أهمية الماء : Significance of water

مقــــــــــــــــدمة

أهمية الماء : Significance of water
المطلب المهم بعد الهواء للانسان هو الماء . فهو هدية الخالق للبشرية جمعاء .وهو متواجد في صور عدة مثل : البحار والانهار والبحيرات وغيرها . فاهمية الماء للحياة الانسانية كبيرة جدا حيث ان تطور أي مدينة في عالمنا هذا لا يكون إلا بالقرب من مصادر المياه ز ففائدة الماء للانسان والحيوان والنبات كبيرة . وكحقيقة على ذلك فان أي كائن حي لا يستطيع العيش بدون ماء فالانسان يستطيع ان يعيش بدون طعام لشهرين ولكنه لا يستطيع العيش بدون ماء لاكثر من ثلاثة الى اربعة ايام . فالماء هو الخام الاساسي للحياة ولكثير من الصناعات .
وعلى كلا فان كمية المياة يحكمها عملان :
1- سرعة الطلب : Rate of demand
2- السكان : Population
فطلب الماء للاغراض المختلفه يتم تحليله عن طريق سرعة الطلب على الماء لكل فرد . أما الاشخاص الذين سيستهلكون الماء سيتم التعامل معهم وفق خطه مستقبلية تتماشى مع نمو السكان .
فالطلب على المياه للاغراض المختلفة يتبين من المور التالية :
1- الاغراض المنزلية 2- الاغراض الشعبية والعامة 3- الاغراض الصناعية 4- الاغراض التجارية 5- الفقد والتلوث . ولسنا بصدد مناقشة هذه الاغراض باستثناء التركيز على حاجة الصناعة للماء . اما فيما يخص الصناعة فنعطي فكرة عن كمية الماء باللتر اللازم لانتاج كيلوجرام واحد من المنتج الصناعي كما هو موضح ادناه :
الالمونيوم .................................................. ...1350
الزبدة .................................................. ........11
التنقيب عن الفحم ............................................4
الزجاج .................................................. ......70
تكرير النفط .................................................. 10
الورق .................................................. .......160
الصلب .................................................. ......45
السكر............................................. ..............9
الالياف الصناعية ............................................200
الجبن .................................................. .........20



التناضح العكسي Reverse Osmosis:

لقد بنيت فكرة التناضح العكسي لتحلية المياة المالحة على اساس خاصية بعض الاغشية الاصطناعية التي تسمح لجزيئات الماء الخالية من الاملاح بالمرور و لا تسمح في الوقت نفسه لجزيئات الملح العالقة في الماء من المرور من خلاله في الاتجاه الواحد . وهذا يعني فصل الماء عن بقية الاملاح العالقة به مما ينتج عنها الحصول على ماء نقي .
والتناضح او الاسموزية كلمة اشتقة من الكلمة الاغريقية Osmosis
والتي تعني النبض . والتناضح هو عبارة عن انتقال المذيب عبر غشاء شبه مسامي الى المذب . وعليه فان الانسياب يتم من المحلول الاخف تركيزا إلى المحلول الاكثر تركيزا . ويمكن منع الانسياب عبر الغشاء بزيادة الضغط في الجانب الذي به المحلول الاكثر تركيزا , ويسمى هذا الضغط القادر على منع انسياب المحلول الاخف تركيز من المواد الصلبة الذائبة بالضغط الحلولي ( الاسموزي ) . والضغط الحلولي هو عبارة عن مقياس للقةى التي تجمع جزيئيات المذيب لكي تتمكن الجزيئات من المرور عبر غشاء الى المحلول .
وتحل جزيئات المذيب محل الجزيئات الاخرى التي حجزت بتاخلها مع المذاب . وعليه يعتمد الضغط الحلولي على عدد جزيئات المذاب في المحلول وليس على نوعها .
وانسياب المذيب عبر الغشاء ينتج عنه قوى دافعة يمكن تقديرها بواسطة الفرق في ضغط بخار المذيب في كلي الجانبين من الغشاء . ويستمر انسياب المذيب عبر الغشاء من المحلول الاخف تركيزا الى المحلول الاكثر تركيزا الى ان يربو الضغط الهايدروستاتيكي على القوى الدافعة لفرق ضغط البخار . وبالنسبة للمذيب غير المنضغط فيمكن ايجاد الضغط الحلولي عند الاتزان كما هو موضح من المعادلة التالية :


POSM= ( RT/V) Ln(PO / P )

حيث :
-POSMالضغط الاسموزي ( atm )
R – ثابت الغاز العام
T – درجة الحرارة بالكلفن
V – حجم المذيب على المول
PO – ضغط بخار المذيب في المحلول المخفف
P – ضغط بخار المذيب في المحلول المركز

ويمكن تعريف التناضح العكسي على انه عملية طبيعية يتم فيها فصل المواد الذائبة في المذيب بواسطة غشاء شبه مسامي . ويتم استخدام ضغط يربو على الضغط الحلولي العادي للماء الخام ويسمح الغشاء بمرور جزيئات المذيب ( الماء ) ويلفظ المذاب والمواد الصلبة الذائبة العضوية كما هو موضح في الشكل التالي .
غشاء شبه مسامي

pure water

Raw water

ضغط يسلط على المحلول الملحي




ومن محاسن التناضح العكسي :
1 – تحلية المياه المالحة بفصل المواد الصلبة .
2 – تقلل من درجة تركيز المواد الصلبة الذئبة الكلية للماء الخام بنسبة ازالة تصل الى 99%
3 – تتخلص من المواد الغروية والحيوية من الماء بنسبة ازالة تصل الى 98%
4 – ازالة الخلايا المكروبية من بكتريا وفيروسات وغيرها بنسبة كلية
5 – ازالة معظم المواد الصلبة العضوية بنسبة تصل الى97%


ولرفع كفاءة التحلية بالتناضح العكسي فلا بد من ممارسة تهيئة او معالجة مسبقة ( ( Pretreatment تضم ازالة العكارة والتخلص من المواد الصلبة العالقة والحديد والمنغنيز لمنع تاكسدها وازالة المواد التي تساعد على تكوين ترسبات كربونات الكالسيوم وغيرها من الترسبات على سطح الغشاء وهنا يتم اضافة حمض لتحقيق من الترسب ومن المعالجة المسبقة ايضا منع حلمأة الاغشية المصنعة من خلات السيللوز ويتم هذا بموازنة الرقم الهيدروجيني . ويمكن استخدام وحدات الترشيح الرملي او الترشيح الكربوني ويمكن ايضا الترشيح عبر التربة او تبادل الايونات لازالة المواد الغروية ومن ثم ادخال الماء الى جهاز التناضح العكسي لاتمام التحلية .
ونسياب المذيب ( الماء ) عبر الغشاء يعتمد عاى معايير الديناميكا الحرارية وتبين المعادلة التالية معدل تدفق المذيب :

QW = KA (?P - ? POSM ) / t

حيث :
1- QW : فيض الماء ( التفق او الجريان )
2- K : معامل نفاذية الغشاء لمرور الماء
3- A : مساحة الغشاء
4- ?P: فرق الضغط العامل عبر الغشاء
5- ? POSM : فرق الضغط الحلولي
6- T : الزمن
اما انسياب الملح عبر الغشاء فيمكن اجاده من المعادلة التالية :

Qs = Ks A ?Cs / t

حيث :
- Qs : فيض الاملاح
- Ks : معامل نفاذية الغشاء للملح
- A : مساحة الغشاء
- ?Cs : فرق درجة تركيز المواد الذائبة عبر الغشاء
- t : الزمن .
ولرفع كفاءة عملية التناضح العكسي لا بد من الاختيار الجيد للغشاء طبقا للخواص التالية :
1- يحتوي الغشاء على درجة ازالة عالية للاملاح .
2- لا بد من وجود فيض الماء المناسب لاتمام الانسياب .
3- لا بد ان يكون الغشاء سهل التشييد في وحدات الفرز الغشائي .
4- لا بد ان يتحمل الغشاء الضغط الواقع عليه .
5- لا بد ان يعطي الغشاء اداء فعالا وكفاءة عالية يعتمد عليها .
6- لا بد ان يعيش الغشاء لفترة مناسبة .
7- لا بد ان تكون للغشاء متانة ميكانيكية جيدة .
8- لا بد ان يقاوم الغشاء التاكل وان يكون سها التنظيف .
ومن الاغشية المستخدمة البوليمرات السللوزية (مثل خلا السيللوز ) .
والبوليمرات التجارية ( مثل الكحول المتعدد الفينيل ) وغيرها .

http://furatnuss.com/vb/member.php?u=2