تنقية المياه

rejection

رفض: مفهوم أساسي في معالجة المياه

في مجال البيئة ومعالجة المياه، يلعب **الرفض** دورًا حاسمًا، حيث يمثل كفاءة عمليات التنقية في إزالة الملوثات غير المرغوب فيها من الماء. في سياق **التناضح العكسي (RO)** على وجه التحديد، يشير الرفض إلى النسبة المئوية للمواد الصلبة الذائبة التي يتم حظرها بنجاح بواسطة الغشاء شبه المنفذ أثناء عملية التنقية. غالبًا ما يشار إلى ذلك باسم "**رفض الملح**" نظرًا للتركيز الأساسي على إزالة الأملاح الذائبة.

**فهم الرفض:**

تخيل غربالًا يفصل الجسيمات الكبيرة عن الجسيمات الصغيرة. في التناضح العكسي، يعمل الغشاء كغربال انتقائي للغاية، مما يسمح لجزيئات الماء بالمرور بينما يحظر المواد الصلبة الذائبة الأكبر حجمًا، مثل الأملاح والمعادن والمركبات العضوية. النسبة المئوية لهذه الملوثات التي يتم رفضها، أو عدم السماح لها بالمرور، هي **معدل الرفض**.

**قياس الرفض:**

عادة ما يتم التعبير عن الرفض كنسبة مئوية، يتم حسابها على النحو التالي:

**الرفض (%) = [(تركيز الملوثات في الماء الخام - تركيز الملوثات في الماء المنقى) / تركيز الملوثات في الماء الخام] × 100**

على سبيل المثال، إذا كان الماء الخام يحتوي على 1000 جزء في المليون من المواد الصلبة الذائبة وكان الماء المنقى يحتوي على 100 جزء في المليون من المواد الصلبة الذائبة، فإن معدل الرفض سيكون 90%.

**أهمية الرفض:**

يعد معدل الرفض العالي أمرًا بالغ الأهمية لتنقية المياه بشكل فعال. يشير إلى قدرة النظام على إنتاج مياه نظيفة عالية الجودة، وتلبية معايير محددة لتطبيقات مختلفة.

**العوامل المؤثرة على الرفض:**

تؤثر العديد من العوامل على معدل رفض نظام التناضح العكسي، بما في ذلك:

  • **نوع الغشاء وخصائصه:** تمتلك أغشية مختلفة أحجام مسام وانتقائية مختلفة، مما يؤثر على قدرتها على رفض ملوثات محددة.
  • **جودة الماء الخام:** يمكن أن يؤثر تركيز وطبيعة المواد الصلبة الذائبة في الماء الخام على معدل الرفض.
  • **ضغط التشغيل:** يؤدي الضغط الأعلى إلى دفع الماء عبر الغشاء، مما يزيد من معدل الرفض.
  • **درجة الحرارة:** يمكن أن تؤدي درجات الحرارة الأعلى إلى انخفاض الرفض بسبب زيادة نفاذية الغشاء.
  • **معدل التدفق:** يمكن أن تؤدي معدلات التدفق الأعلى إلى تقليل زمن إقامة الماء في الغشاء، مما يؤثر على الرفض.

**اختبار دقة النسبة (RATA):**

يُعد **اختبار دقة النسبة (RATA)** إجراء ضروري للتحكم في الجودة لضمان قياس الرفض بدقة في نظام التناضح العكسي. يتضمن مقارنة الرفض المقاس بمعيار مرجعي أو نظام تم معايرته مسبقًا. يساعد RATA في تحديد المشكلات المحتملة مع أدوات القياس أو النظام نفسه، وضمان البيانات المتسقة والموثوقة.

**الاستنتاج:**

الرفض هو مفهوم أساسي في البيئة ومعالجة المياه، ويحدد فعالية عمليات التنقية، خاصة في التناضح العكسي. فهم معدلات الرفض والعوامل التي تؤثر عليها أمر حيوي لتحسين أداء النظام وإنتاج مياه عالية الجودة لمختلف التطبيقات. تضمن تقييمات RATA المنتظمة دقة قياسات الرفض، مما يحافظ على موثوقية أنظمة معالجة المياه وجودة المياه المعالجة.


Test Your Knowledge

Rejection Quiz

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What does "rejection" refer to in water treatment?

a) The process of removing all contaminants from water. b) The efficiency of a purification process in removing contaminants. c) The amount of water that passes through the membrane in reverse osmosis. d) The pressure applied to force water through the membrane.

Answer

b) The efficiency of a purification process in removing contaminants.

2. What is "salt rejection" in the context of reverse osmosis?

a) The percentage of salt added to the feedwater to improve purification. b) The percentage of salt that is allowed to pass through the membrane. c) The percentage of salt that is blocked by the membrane. d) The amount of salt remaining in the permeate water.

Answer

c) The percentage of salt that is blocked by the membrane.

3. How is rejection typically expressed?

a) In liters per minute (LPM) b) In parts per million (ppm) c) As a percentage (%) d) In kilograms per hour (kg/h)

Answer

c) As a percentage (%)

4. Which of the following factors DOES NOT affect the rejection rate of an RO system?

a) Membrane type and characteristics b) Feedwater quality c) Operating pressure d) Water temperature e) The type of pump used

Answer

e) The type of pump used

5. What is the purpose of a Relative Accuracy Test Audit (RATA)?

a) To determine the efficiency of the membrane in rejecting contaminants. b) To measure the flow rate of water through the membrane. c) To ensure accurate measurement of the rejection rate. d) To identify the type of contaminants being removed from the water.

Answer

c) To ensure accurate measurement of the rejection rate.

Rejection Exercise

Scenario: You are working in a water treatment plant with a reverse osmosis system. The feedwater contains 500 ppm of dissolved solids, and the permeate water contains 50 ppm of dissolved solids.

Task:

  1. Calculate the rejection rate of the RO system.
  2. Explain why a high rejection rate is important for this particular scenario.
  3. Identify two factors that could potentially lower the rejection rate in this system, and explain how they could impact the water quality.

Exercice Correction

1. **Rejection Rate Calculation:** Rejection (%) = [(Concentration of contaminants in feedwater - Concentration of contaminants in permeate water) / Concentration of contaminants in feedwater] x 100 Rejection (%) = [(500 ppm - 50 ppm) / 500 ppm] x 100 Rejection (%) = (450 ppm / 500 ppm) x 100 **Rejection (%) = 90%** 2. **Importance of High Rejection Rate:** A high rejection rate of 90% is crucial for this scenario as it signifies that the RO system effectively removes 90% of the dissolved solids from the feedwater. This is essential for producing clean water for various applications, such as drinking water, where low levels of dissolved solids are required for safety and palatability. 3. **Factors Affecting Rejection Rate:** * **Membrane Fouling:** Over time, the RO membrane can become fouled with accumulated contaminants, leading to a reduced pore size and decreased water flow. This can significantly lower the rejection rate and impact the overall water quality by allowing more contaminants to pass through. * **Feedwater Pressure:** If the pressure applied to the feedwater is too low, it may not be sufficient to force the water through the membrane effectively. This can reduce the rejection rate and compromise the purification process, allowing more contaminants to pass through and remain in the permeate water.


Books

  • Water Treatment: Principles and Design by A.K. Dutta (focuses on various water treatment methods including RO, with dedicated chapters on membrane processes)
  • Membrane Technology and Applications by M. Mulder (provides comprehensive coverage of membrane technology, including RO and the principles of rejection)
  • Reverse Osmosis: Principles and Applications by M.A. El-Sayed (specifically focuses on RO, covering rejection mechanisms, factors affecting it, and its applications)

Articles

  • "Rejection of Inorganic and Organic Micropollutants by Reverse Osmosis Membranes: A Review" by A. H. Shahbazi et al. (Journal of Membrane Science, 2019)
  • "A Comprehensive Review of Reverse Osmosis Membrane Fouling: Causes, Characterization, and Mitigation Strategies" by S. Maharjan et al. (Separation and Purification Technology, 2016)
  • "Effect of Operating Conditions on the Rejection of Dissolved Organic Matter by Reverse Osmosis Membranes" by J. B. Van der Bruggen et al. (Water Research, 2006)

Online Resources

  • United States Environmental Protection Agency (EPA): https://www.epa.gov/ - Provides comprehensive information on water treatment technologies, regulations, and research
  • American Water Works Association (AWWA): https://www.awwa.org/ - Offers resources on water quality, treatment, and management, including RO
  • International Water Association (IWA): https://www.iwa-network.org/ - Global platform for water professionals, providing access to technical information and research
  • Membranes Online: https://www.membranes.com/ - Dedicated website with a focus on membrane technology, providing news, articles, and industry information

Search Tips

  • Use specific keywords: "RO rejection," "salt rejection," "membrane rejection," "reverse osmosis membrane performance"
  • Include technical terms: "permeate," "feedwater," "flux," "fouling"
  • Target specific research areas: "RO desalination," "industrial wastewater treatment," "drinking water purification"
  • Use quotation marks for exact phrases: "Rejection rate calculation"
  • Combine keywords with operators: "RO rejection AND RATA"

Techniques

None

Comments


No Comments
POST COMMENT
captcha
إلى