تعد تقنية الاغشية الخيار الامثل والاقل كلفة والاكثر رواجا في عالم تحلية المياه وقد كانت حتى زمن قريب مركزة على استخدام أغشية التناضح العكسي Reverse Osmosis نظرا لكفاءتها في ازالة الملوحة من المياه الجوفية متوسطة الملوحة ومياه البحر ذات التراكيز الملحية العالية. دخلت اغشية النانوNano-filtration membranes عالم الاغشية بالعموم وسط التسعينات وكان الكثير من الباحثين وقتها يصنفها على أنها نوع من أنواع أغشية التناضح العكسي لكنها استطاعت بخصائصها المتميزة وتطبيقاتها العديدة أن تجد لها مكانا متميزا جعلها تصنف على أنها أحد أهم أنواع الاغشية وأكفئها. وجدت هذه الاغشية مكانا لها في العديد من الصناعات أهمها معالجة الكثير من انواع المياه العادمة والسطحية بسبب قدرتها على ازالة المواد العضوية وكثير من الملوثات، معالجة عصارة مكبات النفايات leachate ، بالاضافة الى التطبيق الاكثر شيوعا لها وهو تحلية المياه الجوفية ومياه البحر وازالة الكثير من الملوثات والمواد غير المرغوب بها كالنترات والخارصين والفلورايد وتقليل العسرة وغيرها.
يمكن تصنيف أغشية النانو تبعا لعدة تصنيفات أهمها: نوع المادة الخام وهي اما عضوية organic or polymeric membranes أو غير عضوية ceramic membranes ، حجم ومقاس الفتحات pore size and diameter وهي غالبا ما تكون أقل من 10 نانوميتر للفتحة الواحدة، الموديول أو الشكل الذي يتناسب مع التطبيق أو العملية أو نظام الفلترة ويكون بالاشكال التالية: flat-sheet , spiral wound, tubular, and hollow-fiber وجميع هذه الاشكال متوفرة لدى الشركات المصنعة.
Spiral – Wound module
ينبع الاهتمام بهذه الاغشية في مجال التحلية تحديدا بسبب امتيازها بتقليل التراكيز الملحية على مستويات ضغوط منخفضة نسبيا قياسا بأغشية التناضح العكسي فهذه الأغشية يمكن تعمل على ضغوط أقل من bar 10 للمياه الجوفية وأقل من 30 bar لمياه البحر وهي ضغوط أقل بكثير من الضغوط المستخدمة لأغشية التناضح العكسي وهذا يعطيها ميزة اقتصادية واضحة. كذلك فان أغشية النانو أكثر مقاومة للانسداد أو مايعرف fouling or scaling من أغشية التناضح العكسي وذلك أيضا يقلل من استخدام المواد المقاومة للانسداد. تعمل هذه الاغشية باليتين متوازيتين تساهم في ازالة الكثير من الأملاح الذائبة في الماء حيث يوجد على سطحها الخارجي ايونات بشحنة سالبة بكثافة معينة تقوم على جذب ايونات الاملاح ذات الشحنات الموجبة حسب التكافؤ الخاص بكل ايون وهكذا تحدث عملية ازالة الاملاح المذابة اما الجزيئات كبيرة الحم نسبيا فتتكفل فتحات الغشاء فيزيائيا بمنعها من المرور اعتمادا على حجم هذه الجزيئات وقطر فتحات الغشاء.
هناك العديد من محطات التحلية في العالم ادخلت أغشية النانو حديثا كتقنية للمعالجة الاولية لمياه البحر قبل ادخالها على اغشية التناضح العكسي وقد أثبتت نجاعتها وكفاءتها بشكل ملحوظ لكن على الرغم من مميزاتها الكثيرة فهي لاتخلو من بعض العيوب كتدني قدرتها على ازالة الاملاح اذا ما كانت التراكيز عالية جدا وكذلك تباين قدرتها على ازالة بعض ايونات الاملاح فهي ذات قدرة عالية على ازالة املاح الكبريتات وقدرة منخفضة على إزالة أملاح الكلورايد لكن ومما لاشك فيه ان لاغشية النانو مستقبلا كبيرا خاصة وانها شهدت اهتماما كبيرا من الباحثين والدارسين والشركات المصنع للاغشية عالميا في الخمس سنوات الاخيرة مما ساهم في تحسين اداءها ورفع كفاءتها.
بقلم
د.عزام أبو حبيب
قسم الهندسة البيئية – الجامعة الاسلامية – غزة – فلسطين
