جهاز تحلية او تنقية المياه المنزلي (التناضح العكسي) Reverse Osmosis

جهاز تنقية أو تحلية المياه المنزلي غالباً ما يكون من نوع التناضح العكسي Reverse Osmosis (تختصر RO) ومبدأ هذا النوع يعتمد فكرة فصل الشوائب الذائبة في الماء حسب أحجامها الجزيئية. معظم الشوائب العالقة في الماء تكون جزيئاتها أكبر حجماً من جزيئات الماء بكثير وبالتالي يمكن توفير كلفة الترشيح وتسريع العملية عبر تمرير الماء المراد تنقيته على مراحل تبدأ بمرشحات للجزيئات الكبيرة ثم الصغيرة وتعرف هذه العملية بالمعالجة الأولية. في التناضح العكسي ينتقل الماء من المحلول الأعلى تركيزا نحو الأدنى عبر غشاء شبه نافذ باستخدام فرق الضغط والذي قد يكون طبيعياً بواسطة الجاذبية أو صناعياً بمساعدة مضخة. في المرحلة الأخيرة تكون المرشحات دقيقة جداً بحيث يمكننا بواسطتها التخلص من الأملاح الذائبة أو التحكم بنسبة الكمية المذابة والمعروفة بـTDS. بعد ذلك يمكن إضافة مرحلة لإزالة الروائح التي قد تنجم من عملية الترشيح أو حتى إضافة نكهات.

بالطبع جهاز تحلية المياه يعتبر مزية وليس عيباً في مجمل الأمر ولكن هذا لا يعني أن هناك بعض العيوب التي يخلفها وراءه. تزداد أهمية تحلية المياه في المناطق السكانية النائية والتي تفتقر لخدمات الصرف الصحي وتنقية المياه بل أنه قد لا يكون كافياً للتخلص من الجراثيم التي قد تبقى أو قد لا يتناسب معها ويجب هنا استشارة إخصائي. في بعض المناطق تكون المياه عذبة وتحوي كميات مناسبة من الأملاح المذابة وبالتالي قد يتسبب جهاز التنقية بتخفيف هذه الكمية من الأملاح اللازمة للجسم وهنا يفترض أن يتم التخلص من المرحلة الأخيرة والاكتفاء بمراحل إزالة الشوائب أو تعويض نقصان الأملاح (ليس ملح الطعام فحسب) من موارد طبيعية أخرى. لهذا السبب وبسبب كلفة المراحل نجد أنواعاً مختلفة من أجهزة التنقية حسب عدد المراحل.

تتراوح كلفة جهاز التحلية المنزلي من بضعة عشرات من الدولارات في أجهزة المرحلة الواحدة إلى بضعة مئات من الدولارات في أجهزة المراحل المتعددة كما في نظام المراحل الخمسة.

في بعض البلدان النامية قد تتجاوز نسبة المصابين بأمراض الكلى، التيفود والكبد 60% من السكان ويكون السبب الرئيسي عادة المياه غير النقية.

مكونات الجهاز

مخطط يوضح نظام تحلية ذا 5 مراحل مرتبة بالأرقام 1 حتى 5. المرحلة 1 (أنابيب بلون أحمر في الرسم) هي الأولى وتوصل بمصدر المياه بينما 5 هي المرحلة الأخيرة وتؤخذ منها مياه الشرب النقية (أنابيب بلون أزرق في الرسم).

يتألف الجهاز من مجموعة مرشحات تتلخص وظيفة كل مرشح في وظيفة تعرف بالمرحلة. يتألف المرشح من غشاء رقيق جداً membrane ولكنه شبه شفاف ولا يمكننا رؤية مسام النفاذية من خلاله بالعين المجردة. تمر جزيئات الماء عبر الغشاء نظراً لصغرها مقارنة بمقاس مسام الغشاء بينما تحبس الجزيئات الأخرى ولاتستطيع النفاذ مع الماء عبر غشاء المرشح. سيتم التركيز هنا على نظام المراحل الخمس للشمولية وتتلخص كالتالي:

المرحلة الأولى: مرشح لحجز الأتربة والصدأ والأوساخ التي يتجاوز حجم جزيئاتها 5 ميكرومتر. أحيانا وإذا لم يكن هناك فرق ضغط كاف يلجأ البعض لزيادة حجم المرشح إلى 20 ميكرون وبالتالي يكون هذا على حساب مرور الدقائق الأصغر من 20 ميكرون. لمقارنة وحدات القياس الميكرونية يمكنك النظر إلى شعرة الرأس حيث أن سمكها 20 ميكرون تقريباً.

المرحلة الثانية: مرشح كربوني لإزالة بعض الروائح والطعم غير المرغوب والكلور.

المرحلة الثالثة: مرشح كربوني لإزالة بقايا الكلورين والروائح والمواد التي استطاعت الإفلات من المرحلة الثانية.

المرحلة الرابعة: غشاء رقيق شديد المنع (يعرف بـThin Film Compositeأو TFC) ووظيفته فصل الماء النقي من المواد الشائبة والتي قد يقل حجم جزيئاتها إلى 1 من 10000 من الميكرون. يستطيع هذا المرشح تنقية مياه بمعدل يصل إلى 180 لتر يومياً.

المرحلة الخامسة: مرشح كربوني يمثل آخر عملية تنقية أو صقل لضمان مياه نقية وذات طعم مرغوب.

يحتوي الجهاز أيضاً على

خزان مضغوط وقد تبلغ سعته 10 لترات أو أكثر حسب الرغبة. يوجد بداخل الخزان كيس لتلقف الماء القادم عادة بعد المرحلة الرابعة وقبل الخامسة بحكم أنه أصبح نقياً بينما يوجد هواء مضغوط بين جدار الخزان الداخلي وبين الكيس بحيث يعمل على دفع الماء إلى المرحلتين الأخيرتين عند انقطاع مصدر مياه الشرب لبعض الوقت. لا يجب أن يتجاوز ضغط الهواء المحبوس بداخله 1 بار قياسي.

حنفية تمرير للمياه توضع قبل المرحلة الأولى وحنفية أخرى لضبط مستوى الملوحة توضع عند المرحلة الرابعة.

أنابيب توصيل بلاستيكية

صمامات آلية للفتح والغلق الآلي عند امتلاء الخزان الملحق أو نقصانه.

مفاتيح أو مفكات ملحقة لتركيب الجهاز.

قد يحوي الجهاز أيضاً على مضخة صغيرة 24 فولت بتيار مستمر ومحول من 220 فولت متردد أو 110 فولت متردد إلى 24 فولت مستمر. تفيد المضخة في رفع الضغط اللازم لتمرير المياه في المراحل الأخيرة إذ لم يكن الضغط الحالي كافياً. في العادة تكمن قوة اندفاع الماء خلال المراحل في ارتفاع منسوب المياه المنزلية أو الخزان الذي تتدفق منه المياه ولكن عندما يكون هذا الارتفاع أقل من 10 متر يصبح مفعول الاندفاع بفعل الجاذبية ضعيفاً ويعمل مفتاح استشعار الضغط على تشغيل المضخة لرفع الضغط للمستوى المطلوب.