريقة التبخير الوميضي متعدد المراحل بوعاء التسخينوتنتهي بأوعية الطرد الحراري. وبين وعاء التسخين وأوعية الطرد الحراري يوجد قسمالاسترجاع الحراري، الذي يتكون من عدد من أوعية التبخير، يتوالى فيها انخفاض الضغطودرجة الحرارة وينساب فيها الماء المالح المعرض للغليان في اتجاه أوعية الطردالحراري. ويحتوي وعاء التسخين على حزمة أنابيب تبادل حراري، يتدفق بداخلها الماءالمالح المراد تسخينه ويتكثف على سطوحها الخارجية بخار يستمد من مصدر خارجي (مثلغلاية بخارية ذات ضغط منخفض او بخار مستقطع من توربين بخاري لانتاج الكهرباء). وعندما يتكثف البخار تنتقل الحرارة الكامنة فيه الى الماء المالح فترتفع درجةحرارته الى المستوى المطلوب المعروف بدرجة الحرارة العليا للمحلول الملحي







صورة توضح عملية اتبخير الومضي متعدد المراحل
أما في قسم الطرد الحراري فيستخدم ماء البحر البارد في تصريف الطاقة الحرارية الفائضة الى خارج الوحدة. ويتكون قسم الطرد الحراري عادة من وعاءين أو ثلاثة تتدفق فيها مياه البحر الباردة داخل انابيب التبادل الحراري بدءا بالوعاء الأخير الذي يحتفظ بداخله بأقل ضغط مطلق وأقل درجة حرارة. وبتكثيف البخار المنطلق الناتج عن غليان الماء المالح داخل هذه الأوعية على السطوح الخارجية لأنابيب التبادل الحراري ترتفع درجة حرارة مياه البحر الباردة عبر قسم الطرد الحراري بمقدار 7 الى 8 درجات. وعند خروج مياه البحر من قسم الطرد الحراري ينتهي حوالي 70% منه في قناة الصرف التي تعود به الى البحر مرة اخرى. أما ما تبقى من مياه البحر، أي حوالي 30% فيتم معالجتها كيميائيا قبل استخدامها كمياه تغذية يتم خلطها بالماء المالح الموجود في الوعاء الأخير في قسم الطرد الحراري. أما في القسم الأوسط وهو قسم التبخير والاسترجاع الحراري فيجري الماء المالح في مستويين وفي اتجاهين متعاكسين. ففي المستوى العلوي يتدفق الماء المالح داخل انابيب التبادل الحراري في اتجاه وعاء التسخين حيث يعمل كماء تبريد لاحداث تكثيف البخار المنطلق داخل اوعية التبخير وبالتالي فهو يكتسب الحرارة الكامنة التي يفقدها البخار نتيجة تكثفه فترتفع درجة حرارته، وتستمر درجة الحرارة في الارتفاع كلما انتقل الماء من المبادل الحراري لوعاء الى المبادل الحراري بالوعاء الذي يليه حتى يصل الى مدخل المبادل الحراري لوعاء التسخين. وفي المستوى السفلي لأوعية التبخير يسري الماء المالح بعد خروجه من المبادل الحراري لوعاء التسخين عند أعلى درجة حرارة ابتداء من الوعاء الأول في اتجاه قسم الطرد المركزي.

وبسريان الماء المالح في المستوى السفلي داخل حيز اوعية التبخير وتحت الظروف الملائمة من الضغط ودرجة الحرارة يظـل الماء في حالة غليان ويحدث التبخير الوميضي وينطلق البخار ويسري الماء من وعاء الى الذي يليه حيث يقل الضغط المطلق بالقدر الذي يتناسب مع الانخفاض الذي يحدث في درجة الحرارة بفعل فتحات التحكم في سريان الماء بين الأوعية. وكلما انطلق البخار ازداد تركيز الاملاح في الماء المالح المعرض للتبخير في اتجاه السريان حتى يصل الى اعلى تركيز له في آخر وعاء للتبخير بقسم الطرد الحراري وهناك يتم التخلص من جزء صغير (حوالي 15%) من هذا الماء المالح عالي التركيز ثم تضاف مياه التغذية لتعيد درجة تركيز الاملاح الى المستوى المطلوب (130% الى 150% نسبة الى تركيز الاملاح الذائبة في مياه البحر العادية) قبل اعادة ضخ الماء المالح الى المستوى العلوي لأوعية قسم الاسترجاع الحراري باستخدام مضخة تدوير الماء المالح ولتبدأ دورة جديدة. أما بخار الماء المتكثف الذي اصبح ماء خالصا خاليا من أية املاح تقريبا (مجموعة الاملاح الذائبة اقل من 30 ميلليغرام/لتر) فيتم تجميعه في حوض خاص حيث يسري عبر الأوعية وتتزايد كميته كلما تجمع المزيد في الاتجاه الذي ينخفض فيه الضغط ودرجة الحرارة حتى يتم سحبه من آخر وعاء بقسم الطرد الحراري باستخدام مضخة الماء المقطر الى خارج الوحدة ومن ثم تتم معالجته ليصبح ماء صالحا للشرب.
ويكون الماء في المراحل النّهائيّة من هذه الطّريقة نقياً إلى درجة أنّه يكون عديم المذاق، الأمر الذي يوجب إضافة قليل من الملح إليه لإعطائه المذاق الطّبيعيّ


يتبع.....






رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

#4  
قديم 28-11-2011, 04:15 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

3_التقطير متعدد التأثير متعدد المراحل
فعلى الرغم من انها أقدم كثيرا من طريقة التبخيرالوميضي متعدد المراحل، وانها استخدمت منذ زمن طويل في صناعات مثل انتاج السكروالملح، الا انها اقل انتشارا بكثير، فمجموع الانتاج اليومي لهذه الطريقة لا يزيدعن 820 الف متر مكعب يوميا من الماء العذب (أي حوالي 180 مليون غالون امبراطورييوميا) اي ما يعادل 4% فقط من جملة الانتاج العالمي من جميع طرق التحلية. ويبلغ عددوحدات تحلية المياه التي تعمل بطريقة التبخير متعدد المؤثرات المنتشرة في العالمحوالي 660 وحدة تتراوح سعاتها الانتاجية اليومية ما بين 500 و16000 متر مكعب (أي مابين 110 آلاف الى 5،3 ملايين غالون امبراطوري يوميا). وكما يتبين من اسم الطريقةفان وحدة التبخير متعدد المؤثرات تتكون من عدد من الاوعية(المبخرات) يسمى كل منها تأثيرا،وتنتهي بوعاء الطرد الحراري. ويقوم فيها التأثير الأول مقام وعاء التسخين ففيالوعاء الاول يدخل ماء البحر الذي يمكن ان يكون قد سبق تسخينه تسخينا مبدئيا فيوعاء الطرد الحراري من خلال فوهات تعمل على نثر الماء وتوزيعه على سطوح حزمة انابيبالتبادل الحراري فينساب ماء البحر مكونا طبقات رقيقة يسهل فيها انتقال الحرارة ومنثم تعجل بالغليان والتبخر في حين ينساب بخار التسخين المستمد من مصدر خارجي داخلانابيب التبادل الحراري فيتكثف داخلها وتنتقل الحرارة الكامنة فيه الى طبقات الماءالمالح الرقيقة التي ينطلق منها بخار الماء.
والتأثيرات التالية تعمل بالطريقة نفسها وتؤدي نفس وظائف التأثير الأولولكن باختلاف ان بخار التسخين المتكثف داخل أنابيب الانتقال الحراري هو البخارالمنطلق نتيجة غليان الماء المالح بالتأثير السابق، وان الماء المالح المعرضللغليان والتبخير يتم ضخه من الماء المالح المتجمع في التأثير السابق. وهكذا يضخالماء المالح المتجمع بعد الغليان والتبخير من كل تأثير الى فوهات التأثير الذييليه ويتكثف البخار المنطلق من كل تأثير داخل انابيب المبادل الحراري بالتأثير الذييليه في اتجاه يتناقص فيه الضغط المطلق داخل حيز التبخير في كل وعاء وتنخفض ايضادرجة الحرارة حتى يصل الضغط ودرجة الحرارة الى أقل مستوى ممكن عمليا يسمح باستخداممياه البحر في تكثيف البخار المنطلق من التأثير الأخير داخل وعاء الطرد الحراري






أي تقوم المقطرات المتعددة التأثيرات بالاستفادة من الأبخرة المتصاعدة منالمبخر الأول للتكثف في المبخر الثاني . وعليه ، تستخدم حرارة التكثف في غلي ماءالبحر في المبخر الثاني ، وبالتالي فإن المبخر الثاني يعمل كمكثف للأبخرة القادمةمن المبخر الأول ،وتصبح هذه الأبخرة في المبخر الثاني مثل مهمة بخار التسخين فيالمبخر الأول. وبالمثل ، فإن المبخر الثالث يعمل كمكثف للمبخر الثاني وهكذا ويسمىكل مبخر في تلك السلسة بالتأثير.

. وبعكس التبخير الوميضي متعدد المراحل فهنا يتم جمع الماء العذب الناتج عن تكثفالبخار داخل انابيب المبادل الحراري لكل تأثير مباشر خارج الوحدة بدون الدخول الىالتأثير التالي. وتوجد عدة تصاميم مختلفة للوحدات التي تعمل بهذه الطريقة الأفقيةفهناك التصاميم التي تعتمد الأنابيب الرأسية، ولكل من هذه التصاميم مزايا ومثالبتتعلق بكفاءة التبادل الحراري وقابلية ترسب الأملاح وتكونالقشور.



4-التقطير باستخدام الطاقة الشمسية Solar Desalination
تعتبر محاكاة للدورة الطبيعية ,فالتسخينوالتبخير يحدثان بفعل حرارة الشمس التي يتم تجميعها داخل بيت زجاجي مسطح يسمح بتعرضاكبر مساحة مائية (من مياه البحر )ممكنة لأشعة الشمس وبتكثيف البخار المنطلق على الاسطح الزجاجية_ ­او بلاستيكية_المائلة(باردة ) التي عادة ما تكون اقل درجة حرارة من البخار المنطلق حيث يلامس السّطح السّفليّ من القبّة أو لوح الزّجاج ثم يتم تجميع الماء العذبالناتج من تكثف البخار في قنوات(مواسير) على جانبي البيت الزجاجي الذي هو في الحقيقة وحدةتقطير شمسية
يعطي نمط التّقطير هذا كميّات قليلة من الماء العذب. ففي يوم واحد، وفي طقس مشمس يعطي مثل هذا الحوض خمسة لترات من الماء العذب من كلّ متر مربّع من مساحة سطح الحوض. ولايعتبر التّقطير باستخدام أشعّة الشّمس طريقة شائعة لأنّه مكلف. وتنشأ التّكلفة من كون هذه الطّريقة تحتاج إلى مساحات هائلة من الأرض لإنتاج كميّات كافية من الماء العذب. والتّقطير بالاعتماد على أشعّة الشّمس أقلّ كفاية من العمل بأساليب التّقطير الأخرى.

. ومن محاسن نظام التقطير المستخدم للطاقة الشمسية ما يلي:
ü هو نظام بسيط غير معقد ولايحتاج لكثير منم المعدات والتوصيلات


ü اضراره بسيطة ويمكن معالجتها واصلاحها بسهولة دون الحاجة لخبرات ذات مستوى عالي
من مساوئها:
· رغم أن الطاقة الشمسية لا محدودة ومستمرة ومتجددةغير أن تكلفة إنشاء الوحدة باهظة مما يعوق استخدام هذه الطريقة فهو يحتاج لمساحات هائلة من الارضفمثلا للحصول على الانتاج اليوميالمماثل لوحدة تقطير وميضي متعدد المراحل بسعة 6 ملايين غالون امبراطوري يوميانحتاج الى مساحة ارض تصل الى حوالي 7 كيلومترات مربعة وهذا يدل على الارتفاع الهائلفي التكلفة الرأسمالية
· عدمالحصول على الطاقة الشمسية على مدار اليوم واعتماد هذه الطاقة على عوامل الطقسوالمناخ السائد زيادة على ذلك أثر تغير الموسم عليها .
· الكميات التي يمكن الحصول عليها من الماء النقي نسبة لمساحة الارض اللازمة صغيرة
· امكانيةتعرضها لأضرار والتلف بفعل الظروف الجوية المحيطة
وجهاز التقطير عبارة عن حوض محكم مصنوع من الفولاذ المجلفن ويبين الشكل( 8 ) وحدة التقطير الشمسي .


5_التقطير بطريقة البخار المضغوط:


المعتمدة تجاريا هيطريقة التبخير بضغط البخار وهي من اكثر الطرق شيوعا في تحلية مياه البحر باستخداموحدات ذات سعات صغيرة او متوسطة وفي المناطق النائية. وتبلغ السعة الانتاجيةالعالمية لتحلية المياه بطريقة التبخير بضغط البخار اكثر من 780 الف متر مكعب يوميا (أي أكثر من 170 مليون غالون امبراطوري يوميا) وهي تمثل اقل من 4% من السعةالانتاجية لجميع طرق التحلية المستخدمة بالعالم كما يبلغ عدد الوحدات المنتشرة التيتعمل بهذه الطريقة حوالي 830 وحدة تتراوح سعاتها بين 500 الى 12000 متر مكعب يوميا (110 آلاف الى 5،2 مليون غالون امبراطوري يوميا).
ومبدأها:يسخن ماءالبحر مبدئيا في مبادل حراري أنبوبي مستخدما كلا من الماء الملح والماء المطرودوالماء العذب الخارجي من الوحدة ثم يغلى ماء البحر داخل أنابيب المقطر . وتضغطالأبخرة ، ثم ترجع الى المقطر حيث تتكثف خارج الأنابيب مما يوفر الحرارة اللازمةلعملية الغليان
وتنبنى طريقة التبخير بضغط البخار على أساس ان بخار الماءاذا ما تم ضغطه ارتفعت درجة حرارته بقدر يتناسب مع مقدار الزيادة في الضغط. لذلكفان البخار المنضغط يمكن ان يستخدم في تسخين الماء المالح المراد تبخيره وتصبحالطاقة المستهلكة في عملية ضغط البخار هي مصدر الطاقة اللازمة لتسخين الماء المالحوانطلاق البخار.
ويمكن ان يتم ضغط البخار باحدى الطريقتين:
o ميكانيكيا: في حالة ضغط البخار ميكانيكيا يدار ضاغط البخار بالكهرباء
o حراريا : في حالة ضغط البخارحراريا فيتم ذلك باستخدام الحقن البخاري النافوري، الذي يستمد طاقته من بخار ذي ضغطمتوسط او عالي نسبيا من مصدر خارجي.
بينما تستخدم وحدات التقطيرمتعدد التأثير والتبخير الفجائي مصدر بخار خارجي للتسخين كمصدر أساسي للحرارة ، فإنالتقطير بانضغاط البخار – والذي يختصر عادة إلى التقطير بالانضغاط –يستخدم بخارهالخاص كمصدر حراري بعدما يضغط هذا البخار . وفي هذه الطريقة ، يمكن الحصول علىاقتصادية عالية للطاقة .

وفي طريقة التبخير بضغط البخار، فغالبا ماتحتوي الوحدة على وعاء تبخير واحد ولكن احيانا تتعدد اوعية التبخير وهي تشبه اوعيةالتبخير في طريقة التبخير متعدد المؤثرات حيث يتم نثر وتوزيع الماء المالح من فوهاتتسمح بتساقط الماء على شكل طبقات رقيقة تسهل انتقال الحرارة وتعجل بالغليانوالتبخير ويعمل ضاغط البخار على سحب بخار الماء المنطلق من داخل الوعاء ثم ضغطهداخل انابيب التبادل الحراري ومن ثم ترتفع درجة حرارته عدة درجات عن الماء المالحالمنساب على سطوح انابيب التبادل الحراري فيتكثف البخار على هيئة ماء عذب يتم سحبهالى خارج الوحدة(. وتسحب الغازات غير القابلة للتكثيف من حيز البخار والتكثيف بوساطةمضخة سحب أو طارد بخاري) في حين تنتقل الحرارة الكامنة فيه الى الماء المالح فيغلي وينطلقالبخار داخل الوعاء وهكذا تتواصل دورة التبخير ثم الضغط الذي يعقبه التكثيف. ومعاستمرار انطلاق البخار يزداد تركيز الاملاح في الماء المالح المعرض للغليانوالتبخير. لذلك يلزم التخلص من جزء من الماء المالح المركز ثم اضافة ماء بحر جديدلاعادة توازن تركيز الاملاح ولتعويض كمية الماء المالح المنصرفة وكمية الماء العذبالمنتجة. وعادة ما يستخدم مبادل حراري اضافي مساعد للاستفادة من الحرارة الموجودةفي الماء المالح المنصرف والماء العذب المنتج في تسخين مبدئي لمياه البحر التعويضيةالقادمة للوحدة.ويعتبر الضاغط هو قلب وحدة التقطير. فإذا لم تضغط الأبخرة فإنه لا يمكنهاالتكثف على الأنابيب الحاملة لماء البحر المغلي لأن درجة حرارة تكثيف البخار النقيعند ضغط معين تقل عن درجة حرارة غليان الماء الملح عند هذا الضغط . فمثلا ، إذا كانضغط البخار 1 ضغط جوي ، فإن بخار الماء يتكثف عند درجة 100 م ، ولكن ماء البحربتركيز مضاعف يغلي عند حوالي 101م . وحتى يتسنى للأبخرة التكثف عند درجة حرارة 101م، فإنه يلزم على الأقل لهذه الأبخرة أن تضغط الى ضغط 1.03 ضغطجوي.





يتبع...

رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

#5  
قديم 28-11-2011, 04:30 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

ثانياً: التحلية باستخدام طرق الأغشية :
توفر طرق التحليةبالاغشية Membrane Desaltingما يقرب من 5،8 ملايين متر مكعب يوميا (حوالي 1860 مليون غالون امبراطورييوميا) من الماء العذب يوميا، ويمثل هذا القدر حوالي 41% من مجموع الطاقة الانتاجيةالعالمية لتحلية المياه. كما يمثل عدد وحدات التحلية التي تعمل بتقنيات الاغشيةاكثر من 73% من عدد وحدات التحلية في العالم.
وتقوم طرق تحلية المياه بالاغشية علىاستخدام الخواص الطبيعية لأنواع مختلفة من الاغشية المصنعة بعضها من بوليمرات شبهمنفذة تسمح بمرور الماء فقط دون ايونات الاملاح الذائبة تحت تأثير ضغط هيدروليكيمثل الحالة في اغشية التناضح العكسي، وهناك انواع اخرى من الاغشية غير منفذة للماءوموصلة للكهرباء، تسمح بالمرور الانتقائي لأيونات الاملاح الذائبة في الماء تحتتأثير الجهد الكهربائي مثل الحالة في الاغشية المستخدمة في الديلزة الكهربائية. وتتميز طرق التحلية بالاغشية عموما بانخفاض الطاقة المستخدمة مقارنة بطرق التحليةالحرارية وذلك نظرا لعدم الحاجة الى احداث تغيير في الحالة الطبيعية للماء من حيثالتحول من الحالة السائلة الى الحالة البخارية وبالعكس.

1_التناضح العكسي :

التناضح العكسي
مفهوم التناضح
التناضح أو الإسموزية Osmosis هو الإسم الذي يطلق على عملية انتقال المذيب عبر غشاء شبه مسامي إلى المذاب ،وهو في المعنى كلمة مشتقة من الإغريق OSMOS والتي تعني النبض .
فهو قوة فيزيائية و نزعة طبيعيةللمياه ,فعند وجود عينتي ماء يفصل بينهما غشاء نصف نافذ Semi-permeable, ومذاب بهما مادة ما وبتركيزين مختلفين احدى العينتين تركيزها مرتفع بالمادة الذائبة والاخر بتركيز منخفض ,حيث تنتقل المياه من منطقة التركيز المرتفع الى منطقة التركيز المنخفض,وتعمل المياه على اعادة التوازن على طرفي الغشاء, وتصبح المنطقتين على طرفي الغشاء ذات تركيز واحد بالنسبة للمادة الذائبة









مفهوم التناضح العكسي
تعتمد طريقة التناضح العكسي على الخاصية الاسموزية، حيث تستخدم الضغوط المسلطة على اسطح الاغشية للتغلب على الضغط الاسموزي الطبيعي للماء، فاذا وضع غشاء شبه نفاذ بين محلولين متساويين في التركيز تحت درجة حرارة وضغط متساويين لا يحدث اي مرور للمياه عبر الغشاء نتيجة تساوي الجهد الكيميائي على جانبيه، واذا ما اضيف ملح قابل للذوبان لاحد المحلولين ينخفض الضغط ويحدث تدفق اسموزي للماء من الجانب الأقل ملوحة الى الجانب الأكثر ملوحة حتى يعود الجهد الكيميائي الى حالة التوازن السابقة. ويحدث هذا التوازن عندما يصبح فرق الضغط في حجم السائل الأكثر ملوحة مساويا للضغط الاسموزي، وهي خاصية من خواص السوائل ليس لها علاقة بالغشاء.
وعند توجيه ضغط مساو للضغط الاسموزي على سطح المحلول الملحي يتم التوصل ايضا الى حالة التوازن ويتوقف سريان المياه من خلال الغشاء.
واذا رفع الضغط الى اكثر من ذلك فان الجهد الكيميائي للسائل سيرتفع ويسبب تدفقا عكسيا للماء من المحلول الملحي باتجاه المحلول الاقل ملوحة وهو ما يعرف بالتناصح العكسي وفاعلية طريقة التناضح العكسي في التخلص من الاملاح ممتازة تصل الى اكثر من 99% وكذلك فان أغشية التناضح العكسي لها قدرة على التخلص من البكتيريا والجراثيم والعناصر الضارة الموجودة في المياه.


تستخدم تقنية التناضح العكسي في تحلية مياه البحر والمياه قليلة الملوحة وكذلك في تحلية مياه الصرف الصحي المعالج ثنائيا او ثلاثيا، حيث يمكن تقليل ملوحة هذه المياه وتخليصها من معظم انواع البكتيريا والفيروسات والمواد الضارة الأخرى، كما تستخدم هذه التقنية في الصناعات الغذائية ومنتجات الألبان وتركيز عصير الفواكه وغيره.
وتقوم طرق تحلية المياه بالأغشية بتقنية التناضح العكسي على استخدام الخواص الطبيعية لأنواع مختلفة من الاغشية المصنعة بعضها من بوليمرات شبه منفذة تسمح بمرور الماء فقط دون ايونات الاملاح الذائبة تحت تأثير ضغط هيدروليكي .
فيمكن تعريف عملية التناضحالعكسي على أنها فصل الماء عن محلول ملحي مضغوط من خلال غشاء . ولا يحتاج الأمر إلىتسخين أو تغيير في الشكل .

ومن الناحية التطبيقية يتم ضخ مياه التغذية فيوعاء مغلق حيث يضغط على الغشاء ، وعندما يمر جزء من الماء عبر الغشاء تزداد محتوياتالماء المتبقي من الملح . وفي نفس الوقت فإن جزءا من مياه التغذية يتم التخلص منهدون أن يمر عبر الغشاء . وبدون هذا التخلص فإن الازدياد المطرد لملوحة مياه التغذيةيتسبب في مشاكل كثيرة ، مثل زيادة الملوحة والترسبات وزيادة الضغط الأسموزي عبرالأغشية . وتتراوح كمية المياه المتخلص منها بهذه الطريقة ما بين 20 إلى 70% منالتغذية اعتمادا على كمية الأملاح الموجودة فيها .
و تقنية التناصح العكسي فهي تنتج حوالي 3،7 ملايين متر مكعب يوميا (1600 مليون غالون امبراطوري يوميا) من اكثر من 6700وحدة منتشرة في انحاء مختلفة من العالم.ويمثل هذا القدر من الماء العذب حوالي 36% من مجموع الانتاج العالمي لجميع طرق التحلية.
شروط إستخدام تقنية التناضح العكسي في المعالجة :


1_المعالجة اللازمة للمياه قبل الشروع فيعملية التناضح العكسي :

يوجد عدة أنواع للمعالجة المبدئية و التيتسبق تحلية المياه بالتناضح العكسي و اختيار ها يعتمد في الأساس على :
الإمكانيات
الخبرة والقدرات الفنية لطاقم العمل
حيث يمكن التأكيد أنه كلما ازدادت جدارة تطبيقات الصيانةالوقائية يمكن الحصول على معالجة مبدئية كيميائية سليمة, في حين أن عمليات الفلترةالرملية أو إزالة العسرة تتطلب قدر أقل من الصيانةاليومية.
مياه التغذية يجب أن تحتوي على قدر قليل منالشوائب الصلبةSolids و الطمي Silt و ذلك حفاظا عل الأغشية منالانسداد و هذا يمكن إنجازه بإزالة هذه الشوائب أو تعليقها و التقاطها خلال مرورهابأحد مراحل المعالجة الأولية مثل التنقية الرملية أو بخراطيش الترسيب Sediment Cartridge مما يحمي الأغشية و يساهمفي حسن أدائها لفترة زمنية طويلة.
عندما تمر المياه خلال أغشية التناضحالعكسي, ترتفع نسبة الايونات في مكونات الدفق المنبوذReject Flow وهذا يؤدي حتما إلى ارتفاع نسبةالأملاح الذائبة TDS و لا سيماالكالسيوم و المغنيزيوم و ترسيب جزء منها داخل الأغشية . و على الرغم من إمكانيةإزالة الكالسيوم و المغنيزيوم أو بإضافة مادة كيميائية لإبقائهما مسيلين إلا أنالكثير من خبراء معالجة المياه ينصح بضرورة استعمال وحدة إزالة عسرة Softener في خط المياه قبل دخولها الأغشية واستبدال أيوناتها بأيونات صوديوم.
أيضا الكلور يلزم إزالتهكليا عند استعمال أغشية Thin Film أو تخفيض نسبته مع أغشية CTA و يتم ذلك باستعمال وحدة فلترة كربون و هذا ما يشجع عليه خبراءمعالجة المياه, أما ضخ مادة صوديوم ميتابايسولفايت فهي فعالة و لكنها تساهم في نموالبكتيريا التي تسد الأغشية أيضا و تقلل منأدائها.

2­_مجال ال PH :
يجب أن تكون المحطات الكبيرة مجهزة بشكلإلزامي بلوازم تعديل PH ما بين 5.5 و 6.5 و هذا يساعد في نظافة الأغشية و منع انسدادها .

3_الضغط اللازم لتحقيق إزالة الشوارد :

يعتمد الضغط المطلوب لعملية التحلية علىنسبة التركيز الملحي للمياه في خط النبذ Concentrate و للتوضيح زيادة فان ملوحة علىخط النبذ قدرها 1100 p.p.m تتطلبضغطا اكبر من 200 psi .
أما مياه البحر ذات الملوحة العالية 33000 وأكثر ) 42000 بي بي ام في البحرالأحمر خلال الصيف و تنخفض الى 38000 p.p.m شتاء( تتطلب ضغطااكبر من 800 psi

4-مراقبة الكلور لحماية أغشيةالتناضح العكسي :
إن وجود الكلور قد يحط من أداء بعض موادالأغشية و لذلك يتم اللجوء إلى إزالة الكلور في المياه الخام قبل دخولها إلىالأغشية.
عملية إزالة الكلور تتم بضخ مادة صوديومبايسولفايت NaHSo3 أو بواسطةفلاتر امتصاص كربونية.
ان استخدام الاغشية فيتحلية المياه يعتبر استثمارا مكلفا و يجب أن يتلازم مع اجراءات حمايتها و هذهالتكلفة الإضافية تعتبر بسيطة مقارنة بالخسائر التي قد تلحق من جراءتجاهلها.
×قد تحتوي المياه الخام على الكلور الحر Free Chlorine أو الكلور الكلي Total Chlorine و من الهام جداتحديد نوع و شكل الكلور الموجود و اختيار الصنف الصحيح لجهاز مراقبة الكلور .



ومن الناحية التطبيقية يتم ضخ مياه التغذية في وعاء مغلق حيث يضغط على الغشاء ، وعندما يمر جزء من الماء عبر الغشاء تزداد محتويات الماء المتبقي من الملح . وفي نفس الوقت فإن جزءا من مياه التغذية يتم التخلص منه دون أن يمر عبر الغشاء . وبدون هذا التخلص فإن الازدياد المطرد لملوحة مياه التغذية يتسبب في مشاكل كثيرة ، مثل زيادة الملوحة والترسبات وزيادة الضغط الأسموزي عبر الأغشية . وتتراوح كمية المياه المتخلص منها بهذه الطريقة ما بين 20 إلى 70% من التغذية اعتمادا على كمية الأملاح الموجودة فيها .




يتبع

رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

#6  
قديم 28-11-2011, 05:00 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه


مراحل المعالجة بتقنية التناضح العكسي:
تعتمد تقنيةالتناضح العكسي على أربعة مراحل أساسية من المعالجاتهي:
-مرحلة المعالجة الأولية .
-مرحلة الضغط (مضخة ذات ضغط عال ) .
-مرحلة الفصل بواسطة الأغشية (مجمع أغشية) .
-معالجة نهائية ( مرحلة التثبيت ).












مرحلة ما قبل المعالجة:
والمعالجة الأولية مهمة لأنمياه التغذية يجب أن تمر عبر ممرات ضيقة أثناء العملية ، كذلك يجب إزالة العوالقومنع ترسب الكائنات الحية ونموها على الأغشية . حيث يتم معالجة دفق مياه التغذية لتصبح منسجمة مع الشروط الاساسية لعمل الأغشية و لتكونخالية من العوالق الصلبة عبر عدة خطوات منها :
الفلترة الرملية Multimedia Filter
وحداتخراطيش ميكرونية Cartridge Filters
ضبط الرقم الهيدروجيني Ph Adjustment
إضافة مواد كيميائية Chemicals Dosing لكبح أية تكلسات لاحقة من مواد مختلفة مثل كالسيوم سولفايت.


مرحلة الضغط:
يتم خلال هذه العملية أو المرحلة رفع الضغط على المياه المعالجة أوليا الى المستوى المناسب لنوع الأغشية ونسبة الأملاح المنحلة في المياه المطلوب معالجتها .
والمضخة ذات الضغط العالي تعمل على رفع الضغط الهيدروليكي لمياه التغذية الى الحد الكافي للتغلب على الضغط الاسموزي الطبيعي وبزيادة تكفي لانتاج الكمية المطلوبة من المياه العذبة ، وبالتالي توفرهذه المضخة الضغط اللازم لعبور الماء من خلال الأغشية وحجز الأملاح ،

وتتناسب الضغوط المطلوبة تناسبا طرديا مع درجة ملوحة مياه التغذية.حيث تتراوح ما بين 17 إلى 27 بارا ( 250 – 400 رطل على البوصة المربعة ) في حالة المياه قليلة الملوحة التي تتراوح ملوحتها بين 2000 - 10000 جزء في المليون، بينما تتراوح الضغوط المطلوبة بين 45 إلى 80 بارا ( 800 – 1180 رطل على البوصة المربعة ) لمياه البحار المالحة مثل مياه الخليج العربي والتي تصل فيها الملوحة الى 45000 جزء في المليون .

مرحلة الفصل بواسطة الأغشية(مجمع الأغشية)



ويتكون مجمع الأغشية من وعاء ضغط وغشاء يسمح بضغط الماء عليه كما يتحمل الغشاء فارق الضغط فيه . والأغشية نصف المنفذه قابلة للتكسر وتختلف في مقدرتها على مرور الماء العذب وحجز الأملاح.


تقوم الأغشية في هذه المرحلة بالسماح للمياه العذبة أو النقية بالمرور خلال الثقوب الميكروية للغشاء ، بينما تمنع الأملاح الذائبة من المرور ، حيث يتم تحويلها الى خط الصرف ذو التركيز الملحي العالي ، بينما تتمكن نسبة قليلة من الأملاح من عبور الأغشية والسبب في ذلك يعود الى عدم كمال الأغشية النسيجيةليس هناك غشاء محكم إحكاما كاملا في طرد الأملاحولذلك توجد بعضالأملاح في المياه المنتجة.



تعمل هذه الأغشية على إزالة أكثر من 75 % من الأملاح إضافة الى معظم أنواع العضويات ، الدقائق virus ، والكثير من الملوثات الكيميائية ، وتتراوح قياسات المسامات في الأنواع المختلفة من الأغشية بين (10 انغستروم - 100 ميكرون ) .

وتصنع أغشية التناضح العكسي من أنماط مختلفة ، وهناك اربعة أنواع من نظم اغشية المعروفة وهي الاغشية المسطحة والاغشية الأنبوبية والاغشية الشعرية المجوفة والأغشية الحلزونية، ولكل من هذه الأغشية مقدرة معينة على انتاج المياه العذبة وإمرار الأملاح واحتجازها.

وهناك اثنان ناجحان تجاريا وهما اللوح الحلزوني والألياف ( الشعيرات الدقيقة المجوفة) ، ويستخدم هذين النوعين لتحلية كل من مياه الآبار ومياه البحر على الرغم من اختلاف تكوين الغشاء الإنشائي ووعاء الضغط اعتمادا على المصنع وملوحة الماء المراد تحليته
.




مرحلة التثبيت أو ما بعد المعالجة:
تهدف المعالجة النهائية فهي للمحافظة على خصائص الماء واعدادهللتوزيع . وربما شملت هذه المعالجة إزالة الغازات مثل سلفايد الهايدروجين وتعديلدرجة القلوية.
حيث يتم في هذه المرحلة ضبط حموضة المياه العذبة الناتجة من خلال عملية الضبط الكيميائية للرقم الهيدروجيني للمياه PH Adjustment برفعها من حوالي الرقم 5 الى 7.5 .
ويتم خلال هذه المرحلة أيضا إضافة الكلور للحفاظ على المياه معقمة من الدقائق الحية والبكتيريا التي قد تصلها خلال فترات التخزين والضخ عبر الشبكة .



المراحل الأساسية التي تمر بها عملية المعالجة بالتناضح العكسي
أنواع أغشية التناضح العكسي :

تأتي الأغشية في عدة أنواع و أهمها الأغشية الحلزونية Spiral Wound و أغشية الأنسجة ذات التجويفاتالدقيقة Hollow Fine Fiber . .
ويستخدم هذين النوعين لتحلية كل من مياه الآبار ومياه البحر على الرغم مناختلاف تكوين الغشاء الإنشائي ووعاء الضغط اعتمادا على المصنع وملوحة الماء المرادتحليته .

وجميعهذه الأغشية تصنع من مادة Cellulose Acetate , Aromatic Polyamides أو كما هو الحال في هذه الأيام من مركبات Film Polymer.
كما تعمل هذه الأغشية على إزالة أكثر من75 %من الأملاح إضافة إلى معظم أنواع العضويات ,الحميات Virus , الجراثيم و غيرها من الملوثاتالكيميائية.
تتراوح قياس مسامات الأنواع المختلفة من الأغشية بين اقل من 10 انغستروم الى 100 ميكرون.
وفيما يليوصف مختصر لمميزات كل نوع و حسناته





1_سيلليوز أسيتات CELLULOSEACETATE :

مميزات
ü تحمّل لمادة الكلور
ü .غير مقاوم للبكتيريا
ü .نسبة حموضة PH تتراوح بين 6 و 8 .
ü معدل إنتاج مياه جيد .
ü يجب استعماله مع مياه تحتوي على نسبة معينةمن الكلور .
ü من أكثر أنواع الأغشيةانتشارا في الأسواق .

2_سيلليوز تري أسيتات CELLULOSE TRI-ACETATE :
· تحمل لمادة الكلور
· .يتحمل أنواع متعددة من البكتيريا.
· نسبة حموضة PH تتراوح بين 4 و 8 .
· معدل إنتاج مياه ممتاز .
· استعمال مياه تحتوي على كلور يطيلعمره .

3-ثين فيلم كومبوزاي THIN FILM COMPOSITE:
§ حساس تجاه مادة الكلور مما يلزم إزالتها قبلوصول المياه إلى الأغشية .
§ مقاومللبكتيريا .
§ نسبة حموضة PH تتراوح بين 3 و 11 .
§ من أكثر أنواع ألأغشية إنتاجا للمياه .
§ خاصية رفض للأملاح عالية .
سنوات خدمة طويلة في حالتوفرت مواصفات التشغيل الصحيحة .




ميزات التناضح العكسي


وتتميز طرق التحلية بالأغشية عموما بانخفاض الطاقة المستخدمة مقارنة بطرق التحلية الحرارية وذلك نظرا لعدم الحاجة الى احداث تغيير في الحالة الطبيعية للماء من حيث التحول من الحالة السائلة الى الحالة البخارية وبالعكس.

وهناك تطوران ساعدا على تخفيض تكلفة تشغيل محطات التناضح العكسي أثناء العقد الماضي هما :

· تطوير الغشاء الذي يمكن تشغيله بكفاءة عند ضغوط منخفضة ،
· وعملية استخدام وسائل استرجاع الطاقة , وتستخدم الأغشية ذات الضغط المنخفض في تحلية مياه الآبار على نطاق واسع.

وتتصل وسائل استرجاع الطاقة بالتدفق المركز لدى خروجه من وعاء الضغط . ويفقد الماء أثناء تدفقه المركز من 1 إلى 4 بارات ( 15– 60 رطل على البوصة المربعة ) من الضغط الخارج من مضخة الضغط العالي ، ووسائل استرجاع الطاقة هذه ميكانيكية وتتكون عموما من توربينات أو مضخات من النوع الذي بوسعه تحويل فارق الضغط إلى طاقة محركة .


أحرزت تحلية مياه البحر باستخدام تقنية التناضح العكسي قبولا مطردا كطريقة اقتصادية معتمدة، وكأفضل نظام مكمل وبديل لتقنيات التحلية الحرارية (التبخير الوميضي متعدد المراحل والتبخير متعدد المؤثرات) وذلك بسبب:

1- تدني استهلاك الطاقة بالمقارنة مع اغلب نظم التقطير، وذلك نظرا لعدم وجود تغيير في الصورة الفيزيائية للماء, فمتطلبات طريقة التناصح العكسي من الطاقة تتراوح بين 6 - 8 كيلووات ساعة/ الف غالون من الماء العذب المنتج من مياه قليلة الملوحة. وتتراوح هذه النسبة في حالة تحلية مياه البحر بين 35 - 40 كيلووات ساعة/ الف غالون من الماء العذب، ويمكن خفض مقدار الطاقة المستهلكة بتركيب جهاز لاسترجاع الطاقة المهدورة في ماء تدفق المحلول الملحي المركز الناتج عن التحلية، والذي يتراوح ضغطه ما بين 750 - 950 رطلا على البوصة المربعة.

ويبلغ استهلاك طريقة التحلية بالتناضح العكسي من الطاقة ثلث الى نصف ما هو عليه في حالة التقطير الوميضي متعدد المراحل، وفضلا عن ذلك فان التناصح العكسي يحتاج الى ثلث ما يحتاجه التقطير الوميضي من مياه التغذية لانتاج نفس الكمية من الماء العذب. وبالطبع ينعكس ذلك على الطاقة اللازمة لتشغيل المضخات وحجمها وتصميم مآخذ المياه.

2- تدني المساحة التي يشغلها بالمقارنة بنظم التحلية الأخرى.

3- انخفاض معدل حدوث الترسبات والتآكل فيه بالمقارنة بنظم التحلية الأخرى.

4- مدة انجاز مشاريع التناضح العكسي اقل مما هي الحال عليه بالنسبة لوحدات التقطير.

5- قلة تكلفة معظم مكونات النظام لكونها بلاستيكية الصنع.

6- سهولة تجميع وتشغيل وصيانة النظام وذلك لتكونه من وحدات قائمة بذاتها

ولما كان نظام التناضح العكسي قد تطور كثيراخلال العقد الماضي، فقد تزايد استخدامه حتى اصبحت تلك التقنية ضمن الأساليبالمعتمدة لتحلية المياه قليلة الملوحة ومياه الصرف الصناعية والصحية، ومع ذلك،مازالت هناك مجالات عديدة تحتاج الى بحث وتطوير بهدف زيادة الاعتمادية وخفض تكلفةالمياه المنتجة باستخدام هذه التقنية.

فعلى هذه الأعمال التطويرية ان تتناول:


· مدة خدمة الاغشية وفترات تبديلها.


· المعلومات الدقيقة عنالتكاليف التشغيلية.


· المعالجة الأولية المثلى الأقل اتلافا للأغشية.


· تقييم كفاءة مكونات النظام مثل الأنابيب والصمامات والمرشحات بالاضافةالى اجهزة التحكم.


· الارتقاء الى الحدود المثلى بالمعايير التشغيليةالمتعلقة بكل مرحلة من مراحل تشغيل النظام.


· مدى امكانية اعتبار الماءالناتج عن هذه العملية صالحا للاستعمال كماء عذب وذلك بعد اجراء المعالجة النهائيةله.


· تكلفة الماء المنتج بهذه الطريقة بالمقارنة بالتحلية من خلال وسائلالتقطير التقليدية.


ان الهدف الأساسي لاجراء اعمال البحث والتطوير على تقنيةالتناضح العكسي هو الوصول الى:


§ افضل تصميم وبأقل تكلفة.


§ تشغيلالوحدات باقل عمالة والحد من الصيانة.


§ انتاج افضل نوعية مياه تحلية بأقلتكلفة.

وبذلك يمكن تحقيق القاعدة المثلى لأفضل مشروع وهي: التصميم الأمثلوتشغيل المعدات بأعلى مردود اقتصادي.
ومن هذا المنطلق فقد تقرر في اواخر العقدالماضي اجراء الابحاث والدراسات لتقييم امكانية تطبيق تقنية التناضح العكسي فيتحلية مياه البحر في دولة الكويت، علما بان هذه التقنية كانت قد اثبتت جدواها فيتحلية المياه قليلة الملوحة عالميا منذ عام 1973 ولكن لم يتم تطبيقها لتحلية مياهالبحر العالية الملوحة لعدم توفر الاغشية المناسبة لذلك في ذلك الوقت، وبناء علىذلك، فقد تم الاتفاق في عام 1979 بين دولة الكويت وجمهورية المانيا الاتحادية علىالبدء في تنفيذ برنامج ابحاث لتحلية مياه البحر وانشاء محطة لاجراء التجارب بطريقةالتناضح العكسي.







محاسن التناضح العكسي :


ü تحلية الماء المالح بفصل المواد الصلبةالذائبة .
ü تقلل من درجة تركيز المواد الصلبة الذائبة الكلية للماء الخامبنسبة إزالة تصل إلى 99 % .
ü تتخلص من المواد الحيوية والمواد الغروانية منالماء بنسبة إزالة تصل إلى 98 % .
ü إزالة الخلايا الميكروبية من بكتيرياوفيروسات وغيرها بنسبة إزالة كلية .
ü إزالة معظم المواد الصلبة العضوية بنسبةإزالة قد تصل إلى 97 %.



تصميم منظومة تناضح عكسي :
منظومة التناضح العكسي سهلة و بسيطة و تتألفمن مجموعة أنابيب تتحمل ضغوط عالية و تحتوي في داخلها على أغشية التناضح العكسي والتي تقوم بعملية فصل ايونات المياه نتيجة ضغط المياه بواسطةمضخة.
ينتج عن العملية تدفقين للمياه , الأول و هوالمياه المنتجة ذات الأملاح المنخفضة و التي لا تتجاوز 4% من أملاح مياه التغذية .أما التدفق الثاني فهو ذو التركيز الملحي العالي و الذييتم رميه عموما و أحيانا يعاد إدخاله إلى أول المنظومة و للمرور في مرحلة ثانية منالأغشية مما يسمح برفع كفاءة المنظومة و قدرتها علىالإنتاج.

إن الاعتبار الأساسي
لتصميم منظومة تناضحعكسي صناعيةIndustrial Reverse Osmosis System
تتمثل في تحديد كمية و نوعيةالمياه المطلوبة مما يضمن تصميما ناجحا يتطابق مع متطلبات المستخدم الأخير User End .
تتألف منظومة التناضح العكسي الصناعية منثلاثة مراحل رئيسة و هي :
(1)
المرحلة المبدئية أو ماقبل المعالجة Pre-Treatment
2)
)مرحلة المعالجة أوالتحلية Treatment Or Desalination
(3)
المرحلة النهائية أو ما بعد المعالجة Post-Treatment Or Adjustment

- 1 - المرحلة المبدئية أو ما قبل المعالجة :

يتم اختيار مكونات هذه المرحلة بعناية فائقة و هي تلعب دورا هاما في وقايةالمرحلة اللاحقة من أضرار جسيمة تكلف الكثير من الجهد والمال.
وتهدف هذه المرحلة إلى تقليل إمكانية فساد , تكلس و انحلال أغشية التناضح Membranes خلال فترات التشغيل , و يقوم غالب مصنعو الأغشية و من خلال نشرات علمية أو برامج حاسوبية بترشيد المصممإلى مستلزمات المعالجة الأولية و تحديد أنواع المواد الكيميائية المطلوب استعمالهاو كل ذلك بناء على تحاليل كيميائية تفصيلية لعينات من المياه الخام .
تجدرالإشارة هنا إلى أن المياه الجوفية Ground Water تتميز عادة بثبات في المكونات و الحرارة و هذا يفيدفي معالجة مبدئية اقل كلفة و تعقيدا من التي سوف تستعمل مع المياه السطحية Surface Water و التي تشهد تغييرات واضحة مع تبدل الفصول المناخية و العواملالطبيعية.
مؤشر كثافة الطمي Silt Density Index هو المنهج الذي سيحدد كمية الجسيمات في مياهالتغذية Feed Water و بالتاليالوسائل التي يجب استخدامها في المعالجة المبدئية مثل الترويق Clarification , التصفية Filtration أو إضافة مواد تبلمر Polymer .
و لآن وحدة المعالجة اللاحقة سينتج عنهادفق يحتوي على تركيز ملحي عال يتم فصله بواسطة الأغشية فأن المواد المذيبة للأملاحمثل :كالسيوم كاربونيت CaCO3 , :كالسيوم سولفايت CaSo4 , باريوم سولفايت BaSo4 , والسيليكا SiO2 يجب أن تؤخذ بعينالاعتبار حيث يقوم المصمم System Designer بالاعتماد على الإجراءات التاليةإزالةالكالسيوم بواسطة وحدة التليين بالتبادل الأيوني Softening Ion Exchange .
ضخ أو زرق مادة الحمض Acid.
ضخ أو زرقمادة مانعة للتكلس Antiscalant .
ضخ أو زرق مادتي الحمض و مانع التكلسمعا.
تخفيض معدل الاسترداد Recovery.
و مجددا نعيد التأكيد أن المصمم سوفيختار إمكانيات المعالجة المبدئية بناء على المعطيات الخاصة بكل مشروع , فإضافةمادة الحمض بدلا من مانع التكلس قد يكون خيارا ممتازا في حال الرغبة في التخلص أيضامن غاز سولفايد الهيدروجين و لكن قد يكون هذا الخيار نفسه سيئا في تطبيق آخر بسببتشكل ديوكسايد الكربون الذي يستوجب تركيب نظام إضافي للتخلص منه و يدعى Polishing Ion Exchange Unit بعد مرحلة المعالجة أو التحلية.


رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

#7  
قديم 28-11-2011, 05:02 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

-2 - مرحلة المعالجة أو التحلية :

لمصنعي الأغشية في هذه المرحلة تأثير أساسي من خلال تحديد نوع الأغشيةالمستخدمة في المنظومة و عددها.
إن معدل الجريان Flux Rate المثالي يقدر بنسبة 15 غالون بالقدم المربع / يوم وذلك للمياه السطحية Surface Water .
هذه النسبة قد تتغير إلى مقادير أخرى إذا كانت مياه التغذية من مصادر مثلمياه جوفية أو مياه بحر أو مياه مبتذلة.
بعد حساب عدد الأغشية سيتم تحديد عددالأنابيب الحاملة Vessels المطلوبة حيث تستخدم معظم المنظومات الصناعية أنابيب ضغطية Pressure Vessels تحتوي على 6 أغشية, و لكنيمكن استعمال أنابيب ضغطية تحتوي ما بين 3 و 7أغشية.
يبقى إن نشير إلى أن المساحة المخصصة لمنظومة التحلية تلعب أحيانا دورا فيتحديد عدد الأنابيب المضغوطة .
المهمة التالية تتمحور حول الترتيب الأنسب لهذه الأنابيبالمضغوطة و ما بداخلها من أغشية, حيث يغلب ترتيب الشجرة في أكثر الأحيان , و هذايعني أن المرحلة الأولى تحتوي على العدد الأكبر ثم المرحلة الثانية أقل ثم المرحلةالثالثة إن وجدت أقل عددا من الأوليين.
إن الهدف من هذا الترتيب هو التخفيف منإمكانية فشل الأغشية بعد فترات طويلة من التشغيل.

في المنظومات الصناعية التي تستخدم أنابيب حاملة 6 أغشية يتم الأخذبالاعتبارات التالية فيما يتعلق بالاسترداد Recovery :
المرحلة الأولى: من 45 إلى 55 بالمائةمن الاسترداد
المرحلة الثانية : من 70 إلى 80 بالمائة منالاسترداد
المرحلة الثالثة: من 80 إلى 90 بالمائة منالاسترداد
أما التصميم النموذجي فيتوقف عند المرحلتين و باسترداد 75 % .
· استخدام برامج الكومبيوترالخاصة بالتصميم :

إن البرامج الحاسوبية و التي يقوم مصنعو الأغشية بتوزيعهاعلى شركات معالجة المياه مجانا أو بأسعار رمزية تهدف إضافة للتشجيع التسويقي إلىتقديم الخدمة المتطورة و الدعم الفني اللازم و إلى تخمين الأداء المتوقع للأغشية, كما تقدم التحذيرات للمصممين عند تخطيهم إرشادات المصنعين وتوجهاتهم



كما تساعد هذه البرامج في تجربة الخيارات المتاحة للمصممينبسرعة و اتخاذ القرارات بشكل فعال و اقتصادي في آنواحد.

3-المرحلة النهائية أو ما بعدالمعالجة:
يتم في هذه المرحلة فحص المياه الناتجة Permeate من الأغشية و ضبط رقمها الهيدروجينيالذي ينخفض عادة نتيجة الضغط الإسموزي و يتم رفعه إلى حياديته مجددا أي 7.5 بإضافةمواد كيميائية مثل الصودا الكاوية أو غيرها.
كما يتم إضافة مادة الكلور بنسبة تتراوحبين 0,1 و 0,5 جزء بالمليون إلى دفق المياه المتجه إلى التخزين أو التوزيع عبرالشبكات و ذلك تحصينا للمياه من البكتيريا عند تعرضها للعوامل الطبيعية و حمايةللمستخدمين .
هذا وتتوفر وحدات التناضح العكسي بقياسات مختلفة, فمنها الصغير جداللاستعمال المنزلي و التي يتراوح طاقة إنتاجها بين 100 و 300 ليتر يوميا وصولا إلىالاستعمالات الضخمة لتغذية المصانع و القرى و المدن حيث تصل طاقة الإنتاج في بعضهاإلى أكثر من مائة ألف متر مكعب يوميا.


تشغيل و صيانة منظومة التناضحالعكسي:


1-_نقاء المياهالمنتجة:
إن نقاء المياه المنتجة يحدده أمران أساسيان و هما :
الأول: و هو نسبة النبذ في الغشاء المستعمل Reject Ratio و الذي يتراوح بين 92 و 99.5 %.
الثاني:نسبة الأملاح في مياهالتغذية.
اذا قلنا ان نسبة النبذ في غشاء هو 95 % فهذا يعني أن تسربا للأملاح و قدره 5 % سيعبر مع المياه المنتجة وبالأرقام يصبح لدينا التالي:
مياه التغذية مع 200 ppm سينتج عنها مياه نقية مع املاح 10 ppm.
أما إذا استعملنا أغشية مع نسبة نبذ 99 % فسوف نحصل على مياه منتجة مع أملاح تقارب 2 ppm.
نشير إلى أن عمر الاغشية يلعب دورا في ازدياد أملاح المياه المنتجة وبالتالي غسيل الاغشية يؤدي إلى تغيرات واضحة في مواصفات الاغشية و تهبط نسبة النبذإلى 90 % .
2-منع إنسداد الأغشية :
تتم في هذه العملية ازالة
الترسبات على أغشية التناضح العكسي Scaling in Reverse Osmosis Membranes))
فعلى الرغم من سهولة تحلية المياه بأغشية التناضحالعكسي وانخفاض تكاليف إنتاجها وعدم احتياجها إلى كفاءات مدربة تدريبا خاصا إلاأنها تعاني من بعض المشكلات التي وقفت طويلاً دون انتشارها كطريقة فعالة لتحليةالمياه في الفترة السابقة ومن أهم تلك المشاكل هي الترسبات على الأغشية وهي تمثلمشكلة تشغيلية وذلك لأن الأملاح المترسبة على الأغشية تسد مسامها وتقلل من معدلسريان المياه خلالها ومن أهم المواد المترسبة كربونا الكالسيوم CaCO3 , كبريتاتالكالسيوم CaSO4 , والمعادن كالحديد والألمنيوم و المواد الغروية والسيليكا , والبكتريا , وغيرها.
أما طرق إزالة ومنع الترسبات يتم على خطوتين :
1-الخطوةالأولى تعتمد على منع الترسبات قبل الوصول إلى الأغشية : ومنع الترسبات هنا يعتمدعلى مراحل المعالجة الأولية وهي كما يلي:
· ينتج عن عملية التبريد والتهويةزيادة في نسبة الأكسجين الذئب في الماء مما يؤدي إلى أكسد الحديد وتحويله إلى أكسيدالحديديك Fe2O3 الذي يترسب على جدران المبردات وكذلك يتم في هذه المرحلة أكسدة كلمن المنجنيز وكبريتيد الهيدروجين H2S والتخلص منه نهائياً.
· بعد خروج المياهمن أبراج التبريد يتم إضافة مادة ألومينات الصوديوم بهدف إزالة السيليكا .
· يتم تجميع المواد الغروية Colloidal Substances في المرسبات والمرشحات الرملية والتخلص منها.
· قبلدخول المياه إلى مضخات التناضح العكسي يتم إضافة حمض الكبريتيك الثانوي لخفض الرقمالهيدروجيني من 6.5 إلى 5.5 بهدف منع ترسبات كربونات الكالسيوم.
· . إضافةمادة كيميائية مضادة للتكلس Antiscalant و ترسب الأملاح في خط تغذية مضخة الضغط العالي قبل وحدة التناضحالعكسي حيث تضاف ماده هكسميتا فوسفات بهدف منع ترسب كبريتاتالكالسيوم

الخطوة الثانية تتم بإزالة الترسبات من الأغشية بعد ترسبها , تتم هذه العملية مره كل ستة أشهر وتعرف بالغسيل وهي تتم باستعمال مضخة خاصة تغذىبالمحاليل المستخدمة في الغسيل , والمحاليل هي :


§ أ‌- الغسيل بمحلول حمض الستريك (PH=4)(%2) :ويستخدم ند حدوث الترسبات للأكاسيد المعدنية (Al,Fe) وكذلك يستخدم عندحدوث ترسبات لكربونات الكالسيوم.
§ الغسيل بمحلول حمض الستريك (PH=8)(%2) :ويستخدم عندحدوث ترسبات لكبريتات الكالسوم.
§ الغسيل بمحلول الصوديوم ميتاسلفيت %(0.5-0.25) :ويستعمل عن حدوث نمووتكاثر بكتيري.
§ الغسيل بمحلولالهيدروكلوريك (%0.5): يستخدم عند حدوث ترسبات لكربونات الكالسيوم.
§ الغسيلبالمنظفات %(0.5) (BIZ) (DETERGENT) : يستخدم لغسيل الأغشي عند حدوث رواسب غروية .
§ الغسيل بمحلول ذو رقم هيدروجيني عالي PH (11.5-12) :يستخدم لغسيل الأغشيةعند حدوث رواسب عضوية وكذلك ند حدوث رواسب للسيليكا .
3-غسيل الأغشية:
مبدأ العملية سهل جدا رغم أنها تتطلببعض اللوازم مثل مضخة و خزان و خراطيم مياه إضافة إلى مواد كيميائية معينة أواستبدالها بالأسيد لغسيل الرقم الهيدروجيني المنخفض حوالي 4 أو إضافة كوستيك صودالغسيل الرقم الهيدروجيني العالي 12 .
و تتم العملية عبر تدوير السائل المطلوبإلى داخل أنبوب الأغشية و منها إلى الخزان و لمدة لا تقل عن ساعة, يتم بعدها غسيلالأغشية بمياه نظيفة و إعادة التوصيلات و تشغيل المحطةمجددا.
الرسم في الأسفل يوضح طريقة التوصيلات الأساسية لغسيلالاغشية.
وبشكل عام تدوم الأغشية لعدة سنوات و من النادر أن تخفقجميعها في نفس الوقت و لكنها تبدأ بالفشل تدريجيا حتى تصل إلى مرحلة يلزم فيهاتبديلها كليا مع العلم أنه يوجد أغشية قيد الاستعمال منذ أكثر من عشرينسنة



4-منع نمو البكتريا:
يمكن للبكتيريا أن تنمو في المياهالمخزنة و هنا تبدو أهمية ضخ مادة الكلور في المياه المنتجة لتحصينها و منع نمو أيةجراثيم فيها.
كما ينصح بطلاء جدران الخزانات بألوان كامدة مثل الأسود و غيره و ذلك لمنعظهور الطحالب عليها.

5-أساسيات تشغيل و صيانة محطات لتناضحالعكسي:
تتألف أعمال الصيانة الأساسية لمحطات تحلية المياه منالتالي:
· صيانة دورية و متابعة لوضع مضخات الدفع Booster pumps إضافة إلى تنظيفها و منع التسرب.
· تزييت وتشحيم المضخات و المحركات في حال اللزوم و حسب البرنامج المعتمد من قبلالمصنعين
· .غسل و شطف فلاتر الرمل والكربونMedia , sand & carbon filters بشكل يومي اوأسبوعي حسب نوعية مياه التغذية الخام
· تبديل فلاتر الميكرون(شمعات) Cartridge Filters كل ثمانيةأسابيع.
· التأكد من قراءة أجهزة القياس و ضبطها إنلزم سواء بشكل ميكانيكي أو بمحاليل خاصة.
· المحافظة علىوجود كميات كافية من المواد الكيماوية في الخزانات لمرحلتي ما قبل المعالجة و مابعدها Pre and Post treatment chemicals.
· إجراء فحص مسباري دوري Probing Inspection للأغشية
· تسجيل القراءات و نتائج فحوص المياه بشكليومي و عرضها على المختصين لفهم التغيرات و معالجة نقاط الضعف و استباق حصول أيةمشاكل طارئة
· جرد المواد الكيماوية و المستهلكات و قطعالغيار و طلب ما ينقص منها.

وهنا نذكر أن توفر سجل دائم و كامل لعناوين و أرقام هاتفموردي قطع الغيار,المواد الكيماوية و أصحاب الخبرة في مجال التحلية أمر ضروري وحيوي لطلب المساعدة الفنية و المشورة عنداللزوم.


2-الفرز الغشائي الكهربائي(الديلزة)

عُرفتالديلزة الكهربائية قبل التناضح , فقد بدأ تطبيق طريقةالديلزة الكهربائية (الفرز الكهربائي) على المستوى التجاري منذ الستينات, وتستخدمفي تحلية المياه قليلة الملوحةفهو يستعمل التّحليل الكهربائيّ بشكل رئيسي لتحلية الماء الجوفيّ نصف المالح. ويفوق الانتاج اليومي للماء العذب باستخدام هذهالتقنية 1،1 مليون متر مكعب (أكثر من 250 مليون غالون امبراطوري) اي ما يمثل 5% منجملة الانتاج العالمي لجميع طرق التحلية.
. ويستخدم في التّحليل الكهربائيّ حجرة واسعة مقسمّة إلى عدد من الحجيرات بوساطة حوائط من صفائح البلاستيك الرّقيقة تسمّى الأغشية


وتعتمد تقنية الديلزة الكهربائية على الأسس العامة التالية .
أغلبالأملاح الذائبة في الماء متأينة إيجابيا (CATHODIC) أو سلبياً ( IONIC)
هذهالأيونات تنجذب نحو القطب الكهربائي ( ELECTROD) حسبما تحمله من شحنة كهربائية ( ELETRIC CHARGE )
وبالتالي فانهاذا تعرض الماء المالح الى مرور تيار كهربائي مستمر فيه، فان الايونات ذات الشحناتالموجبة سوف تنجذب وتتحرك نحو القطب الكهربائي السالب، وبالعكس فان الايونات ذاتالشحنات السالبة سوف تنجذب وتتحرك نحو القطب الكهربائي الموجب.يمكن إنشاء أغشية تسمح انتقائياً بمرور الأيونات حسب شحنتهاالكهربائية ( سالبة أو موجبة) إن محتويات الأيونات الذائبة في المحلولالملحي مثل الصوديوم ( +) الكلور (-) الكالسيوم (++) والكربونات (--) تظلمنتشرة في الماء لتتولى معادلة شحناتها الخاصة . وعند توصيل الأقطاب الكهربائية إلىمصدر تيار خارجي ، مثل البطارية المتصلة بالماء ، فإن الأيونات تتجه نحو الشحناتالمعاكسة لشحناتها والموجودة في المحلول ، وذلك من خلال التيار الكهربائي الساريفي المحلول سعياً وراء التحييد ( NEUTRALIZATION ) . ولتتم تحلية المياه المالحة منخلال هذه الظواهر فإن الأغشية التي تسمح بمرور أيونات من نوع واحد فقط ( وليسالنوعين ) توضع بين قطبين كهربائيين ، على أن يتم وضع هذه الأغشية بطريقة متعاقبة،أي غشاء واحد لانتقاء الأيونات ذات الشحنة الموجبة السالبة ، مع وضع لوح فاصل بينكل غشاءين يسمح بانسياب الماء بينهما ويشكل أحد اللوحين الفاصلين قناة تحمل مياهالتغذية والمياه المنتجة ، بينهما يشكل اللوح الفاصل الأخر قناة تحمل مياه الرجيع .
، فمثلا اذا كانالغشاء من النوع الذي يسمح بمرور الأيونات ذات الشحنات السالبة، فان هذه الايوناتسوف تنتقل في الاتجاه نحو القطب الموجب، وبالتالي سوف يقل تركيزها في الماء الموجودعلى جانب القطب السالب. فإذا تم وضع غشاء انتقائي اخر من النوع المعاكس الذي يسمحبمرور الأيونات ذات الشحنات الموجبة بين الغشاء الاول والقطب السالب فان الايوناتذات الشحنات الموجبة سوف تتحرك في اتجاه نحو القطب السالب تاركة الماء المتجمع بينالغشائين وقد نقص فيه تركيز الايونات بنوعيها في حين يزداد تركيز الايونات ذاتالشحنات الموجبة في الجهة الاخرى من الغشاء. وبتعاقب وضع الاغشية الانتقائيةتبادليا يمكن الحصول على مسارين احدهما للماء العذب ذي تركيز منخفض للأيونات والآخرللماء الرجيع ذي تركيز عال للأيوناتوحيث أن الأقطاب الكهربائية مشحونة وتناسب مياه التغذية المالحة عبر اللوح الفاصلبزاوية مستقيمة على القطب ، فإن الأيونات تنجذب وتتجه القطب الإيجابي . وهذا يؤديتركيز أملاح قناة الماء المنتج . وتمر الأيونات ذات الشحنة السالبة خلال الغشاءالانتقائي لها ولكنها لا تستطيع أن تمر خلال الغشاء الخاص بالأيونات الموجبة والذييقفل خطها وتبقي للأيونات السالبة في الماء المالح ( الرجيع ) .
وبالمثل فإنالأيونات الموجبة تحت تأثير القطب السلبي تتحرك في الاتجاه المعاكس من خلال الغشاءالمنتقي للأيونات الموجبة إلى القناة ذات الماء المركز في الجانب الآخر ، وهنا يتماصطياد الأيونات الموجبة حيث أن الغشاء التالي ينتقي الأيونات السالبة ويمنع أيتحرك نحو القطب .
وبهذا الأسلوب يتم إيجاد محلولين أحدهما مُركز والآخر قليلالتركيز بين الغشاءين المتعاقبين المتجاورين. وهذان الفراغان المحتويان من قبلالغشاءين ( واحد للأيونات السالبة ولآخر للموجبة ) يسميان خلية .
ويتكون زوج الخلية من خليتين حيث يهاجر من إحداهما الأيونات ( الخلية المخففة للمياه المنتجة ) وفي الأخرى تتركز الأيونات ( الخلية المركزة لمياه الرجيع)

وتتكون وحدة الديلزة الكهربائية من عدة مئات من أزواج الخلايا مربوطة مع بعضها البعض بأقطاب كهربائية تسمى مجمع الأغشية . وتمر مياه التغذية متحاذية في آن واحد عبر ممرات من خلال الخلايا لتوفير انسياب المياه المنتجة المحلاة كما يمر الماء المركز من المجمع .

واستناداً على تصميم النظام فإنه يمكن إضافة المواد الكيمائية في المجمع لتخفيف الجهد الكهربائي ومنع تكوين القشور .
مكونات وحدة الديلزة
وتتكون وحدة الديلزة الكهربائية من العناصر الأساسية التالية .

1 ــ مرفق المعالجة الأولية.
2 ــ مجمع الأغشية.
3 ــ مضخة تدوير ذات ضغط منخفض.
4 ــ إمداد طاقة للتيار المباشر ( مقوم – RECTIFIER ) .
5 ــ معالجة نهائية .




يجب معالجة مياه التغذية منذالبداية لمنع المواد التي تعرق الأغشية أو تسد القنوات الضيقة في الخلايا من الدخولإلى مجمع الأغشية . ويتم تدوير مياه التغذية من خلال المجمع بواسطة مضخة ذات ضغطضئيل للتغلب على مقاومة المياه أثناء عبورها للممرات الضيقة . وغالباً ما يركب مقوملتحويل التيار المتذبذب إلى تيار مباشر يتم تزويده للأقطاب من خارج مجمعات الأغشية .

وتشمل المعالجة النهائية ( الأخيرة) تثبيت الماء وتجهيزه للتوزيع ، والتيربما تتضمن إزالة الغازات مثل سلفايد الهيدروجين أو تعديل درجة القلوية .







.






رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

#8  
قديم 28-11-2011, 05:06 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

3_تقنيةالديلزة الكهربائية المعكوسة :


منذ مطلع السبعينات قدمت إحدى الشركات الأمريكية علمية الديلزةالكهربائية المعكوسة على أساس تجاري . وتقوم وحدة الديلزة الكهربائية المعكوسةعموماً على الأسس ذاتها التي تقوم عليها وحدة الديلزة الكهربائية ، غير أن كلاً منقناتي الماء المنتج والماء المركز متطابقتان في التركيب الإنشائي ، وعلى فتراتمتعددة من الساعة الواحدة تنعكس قطبية الأقطاب كما ينعكس الانسياب آنياً بحيث تصبحالقناة المنتجة هي قناة المياه المركزة وقناة المياه المركزة هي قناة المياهالمنتجة ، والمنتجة هي المعاكس عبر مجمع الأغشية وبمجرد انعكاس القطبية والانسيابفإن كمية وافية من المياه المنتجة تنصرف حتى يتم غسيل خطوط مجمع الأغشية ويتمالحصول على نوعية المياه المرغوبة . وتستغرق عملية الغسيل هذه ما بين 1-2 دقيقة ثمتستأنف عملية إنتاج المياه . ويفيد انعكاس العملية في تحريك وغسيل القشور والمخلفاتالأخرى في الخلايا قبل تراكمها وتسببها لبعض المعضلات ( الانسداد مثلا ) . والغسيليسمح للوحدة بالتشغيل بقليل من المعالجة الأولية ويقلل اتساخ الأغشية .


ثالثاً: طرق تحلية أخرى
توجد عدة طرق اخرىلتحلية المياه المالحة لا تندرج تحت تصنيف الطرق الحرارية او الاغشية وهي محدودةالتطبيق ولم تصل بعد من حيث التطوير الى مستويات تسمح لها بالمنافسة تجاريا مع ايمن الطرق التي تم ذكرها في سياق هذا العرض. وابرز هذه الطرق هي التجميد والتقطير بالأغشية

تحلية المياه بطريقة البلورة أو التجميد Freezing
وهي. وعلى الرغم من تميز هذه الطريقة بانخفاضالطاقة المستهلكة وتضاؤل فرص التآكل في المعدات وتكون القشور الا ان الصعوباتالفنية في عملية فصل بلورات الثلج عن المحلول الملحي تظل هي العائق الرئيسي للتوسعفي قبول هذه التقنية تجاريا.



المبدأ
فالتحلية بالتجميد كانت موضوع ابحاث خلال عقدي الخمسيناتوالستينات من القرن الحالي
تعتمد على خاصية ان الماء العذب يتجمد ويتحول منالحالة السائلة الى الحالة الصلبة عند درجة حرارة اعلى من تلك التي يتجمد عندهاالمحلول الملحي. لذلك فانه عند تعريض الماء المالح الى درجات حرارة منخفضة عندمستوى تجمد الماء، فان بلورات الثلج تبدأ في التكون تاركة الأملاح ذائبة في المحلولالملحي الذي يظل تحت التحكم الدقيق في حالة سيولة، ثم يتم فصل بلورات الثلج عنالمحلول الملحي وغسلها بالماء لفصل الاملاح العالقة بها. وباعادة تذويب البلوراتالثلجية يمكن الحصول على الماء العذب( أي الثابتة أنبلورات الثلج المتكونة بتبريد ماء مالح تكون خالية من الملح )،

مما يجعل هناك تشابهابين هذه العملية وعملية التقطير التي تنتج بخارا خاليا من الأملاح من محلول منالماء الملح.هذا التشابه يظهر فقط من ناحية خلو الناتج في كلتا العمليتين منالأملاح ولكنهما بالطبع يختلفان من الناحية العملية حيث تتم عملية التقطير عند درجةحرارة أعلى من الدرجة المحيطة بينما تتم عملية التجميد عند درجة حرارة أقل منالدرجة المحيطة . هذا الاختلاف في درجة حرارة التشغيل ، في كلتا العمليتين ، يؤثرعلى تصميم الأجهزة والمعدات الخاصة بكل عملية، إذ يراعي في تصميم عملية التقطيرتقليل كمية الحرارة المفقودة من وحدة التقطير الى الجو المحيط ، بينما يراعي فيتصميم عملية إزالة الملوحة بالتجميد التقليل من كمية الحرارة المكتسبة بوحدةالتجميد من الجو المحيط . وأهم عيوب إزالة ملوحة المياه بالتجميد هي المشاكلالناجمة عن نقل وتنقية الثلج ، وأهم مميزاتها التقليل من الترسب والتآكل إذ يتمالتشغيل عند درجات حرارة منخفضة نسبيا .

وتعتمد عملية إزالة ملوحة المياهبالتجميد – وتصميم معداتها – على القواعد الأساسية المعروفة والأجهزة الخاصة بتنقيةالتبريد ، ولكن بعد تعديلها لتناسب إزالة ملوحة المياه بالتجميد .

وتنقسمعملية إزالة ملوحة المياه بالتجميد الى طريقتين : التجميد المباشر والتجميد غيرالمباشر .

التجميد المباشر :

يبين شكل (7 – 1) الفكرة الأساسية لعملية التجميد المباشروالذي يعرفبعملية زارشين Zarchin process أيضا يعرف بعملية التفريغ والتبخير الفجائي Vacuum-flash process). ولقد تم إجراء الكثير من التعديلات على هذه الطريقة بشركةكولت إندستريز Colt Industries بمدينة بلويت بولاية ويسكونسون الأمريكية.

وفي هذهالعملية ، يدخل ماء البحر بعد تبريده في المبادل الحراري الى برج التجميد (المبلور crystallizer) حيث يكون الضغط داخل البرج ما بين 3و4 مم زئبق ( حوالي 0.005 ضغط جوي ) مما يسبب التبخير الفجائي لجزء من ماء البحر . وتسحب الحرارة اللازمة للتبخير منالجزء المتبقي من ماء البحر ، مما يسبب تجمد هذا الجزء ( درجة التجميد حوالي –1,9 درجةمئوية لماء البحر النقي وحوالي 3,8 درجة مئوية لما البحر ذي التركيز ضعف التركيزالعادي). وتعطى المجمدات الحديثة معدلات بلورة في حدود من 1 الى 1,5 طن من الثلجلكل ساعة ولكل متر مكعب من حجم المبلور .

ومن دراسة احتياجات الطاقةالحرارية ، يتضح أن إزالة ملوحة المياه بالتجميد تحتاج الى حوالي 80 سعرا حراريالإنتاج كيلو جرام واحد من الثلج ، بينما تحتاج إزالة ملوحة المياه بالتبخير الىحوالي 600 سعر حراري لإنتاج كيلو جرام واحد من البخار . وعليه ، فإن الحرارةالمستخدمة لإنتاج كيلو جرام واحد من البخار تكفي لإنتاج 7,5 كيلو جرام من الثلج . ولكن يراعى في حالة الإعذاب بالتجميد ضرورة غسل الثلج الناتج للتخلص من الأملاحالدقيقة المصحوبة مع البلورات ، والتي قد تمثل 50% من وزن البلورات .
ولكنّ المشكلة الرّئيسيّة تكمن في كيفيّة فصل بلّورات الجليد عن الملح ,وتعتبرطريقة غسل الثلج بتمريرة عكس تيار من ماء الغسيل يسري الى اسفل , من أكفأ الطرق لغسلالبلورات من الملح إذ تفقد كمية محدودة جدا من المياه العذبة أثناء عملية الغسيل . ويوجد حاليا أعمدة غسيل ذات كفاءه عالية وحجم صغير , حيث تتم عملية الغسيل في عمودذي ضغط عال نسبيا ومغمور كليا بالسائل . ويتم سريان كل من الماء الملح المركزوالماء العذب خلال مبادل حراري لتبريد ماء البحر مبدئيا .


التجميد غير المباشر:

تستخدم هذه الطريقة مبردا ذا ضغط جزئي أعلى بكثير منالضغط الجزئي للماء ، حتى يمكن التغلب على العيوب الناتجة من انخفاض الضغط الجزئيللماء عند درجة التجمد ، مما يسبب انخفاض كثافة بخار الماء ، وبالتالي يزداد حجمالبخار الذي يلزم إزاحته ، هذا بالإضافة الى الحاجة الى جهاز محكم للتفريغ . وبالطبع ، يجب أن يختار المبرد بحيث لا يكون ذوابا في الماء حتى تسهل عملية الفصل . وتتوافر هذه الصفات في مبردات مختلفة تستعمل في هذا المجال مثل البيوتان والموادالعظوية المفلورة fluorinated organics ، مثل فريون 114 . ويبين شكل (7-3) رسماتوضيحيا لعملية التجميد غير المباشر باستخدام البيوتان . وتبلغ درجة حرارة غليانالبيوتان عند الضغط الجوي –0.5 م مما يجعلها قريبة جدا من درجة حرارة تجمد الماء . ويدخل كل من سائل البيوتان وماء التغذية الى المجمد ، حيث الضغط أقل بقليل من الضغطالجوي ، مما يسبب غليان البيوتان بعد أن يأخذ الحرارة اللازمة للتبخير من الماءبتحويلة الى ثلج . ويتكون 1.15 طن من الثلج بتبخير طن واحد من البيوتان ( الحرارةاللازمة لتبخير البيوتان عند درجة –3م حوالي 91 سعر / كجم ) . ويتم غسل مزيج الثلجوالماء الملح بكمية صغيرة من تيار معاكس من الماء العذب ، بينما يذهب معظم بخارالبيوتان الى الضاغط رقم 1 حيث يضغط الى ضغط أعلى من الضغط الجوي بقليل . وفيالمصهر ، يتم التلامس ما بين البيوتان من الضاغط والثلج ، مما يسبب انصهار الثلج معتكثف بخار البيوتان الى سائل البيوتان ، ثم يتم فصل الماء عن البيوتان في المصفق decanter نتيجة لاختلاف الكثافة ( 1 و 0.6 على التوالي ) . ويتم إرجاع سائلالبيوتان الى المجمد ، بينما يخرج الماء العذب من وحدة إزالة الملوحة بعد استخدامهلتبريد ماء البحر في مبادل حراري . وتستخدم عملية الفريون 114 طريقة الانصهار غيرالمباشر بدلا من الانصهار بالتلامس المباشر ( التي يستخدمها البيوتان ) مما يقللتلوث الثلج المذاب بسائل التبريد. ويمر جزء صغير من بخار البيوتان الى الضاغط رقم 2حيث يضغط الى ضغط أعلى من الضغط الناتج من الضاغط رقم 1 . ويمرر البخار الناتج منالضاغط رقم 2 الى مكثف بالمياه حيث يتكثف بخار البيوتان الى سائل ويعود الى المجمد . وتعتبر هذه الدورة الإضافية للبيوتان بمثابة التبريد المساعد اللازم لتعويضالحرارة المتسربة الى وحدة إزالة الملوحة حتى يمكن المحافظة على درجات حرارة باردةمتواصلة .
رابعاً:التهجين بين طرق التحلية Hybrid Desalination

التهجين بين طرق التحلية قد يكون ذا فائدة اقتصادية فيكثير من الحالات فهو وسيلة للجمع بين ميزات طريقتين او اكثر من طرق التحلية وقديؤدي الى رفع مستوى اداء بعض الطرق عند دمجها مع طرق اخرى مقارنة بأدائها منفردة،الى جانب انه يجنب تكرار المعدات والمنشآت مما يقلل من التكلفة الرأسماليةوالتشغيلية. واوضح أمثلة نظم التهجين هي تلك التي يتم الجمع فيها بين طريقتيالتقطير الوميضي متعدد المراحل وطريقة التناضح العكسي، فيسمح بتغذية محطة التناضحالعكسي بمياه التبريد المرجعة التي سبق تسخينها بمحطة التقطير الوميضي متعددالمراحل فيرتفع انتاج محطة التناضح العكسي بنسبة قد تصل الى 30% في حين يمكنالاستغناء عن منشآت مآخذ مياه البحر الخاصة بالتناضح العكسي وخفض حجم قناة ومعداتصرف مياه الترجيع من المحطتين معا. كما ان خلط الماء المنتج من التقطير وهو ماءمقطر لا يزيد تركيز الاملاح الذائبة فيه عن 30 ميلليغرام/لتر مع الماء المنتج منمحطة التناضح العكسي ذات أملاح ذائبة قد تصل الى 500 ميلليغرام/لتر ينتج ماء عذباذا محتوى ملائما للشرب والاستخدام اليومي دون الحاجة الى مياه آبار لمعالجة المياهالمنتجة من المقطرات. وهناك توجه لاجراء المزيد من الدراسات والأبحاث للوصول إلىافضل نظم التهجين بين طرق التحلية التي تقدم وصفها.

رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

#9  
قديم 28-11-2011, 05:07 مساءً
م باسل وردان م باسل وردان غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 06-08-2011
المشاركات: 49
التقييم: 154 قوة التقييم: 14
جزاك الله خيرا: 3
تم شكره 37 مرة فى 25 مشاركة
رشح 12 مرة 6 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور م باسل وردان's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

مستقبل تحلية الماء المالح

تتطلّب كلّ طرق التّحلية كميّات كبيرة من الطّاقة، وتوليد الطّاقة أمر باهظ التّكلفة سواء ولّدت من طرق كهربائيّة أو بحرق الوقود أو من معامل قدرة نوويّة.
وقد تسعف تحلية المياه بشكل رئيسيّ المناطق الجافة الواقعة على سواحل البحار، ولكنّها تعطي أملاً بسيطًا للتغلّب على شُحّ الماء العذب في المدن التّي تقع بعيداً عن شواطئ البحار أو التّي تقع فوق الجبال. وجلب الماء إلى هذه المدن يمكن أن يكون أكثر تكلفة من عمليّة تحلية الماء.
إنّ ارتفاع تكلفة تحلية الماء ليست ذات أهميّة في الأماكن التّي لا يتوافر فيها سوى ماء البحر. ولهذا


تمّ إنشاء أكثر من مائتي معمل لتحلية الماء في العالم من أشهرها تلك الموجودة في كل من السّعودية والكويت وأستراليا Australia وكاليفورنيا California وغرينلاند Greenland وبعض الأقطار في أمريكا الجنوبيّة. وبعض هذه المعامل صغيرة الحجم، ويخدم العديد منها مراكز عسكريّة في أماكن معزولة أو يخدم عمال حفر آبار في الصّحاري، كما يخدم منتجعات الجزر ومعامل الصّناعة.
وتنتج معامل تحلية الماء في العالم ما مجموعه أكثر من 3,8 بليون لتر من الماء العذب يوميّاً. ويفي هذا الإنتاج بجزء بسيط من احتياجات العالم للماء العذب. إنّ محطّة تحلية مياه كبيرة، كتلك التّي أقيمت في مدينة الجبيل في المملكة العربية السّعودية، قد جرى تصميمها بحيث تُنتج حوالي 950 مليون لتر من الماء العذب يوميّاً.
وتركّز كثير من الحكومات ومراكز الأبحاث الخاصّة على بناء معامل تحلية مياه تستخدم القدرة النّوويّة لتقليل التّكلفة، وسيكون بمقدور هذه المعامل إنتاج قدرة كهربائيّة بالإضافة إلى الماء العذب.


يتبع ..ان شاء الله عن ملوثات المياه ومعالجة المياه



التعديل الأخير تم بواسطة : م باسل وردان بتاريخ 28-11-2011 الساعة 05:10 مساءً.
رد مع اقتباس
الأعضاء الأتيين 2 يقولون جزاك الله خيرا لى م باسل وردان لمشاركته المفيدة:

#10  
قديم 28-11-2011, 09:11 مساءً
الصورة الرمزية sara sara
sara sara sara sara غير متصل
مشرف عام
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 19-12-2008
الدولة: الجزائـــــــــــــر
المشاركات: 2,420
التقييم: 3484 قوة التقييم: 114
جزاك الله خيرا: 566
تم شكره 298 مرة فى 217 مشاركة
رشح 25 مرة 19 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 2
تم ذكره فى: 13 مشاركة
تم تنبيهه فى: 46 موضوع
مشاهدة ألبوم صور sara sara's
افتراضي رد: موضوع شامل عن المياه

ما شـــــــــــــــــاء الله ..... والله موضوع قيم وشامل ...بارك الله فيك
في مشروع تخرجي درست كيفية تصفية مياه المصانع التي تحتوي على معادن بطريقة التعويم الكهربائي electroflotation...


رد مع اقتباس
العضو الأتى يقول جزاك الله خيرا لى sara sara لمشاركته المفيدة:

إنشاء موضوع جديد  رد

العبارات الدلالية
موضوع, المياه, شامل

أدوات الموضوع
طرق مشاهدة الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

كود BB متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

جميع الأوقات بتوقيت GMT +3. الساعة الآن 12:25 مساءً.

تابعوا أخر مواضيع المنتدى للإشتراك فى جروب المهندس على جوجل تابعونا على تويتر تابعوا أخر مواضيع مجلة المهندس صفحة المهندس على الفيس بوك للإشتراك فى جروب المهندس على الياهو

مواقع صديقة: المكتبة العربية

Powered by vBulletin® Version 3.7.2
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.