أداة مجانية

حاسبة محطة تحلية المياه بالتناضح العكسي

أدخلوا تدفق الماء المعالَج المطلوب، بالمتر المكعب في اليوم أو باللتر في الساعة، وملوحة الماء الخام عندكم (TDS بالملغ/لتر). تقترح الحاسبة نسبة استرجاع تناسب نوع الماء، وتحسب تدفق التغذية وتدفق الماء المركّز (concentrat)، وتقدّر عدد أغشية (membranes) 4040 أو 8040 والملوحة المتوقعة للماء النافذ (perméat). كل الفرضيات حذرة ومرقّمة أدناه. يُستعمل هذا التقدير الأول لتأطير المشروع؛ ويجب تأكيده بتحليل كامل للماء ومحاكاة ببرنامج مصنّع الأغشية.

الماء المنتج (perméat)م³/اليومملوحة الماء الخام (TDS)mg/Lساعات الإنتاجس/اليوم20 ساعة افتراضيا، مع خزان.نسبة الاسترجاع%الموصى به: 60 % لهذا TDS.

الماء الخام المطلوب ضخه

1,67 m³/h

الماء المركّز المطروح

0,67 m³/h

أغشية 4040

7 conseillé

أغشية 8040

2 environ

الإنتاج في الساعة

1 m³/h

TDS التقديري للماء المنتج

92 mg/L

TDS الماء المركّز

7 500 mg/L

أغشية المياه المالحة: 0,15 م³/س لكل 4040 و0,75 م³/س لكل 8040، نسبة طرد الأملاح 98 %. الماء الخام في اليوم: 33,3 م³ مقابل 20 م³ منتجة. تقدير أولي، والتصميم الفعلي يتوقف على تحليل الماء ودرجة الحرارة.

تأكيد هذا الحساب عبر واتساب اطلبوا عرض سعر

المعادلات المستعملة

تدفق الماء النافذ في الساعة: Qp (م³/ساعة) = Qp (م³/اليوم) / H ؛ أو Qp (م³/ساعة) = Qp (لتر/ساعة) / 1000; H هو عدد ساعات الإنتاج في اليوم. القيمة الافتراضية: 20 ساعة، لترك وقت للشطف والتوقفات والصيانة، مع خزان تخزين بعد المحطة.
نسبة الاسترجاع المعتمدة: Y = 70% إذا TDS < 2000 ملغ/لتر ؛ 60% إذا 2000 ≤ TDS < 10000 ؛ 45% إذا 10000 ≤ TDS < 20000 ؛ 40% إذا TDS ≥ 20000 (مياه البحر); قيم افتراضية حذرة. تتوقف نسبة الاسترجاع القصوى الفعلية على الأملاح ضعيفة الذوبان (كربونات وكبريتات الكالسيوم، السيليكا، الباريوم، الفلوريدات) وعلى مانع الترسبات (antiscalant)؛ ويتم التحقق منها بتحليل كامل.
تدفق التغذية: Qa (م³/ساعة) = Qp / Y; تدفق الماء الخام الذي يجب أن توفره مضخة الضغط العالي. تُحدَّد المعالجة الأولية (الفلاتر، إزالة الكلور) على أساس هذا التدفق، مضافًا إليه ما يلزم للغسيل.
تدفق الماء المركّز: Qc (م³/ساعة) = Qa − Qp = Qp × (1 − Y) / Y; الحجم المطروح الواجب تصريفه باستمرار، ويجب التخطيط له منذ التصميم (شبكة الصرف، وسط طبيعي مرخّص، البحر).
معامل التركيز وTDS الماء المركّز: FC = 1 / (1 − Y) ؛ TDS الماء المركّز ≈ TDS الخام × FC; تقريب يُهمل الأملاح التي تمر إلى الماء النافذ. مثال: عند نسبة استرجاع 75%، يكون الماء المركّز أكثر ملوحة من الماء الخام بحوالي 4 مرات.
TDS المقدَّر للماء النافذ: TDS الماء النافذ ≈ TDS الخام × (1 − R) × FCm، مع FCm = ln(1 / (1 − Y)) / Y; R هي نسبة رفض الأملاح المعتمدة للنظام؛ وFCm هو معامل التركيز المتوسط من جهة التغذية، الذي يأخذ في الاعتبار التركيز التدريجي على طول الأغشية (FCm ≈ 1,72 عند 70%، و1,53 عند 60%، و1,33 عند 45%، و1,28 عند 40%).
نسبة الرفض المعتمدة: R = 98% (أغشية المياه الأجاجة، TDS < 10000 ملغ/لتر) ؛ R = 99,3% (أغشية مياه البحر، TDS ≥ 10000 ملغ/لتر); قيم أقل عمدًا من نسب الرفض الاسمية المعلنة في ظروف الاختبار (حوالي 99 إلى 99,5% للمياه الأجاجة، و99,6 إلى 99,8% لمياه البحر)، لمراعاة التقادم والظروف الفعلية.
العدد التقريبي للأغشية: N = التقريب إلى العدد الأعلى (Qp (م³/ساعة) / q)، مع q = الإنتاج الحذر لكل غشاء; q = 0,15 م³/ساعة لكل غشاء 4040 و0,75 م³/ساعة لكل غشاء 8040 لماء الشبكة أو الماء الأجاج (TDS < 10000 ملغ/لتر)؛ وq = 0,09 م³/ساعة لكل 4040 و0,45 م³/ساعة لكل 8040 لأغشية مياه البحر (TDS ≥ 10000 ملغ/لتر).
مراقبة التدفق النوعي للغشاء: التدفق النوعي (L/m²·h) = Qp (لتر/ساعة) / (N × مساحة الغشاء الواحد); مساحات تقريبية: حوالي 7,5 م² لغشاء 4040، و37 م² لغشاء 8040. تقابل الفرضيات أعلاه حوالي 20 L/m²·h للمياه الأجاجة و12 L/m²·h لمياه البحر.

فرضيات الحساب

مدة الإنتاج الافتراضية: 20 ساعة في اليوم، مع خزان لتخزين الماء النافذ.
نسبة الاسترجاع الافتراضية: 70% (TDS < 2000 ملغ/لتر، ماء الشبكة أو ماء قليل التمعدن)، و60% (من 2000 إلى 10000 ملغ/لتر، ماء بئر أجاج)، و45% (من 10000 إلى 20000 ملغ/لتر، ماء أجاج شديد الملوحة)، و40% (20000 ملغ/لتر فأكثر، مياه البحر).
الإنتاج الحذر لكل غشاء، لماء الشبكة أو الماء الأجاج: 0,15 م³/ساعة (حوالي 3,6 م³/اليوم) لكل 4040 و0,75 م³/ساعة (حوالي 18 م³/اليوم) لكل 8040، أي تدفق نوعي بحوالي 20 L/m²·h.
الإنتاج الحذر لكل غشاء، لمياه البحر: 0,09 م³/ساعة (حوالي 2,2 م³/اليوم) لكل 4040 و0,45 م³/ساعة (حوالي 10,8 م³/اليوم) لكل 8040، أي تدفق نوعي بحوالي 12 L/m²·h.
نسبة الرفض المعتمدة للنظام: 98% للمياه الأجاجة، و99,3% لمياه البحر، تُطبَّق على معامل التركيز المتوسط من جهة التغذية.
الحرارة المرجعية: 25 درجة مئوية. مع ماء أبرد، ينخفض الإنتاج بحوالي 3% لكل درجة عند الضغط نفسه؛ ومع ماء أدفأ، يرتفع مرور الأملاح.
ضغوط تشغيل تقريبية، لا تحسبها الأداة: حوالي 8 إلى 15 بار لماء الشبكة، وحتى 25 بار تقريبًا للماء الأجاج شديد الملوحة، و55 إلى 70 بار لمياه البحر.
يُفترض أن المعالجة الأولية مطابقة: SDI أقل من 3، وعكارة أقل من 1 NTU، وكلور حر غير قابل للكشف، وحديد ومنغنيز مُزالان، ومانع ترسبات محقون.
اختيار المقاس: يناسب غشاء 4040 عمومًا حتى حوالي 1 إلى 2 م³/ساعة من الماء النافذ؛ وفوق ذلك يصبح غشاء 8040 أنسب.
قيمة TDS المقدَّرة هي متوسط: النترات والبورون وبعض الأيونات الأحادية التكافؤ تُحتجز بدرجة أقل من متوسط الأملاح.

كيف تقرؤون النتيجة؟

تعرض الحاسبة أربعة تدفقات: الماء النافذ المنتَج، والتغذية الواجب ضخها، والماء المركّز الواجب تصريفه، وإلى جانبها نسبة الاسترجاع المعتمدة. مثال: 10 م³ في اليوم على مدى 20 ساعة تمثّل 0,5 م³/ساعة من الماء النافذ. مع ماء شبكة بتركيز 1000 ملغ/لتر، تعطي نسبة استرجاع 70% تغذية بحوالي 0,71 م³/ساعة وماءً مركّزًا بحوالي 0,21 م³/ساعة، أكثر ملوحة من الماء الخام بحوالي 3,3 مرات. ويلزم عندها حوالي أربعة أغشية 4040، ويقارب الماء النافذ المقدَّر 34 ملغ/لتر. عدد الأغشية هو حد أدنى: ترتيبها على التوالي، وإعادة تدوير الماء المركّز عند الاقتضاء، وضغط المضخة، كلها تُحدَّد لاحقًا بمحاكاة مفصّلة.

حدود هذا الحساب

قيمة TDS لا تكفي لتصميم محطة تناضح عكسي. تتوقف نسبة الاسترجاع القصوى على الأملاح ضعيفة الذوبان، مثل كبريتات الكالسيوم وكربونات الكالسيوم والسيليكا والباريوم، التي لا يكشفها إلا تحليل كامل. تغيّر الحرارة بقوة الإنتاج وجودة الماء النافذ. والانسداد المرتبط بمؤشر SDI أو بالحديد أو المنغنيز أو المواد العضوية يفرض أحيانًا تدفقات نوعية أضعف من المعتمدة هنا. وتختلف نسبة الرفض حسب الأيونات: النترات والبورون تمر بدرجة أكبر. وأخيرًا، لا يمكن لمنشأة صغيرة بغشاء أو غشاءين أن تبلغ نسبة استرجاع مرتفعة إلا بإعادة تدوير الماء المركّز. لذلك تبقى هذه النتيجة تقديرًا يجب التحقق منه بدراسة تقنية ومحاكاة من المصنّع.

التناضح العكسي في تونس: ماء الشبكة، الآبار ومياه البحر

في تونس، تتكرر ثلاث حالات. ماء شبكة الصوناد (SONEDE)، الصالح للشرب لكنه أحيانًا عسر أو متمعدن نسبيًا حسب الجهات، يُعالَج بالتناضح العكسي للشرب والمطاعم والمخابر وبعض العمليات الصناعية. والآبار، الكثيرة في الفلاحة والصناعة والنزل، توفر غالبًا ماءً أجاجًا تتغير تركيبته من بئر إلى أخرى، وأحيانًا من فصل إلى آخر. وعلى الشريط الساحلي، تلبّي تحلية مياه البحر حاجيات المواقع المعزولة أو كثيرة الاستهلاك. وفي الحالات الثلاث، حلّلوا الماء الخام، وخطّطوا لتصريف مرخّص للماء المركّز، وراعوا حرارة الصيف التي تؤثر في الإنتاج وفي جودة الماء المعالَج.

أسئلة شائعة

ما هي نسبة الاسترجاع التي أختارها لجهاز التناضح العكسي؟

من باب الحذر، تعتمد الحاسبة 70% لماء شبكة قليل التمعدن، و60% لماء بئر أجاج، و45% لماء أجاج شديد الملوحة، و40% لمياه البحر. غالبًا ما تكون نسبة استرجاع أعلى ممكنة مع مانع ترسبات مناسب وعدة أغشية على التوالي، لكن يجب التحقق منها انطلاقًا من تحليل كامل، لأن خطر الترسبات الكلسية يرتفع بسرعة.

كم غشاء 4040 أو 8040 أحتاج؟

تقسم الحاسبة تدفق الماء النافذ في الساعة على إنتاج حذر لكل غشاء: 0,15 م³/ساعة لكل 4040 و0,75 م³/ساعة لكل 8040 لماء الشبكة أو الماء الأجاج، و0,09 و0,45 م³/ساعة لمياه البحر. هذه القيم أقل بكثير من أرقام الكتالوج المقاسة في ظروف الاختبار، وذلك للحدّ من الانسداد والحفاظ على عمر الأغشية.

ما هي ملوحة الماء المنتَج؟

تقدّر الحاسبة TDS الماء النافذ انطلاقًا من نسبة رفض حذرة قدرها 98% للمياه الأجاجة و99,3% لمياه البحر، مصحَّحة بالتركيز التدريجي للماء على طول الأغشية. تتوقف النتيجة الفعلية على الحرارة وعمر الأغشية وتركيبة الماء. وبالنسبة لماء الشرب، تُضاف غالبًا بعد ذلك مرحلة إعادة التمعدن.

ماذا نفعل بالماء المركّز الناتج عن التناضح العكسي؟

يحتوي الماء المركّز على الأملاح المزالة، مركّزة عدة مرات. يجب التخطيط لتصريفه منذ التصميم: ربط بشبكة الصرف، أو تصريف في البحر لمنشأة ساحلية، أو حل آخر ترخّصه المصالح المختصة. ويمكن أحيانًا إعادة استعمال جزء منه لاستعمالات قليلة المتطلبات، مثل بعض أعمال الغسيل، بعد التحقق من ملاءمته. وتبيّن الحاسبة ملوحته.