logo

logo

logo

logo

logo

الترشيح

ترشيح

Filtration -

 الترشيح

الترشيح

أوساط الترشيح

نماذج الترشيح

أنواع المرشحات واستعمالاتها في المخبر وفي الصناعة

ترشيح الغازات وتطبيقاتها 

ترشيح السوائل وتطبيقاتها 

 

الترشيح filtration هو عملية فيزيائية أو ميكانيكية تهدف إلى فصل الجزيئات الصلبة أو السائلة (القطيرات) عن الموائع أو الغازات بمساعدة وسط ترشيح filter medium، أو ما يسمى غشاء ترشيح septum، وهو غشاء نفوذ يسمح بمرور الموائع fluid فقط. وكانت هذه العملية تجري في البدايات باستخدام اللباد felts، ومن هذه الكلمة اشتق مصطلح filter في اللغات الأوربية.

تهدف عملية الترشيح إلى تنقية الموائع أو استرجاع المادة الصلبة، ففي الحالة الأولى يكون السائل هو المنتج الهدف، في حين تكون المادة الصلبة هي الأهم في الحالة الثانية. تصحب عملية الترشيح تطبيق إحدى العمليات التالية: تفريغ -ضغط - قوة طرد مركزي centrifugal force.

إن الترشيح مهم جداً في العديد من المجالات، أبرزها:

- الكيمياء: كجزء أساسي لتنقية المركّبات الكيميائية.

- الهندسة الكيميائية: في عمليات المعالجة المهمّة والمستخدمة على نطاق واسع.

- المعالجات الحيوية: على نحو خاص في مجالات تنقية الماء ومعالجة مياه الصرف الصحي.

أوساط الترشيح

يُختار الوسط المرشِّح بما يلائم مواصفات المعلّق المراد ترشيحه من حيث لزوجته وحجم الدقائق الصلبة فيه المراد فصلها عنه، كما يجب مراعاة عمليات الغسل والتنظيف، إضافة إلى الثبات الكيميائي والميكانيكي.

تُصنف أوساط الترشيح بالاعتماد على الميزات التالية:

- الحجم المقطعي، أي حجم الجزيئات التي يسمح الوسط بمرورها في واحدة الزمن.

- النفوذية.

- الثبات الكيميائي.

- قابلية الإعاقة blocking tendency.

- القوة الميكانيكية.

- ملاسة السطح.

من أشهر أوساط الترشيح المستخدمة اليوم: الأغشية النفوذة والمصافي المثقبة، والألياف واللبّاد، والمواد المنسوجة، والمواد المسامية.

نماذج الترشيح

تُعد النماذج الأربعة الآتية من أهم النماذج التي تصف العملية الفيزيائية للترشيح وأكثرها انتشاراً:

1- الترشيح بكعكة الترشيح cake filtration: وهي أكثر النماذج استخداماً، حيث تتوضع المادة المرشِّحة على شكل طبقة مسامية متجانسة ذات نفوذية ثابتة. يمكن تطبيق هذا النموذج بشكل فعال من أجل فصل كل الجزيئات الصلبة القاسية خاصّة (الشكل1).

الشكل (1) نموذج كعكة الترشيح.

2- الترشيح بالحصر blocking filtration: تقوم جزيئات المواد الصلبة بسد مسامات المرشِّح مسببةً انخفاض الضغط في أثناء الترشيح، وبذلك تسلك الجزيئات اللينة والهلامية التي سدّت المسامات سلوك الغربال، وهكذا يتناهى عدد المسامات المفتوحة في أثناء الترشيح ضمن المرشِّح أو ضمن قرص المواد الصلبة إلى الصفر تقريباً (الشكل2).

الشكل (2) نموذج الترشيح بالحصر. 

3- الترشيح العميق أو الترشيح بالسرير العميق deep bed or deep filtration: تتوضع الجزيئات الصلبة على شكل طبقة عميقة (سرير عميق) تساعد على التصاق المادة الصلبة على فتحات سطح المرشِّح بشكل مشابه للامتزاز في الفحم الفعال، حيث تلتصق الجزيئات الكبيرة فقط. يستخدم هذا النموذج على نحو خاص في المرشحات الرملية لتنقية مياه الشرب من الجزيئات الغروية (الشكل3).

الشكل (3) نموذج الترشيح بالسرير العميق. 

4- الترشيح بالتدفق العرضي cross-flow filtration: يتدفق المعلَّق بسرعة كبيرة بالتماس مع سطح المرشِّح مانعاً بذلك تشكل كعكة، بحيث تمر كمية قليلة من المائع المتدفق عبر المرشِّح. تتراكم طبقة محددة من المادة الصلبة على السطح الفاصل لطبقة المرشِّح مخفضةً بذلك تدفق المعلَّق (الشكل4).

الشكل (4) نموذج الترشيح بالتدفق العرضي. 

ولا تترسب الجزيئات على سطح المرشِّح أو الغشاء بسبب تدفق المائع القوي بشكل موازٍ لسطح المرشِّح، ويتم ذلك بضخ المعلَّق عن طريق أنابيب غشائية أو عن طريق إدخال السائل بشكل دوراني.

يمكن تصنيف الترشيح باستخدام الأغشية اعتماداً على حجم الجزيئات المفصولة في:

أ- الترشيح المكروي microfiltration: تُفصل في هذا النوع الجزيئات الصلبة المرئية بالمجهر وذات الحجم الأكبر من 0.1 مكرومتر.

ب- الترشيح المُسْتَدِق ultrafiltration: تُفصل في هذا النوع الجزيئات الغروية والمكروية التي تكون بحجم أصغر من 0.1 مكرومتر. ويعبر عن حدود حجم الجزيئات المفصولة في هذا النوع من الترشيح بالكتلة المولية (غ/مول) للمعلَّق المدروس، والذي يوافق في حالة البروتينات -مثلاً- المجال غ/مول. لا يعتمد حجم الجزيئات المفصولة على حجم مسامات الأغشية المستخدمة فقط، بل يعتمد أيضاً على نحو كبير على طبقة الهلام المتكونة من الجزيئات الغروية المفصولة على الغشاء.

ج - الترشيح بالتناضح العكسي reverse osmosis filtration: يتم في هذا النوع من الترشيح فصل الجزيئات والإيونات باستخدام أغشية انتقائية لا تحوي مسامات، حيث تعبر بعض الجزيئات الغشاء لكونها قابلة للانحلال في مادة الغشاء، في حين لا تعبره الجزيئات الأخرى ذات الانحلال الأقل، وتتركز على الجانب المعاكس للغشاء.

د - الترشيح النانوي nanofiltration: تُعدّ هذه التقنية حديثة نسبياً، وهي تجمع ما بين خواص الترشيح المُسْتَدِق والتناضح العكسي مع انتقائية عالية. تُفصَل في هذا النوع الجزيئات النانوية أو الجزيئات الدقيقة ذات الكتلة المولية 200-1000 غ/مول.

أنواع المرشحات واستعمالاتها في المخبر وفي الصناعة

ساعد الفهم العميق للعلاقات النظرية لكل مجالات الترشيح -مثل الترشيح والغسل ونزع الماء- على تحسين ميزات المُرشحات وتطويرها وتحسين أدائها على نحو كبير، وفيما يلي أهم أنواع المرشحات:

1- المرشحات الحقائبية bag filters: يكون المرشح في هذا النوع حقيبة مفتوحة من أحد طرفيها ضمن حاويات متعددة الأنماط، ما يجعل التصميم الموافق بسيطاً وسهل التطبيق، إضافة إلى تعدد مجالات الاستخدام.

تُملأ المرشحات الحقائبية المفتوحة من جانب واحد بالمعلَّقات بحيث تتجمع الجزيئات الصلبة ضمن الحقيبة على شكل كعكة؛ في حين ينسكب المائع في المرشحات الحقائبية ذات الجيب pocket filter من الخارج (الشكل5).

 

الشكل (5) نموذج المرشح الحقائبي ذي الجيب.

يمكن تطبيق ضغط يراوح بين 0.5-2.5 ميغاباسكال على المرشحات الحقائبية، وذلك بعد وضعها ضمن أقفاص داعمة. كما يمكن أن يتألف المرشح من عدة حقائب تمكنه من العمل بغزارة تصل حتى 2.4م3 /دقيقة (الشكل6).

 

الشكل (6) المرشح الحقائبي ضمن القفص الداعم.

تُستخدم المرشحات الحقائبية التي تُفتح باليد كمرشحات للوحدات الصناعية التي تعتمد نظام الدفقات batch filters، وذلك فقط في حال كانت الدفقات صغيرة نسبياً ومحتواها منخفضاً من الجزيئات الصلبة المراد فصلها، أي عندما تكون المادة الصلبة هي الشوائب أو المنتج غير المرغوب فيه. يُستخدم هذا النوع من المرشحات في عمليات التنقية والتعقيم sterilization لكثير من المنتجات الصيدلانية والكيميائية مثل الدهانات والعصائر والزيوت المعدّة للأكل والشموع والراتنجات (الريزينات).

تُصنع المرشحات الحقائبية بأبعاد أكبر بثلاثة أضعاف أبعاد فوهة دخول المكونات، وذلك لزيادة مساحة الترشيح، وتتوفر وحدات ترشيح بمساحات سطوح مختلفة تصل حتى 250 م2، كما يراوح عمر هذا النوع من المرشحات بين بضع ساعات حتى بضعة أيام، ويجري تنظيفها بعد الانتهاء من الترشيح بالرش بالرذاذ أو النفخ بالهواء المضغوط.

2- المرشحات ذات الحزام belt filters: يشبه هذا النوع من المرشحات السير الناقل المدفوع ضمن أسطوانة موجهة. يُزود المُرشح بالمعلَّق من الأعلى من جهة واحدة، سواء كانت العملية مستمرة أم شبه مستمرة، ثم يجمع السائل المرشَّح بامتصاصه أو سحبه من أسفل الحزام، يمكن غسل الحزام بإعادة التدوير عند الضرورة. وثمة تصميم آخر لهذه المرشحات يتألف من عدة خلايا مستقلة تحمل كل منها كعكة ترشيح؛ ما يضمن فصلاً أكثر دقةً.

تستخدم المرشحات ذات الحزام عموماً لترشيح المعلَّقات المحتوية على جزيئات صلبة خشـنة سـهلة الترسيب، حيث يجري فصلها وتجميع كل من السائل والصلب كل على حدة، وتكون المساحة الأعظمية للترشيح 120م2.

تُصنف المرشحات ذات الحزام ضمن الصنفين التاليين:

أ- المرشحات ذات الحزام مع التخلية vacuum belt filters: تُبنى هذه المرشحات عادةً بتصاميم مفتوحة. أما في حال وجود أبخرة منطلقة فيكون التصميم الموافق مغلقاً. تكمن الصعوبة في هذا النوع من المرشحات بتوفير تفريغ جيد مع النظام المتحرك المحكم الإغلاق، ويمكن تجاوز هذه الصعوبة بتحريك الحزام الناقل على نحو متقطع.

يُوزع كل من المعلّق أو سائل الغسل على كامل عرض الحزام بوساطة فوهات مسطحة لزيادة سعة الترشيح وفاعلية عملية الغسل. يُعدّ هذا النوع من المرشحات متعدد الاستعمال، ويستخدم في معظم مجالات الفصل (صلب-سائل)، ولاسيما التي تكون فيها المعلَّقات الطينية سهلة الفصل نسبياً (الشكل7).

 

الشكل (7) المرشح ذو الحزام مع التخلية.

ب- المرشحات ذات الحزام مع الضغط pressure belt filters: تُزود هذه المرشحات بحجرة ضغط مع مستقبل للمادة المرشَّحة. وتتم عملية الترشيح على نحو متقطع، ويُفسر ذلك بأن حجرات الضغط المحتوية على بوابات ذات ثقوب صغيرة تنضغط في أثناء عملية الترشيح.

تُعدّ المرشحات ثنائية الحزام مع الضغط twin-belt pressure filters أهم أنواع هذه المرشحات، وتتميز بتغيير اتجاه الأحزمة عدة مرات. يستخدم هذا النوع من المرشحات في معالجة نفايات الصرف الصحي، حيث وجد أنها تخفض رطوبة النفايات العالية التي قد تبلغ 70% إلى حدود تقارب 10%، ويمكن أن تأخذ حيزاً أكبر في معالجة الأطعمة وخصوصاً في استخلاص العصائر من الخضار والفواكه (الشكل8).

 

الشكل (8) المرشح ثنائي الحزام مع الضغط.

3- المرشحات الشمعية (على هيئة شمعة) candle filters: تتألف من جسم أنبوبي يُغطى بوسط الترشيح. تستخدم هذه المرشحات لترشيح المعلَّقات الطينية منخفضة التركيز وتلك المحتوية على جزيئات صلبة كشوائب بتراكيز عالية أو منخفضة يمكن أن تصل إلى مرتبة الجزء من مليون.

تملك هذه المرشحات ميزات أساسية تتمثل بأن أجسامها بسيطة التصميم وكلفة تصنيعها منخفضة، وقابلة للتكيُّف مع المتطلبات المفروضة لتحسين سعة الفصل وفعاليته. ولها عدة أنواع، أهمها:

أ- المرشحات الشمعية الصفيحية sheet candle filters: وتتألف من صفيحة ذات ثقوب صغيرة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو من ألياف صنعية مثبتة على أنبوب معدني، تستخدم لفصل الجزيئات الصلبة ذات التركيز المنخفض في أوساط سائلة كالزيوت والصابون ومحاليل الأصبغة. تراوح أبعاد ثقوب المرشِّح بين 0,01-0,5 مم، و في حالات خاصة حتى 2 مكرومتر (الشكل9).

 

الشكل (9) المرشح ذو الشمعات الصفيحية.

ب- المرشحات الشمعية ذات الفجوات gap-type candle filters: تصنع من أقراص أو أسلاك أو أنابيب تُثبّت بعضها مع بعض بأحزمة رابطة. تستخدم خصوصاً المرشحات التي تكون العناصر المؤلفة للفجوة فيها ضمن أنبوب كمصافي تصفية المياه (الشكل 10).

 

الشكل (10) المرشحات ذات الشمعات نمط الفجوات.

ج - المرشحات الخرطوشية cartridge filters: تتألف من خراطيش قابلة للاستبدال مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو السيراميك أو السلولوز أو الألياف الزجاجية أو من مواد بوليمرية، وهي مصممة للترشيح بالسرير العميق، و تُستخدم أساساً لترشيح المعلقات الطينية الممدّدة التي يقل تركيزها عن 0,01%، ولا يزيد حجم جزيئاتها الصلبة على 20 مكرومتر (الشكل 11).

 

الشكل (11) المرشحات الخرطوشية.

ثمة نوع خاص من هذه المرشحات يدعى المرشحات الكبيرة المساحة Large-area filters، والتي يُثنى فيها وسط المرشح أو يُجعل على شكل أقراص أو جيوب، ويوضع ضمن أنبوب مركزي. تبلغ مساحة الترشيح في حالة الأوساط المثنية حتى 170 م2. أما في حالة الأقراص والجيوب فتصل حتى 0,5 م2 لكل وحدة (الشكل12).

 

الشكل (12) مرشحات خرطوشية.

4- مرشحات السرير العميق deep-bed filters: تتألف من حاوية بسيطة ذات قعر مسامي، يوضع فيها الوسط المرشح على شكل سرير يراوح ارتفاعه بين 0,5-1,5 م، ويتألف من الرمل أو الحصى الصغيرة أو أي مادة مشابهة لها. يدعى هذا النوع بالمرشحات الرملية، (الشكل13).

 

الشكل (13) مرشح السرير العميق.

ويستخدم أساساً لمعالجة مياه الشرب، ويمكن في بعض التطبيقات الصناعية أن يستبدل به الفحم الفعال أو مبادل شاردي.

5- المرشحات القرصية disk filters تتألف من عدة أقراص تدور حول محور أفقي ومثبتة جميعها على محور واحد، بحيث يُغمر نصف الأقراص تقريباً في الحوض المحتوي على المعلَّق المراد ترشيحه. تراوح أبعاد هذه الأقراص عادة بين 1.2-3.6 م، ويمكن أن تصل إلى 5م في بعض النماذج الخاصة، ويكون كل قرص مؤلفاً من 8-10 قطاعات مستقلة (الشكل14).

 

الشكل (14) المرشح القرصي.

6- المرشحات الأسطوانية drum filters: المرشح ملفوف على أسطوانات؛ ما يُكسبه ميزات مهمة تجعله أكثر أنواع المرشحات استخداماً، ومن ميزاته:

- إمكان استخدامه في المعالجة المستمرة.

- سهولة تزويده بالمعلَّق المطلوب ترشيحه.

- إمكان اختيار طريقة إزالة كعكة الترشيح.

- حساسيته المنخفضة تجاه المعلقات المختلفة.

- إمكان إجراء عملية غسل للمرشح في بعض الحالات.

- تصميمه بسيط نسبياً.

- اقتصادي وموثوق الأداء.

تُصنف هذه المرشحات ضمن المرشحات بالثقالة أو التفريغ أو الضغط، لكن الصنف الأول منها محدود وغير قابل للتطبيق على نطاق واسع. يبين الشكل (15) المرشحات الأسطوانية بالتفريغ والضغط، وهي أكثر استخداماً وانتشاراً.

 

الشكل (15) أ- المرشح الأسطواني، ب- المرشح الأسطواني بالتفريغ.

7- المرشحات الصفيحية والورقية leaf and plate filters: يتوضع وسط الترشيح في هذه المرشحات على جانب واحد أو على جانبي صفائح رقيقة؛ بحيث يُزوّد المُرشح بالمعلَّق من الخارج. يختلف ترتيب صفائح هذا المرشح بحسب متطلبات عملية المعالجة وخصائص كعكة الترشيح، فإذا كانت كعكة الترشيح سهلة الفصل عن وسط المرشح، يُستخدم التشكيل العمودي للمرشحات، وتُفصل كعكة الترشيح بالاعتماد على قوة الثقالة. أما إذا كانت الكعكة ضعيفة الالتصاق بالمرشح فيستخدم التشكيل الأفقي (الشكل 16).

 

الشكل (16)

8- مرشحات نوتشه Nutsche filters: يتمثل التصميم البسيط لهذا النوع بصندوق أو حاوية مفتوحة ذات قعر مسامي، وتنتشر هذه المرشحات على نحو كبير في كل الأماكن ولاسيما في المختبرات، كما أنها تلقى استخداماً واسعاً في الكثير من التطبيقات الصناعية لكونها تتيح إجراء جميع مراحل عملية الترشيح بطريقة نظيفة وواضحة.

يمكن أن يوضع هذا المرشح في حجرة محكمة الإغلاق وإجراء الترشيح بالضغط بالهواء أو الغاز الخامل لزيادة معدل التدفق، ويُعدّ هذا النوع جيداً بصورة خاصة مع المذيبات المختلفة (الشكل17).

 

الشكل (17) مرشح Nutsche للترشيح بالضغط.

9- المرشحات الصفيحية بالضغط pressure plate filters: تتألف من عدد من الصفائح، يمكن أن يصل عددها إلى 100 صفيحة؛ إضافة إلى عدة إطارات تراوح أبعادها بين 25-150 مم. تكون وجوه الصفائح مثلمة لتسمح بتصريف الرشاحة في أثناء عملية الترشيح (الشكل 18)، أو يمكن أن تصنع الصفائح بحواف مرتفعة، وعندها يطلق على هذا النوع تسمية المرشحات الصفيحية المرتدة بالضغط recessed-plate filter press.

 

الشكل (18) المرشح الصفيحي بالضغط.

10- المرشحات الأنبوبية tubular filters: تشبه إلى حد كبير المرشحات الخرطوشية، وتقسم قسمين:

أ- مرشحات أنبوبية بالضغط tubular pressure filters: تتألف من أنبوب ضغط يتوضع بداخله المرشح الأنبوبي؛ بحيث يمكن تطبيق ضغط يصل حتى 10 ميغا باسكال.

ب- مرشحات أنبوبية ذات تدفق عرضي cross-flow tubular filters: تتألف من أنابيب أو جيوب صغيرة لا تتجاوز أبعادها عدة ميليمترات متوضعة في منظومة تتألف من حزمة أنابيب تسمح بالتدفق المتوازي للسائل المرشح (الشكل 19).

 

الشكل (19) المرشح الأنبوبي.

مرشحات الترسيب والتصفية

1- مرشحات الترسيب:

تختلف مرشحات الترسيب عن الأنواع التقليدية المذكورة سابقاً بكونها لا تستخدم وسطاً للترشيح، في حين تعتمد على معايير فيزيائية خاصة لإنجاز عملية الترشيح، حيث يمكن إجمالها بالأصناف الرئيسية التالية:

أ- المرشحات بالثقالة gravity filters: وهي مكوّنة من حاويات، يمكن أن تكون على شكل أسطوانات تتوضع بشكل أفقي أو عمودي، تُمرر السوائل خلالها باستمرار؛ لتترسب الجزيئات الصلبة بفعل الجاذبية، وتتجمع في قعر هذه الحاويات. يبين الشكل (20) نموذج هذه المرشحات.

 

الشكل (20) المرشح بالجاذبية.

ب - المرشحات بالتعويم floating filters: تشبه المرشحات السابقة من حيث الشكل، لكنها تعمل بآلية معاكسة، حيث تُدفع الجزيئات الصلبة إلى سطح السائل بإمرار تيار غازي أو هوائي يمنع ترسيبها بفعل الجاذبية.

ج - مرشحات الطرد المركزي centrifuging filters: هي وعاء مثبت على محور قابل للدوران بسرعة كبيرة، يمكن أن يكون بشكل أسطواني أو كروي مغلق بالكامل باستثناء فتحة وحيدة لتزويد المرشح بالمعلق. يمتاز هذا النوع بسرعة ترشيح أكبر بـ 500-800 مرّة من المرشحات بالجاذبية الشكل (21).

 

الشكل (21) المرشح بالطرد المركزي.

د - المرشحات الدوّامية cyclones and hydrocyclones filters: يتم الفصل فيها بالاعتماد على تأثيرات دوران الهواء والجاذبية، تتألف من أسطوانة يمر فيها تيار هوائي بحركة حلزونية من طرفها العريض باتجاه طرفها الضيق، وتفصل الجزيئات الصلبة من الأسفل. تُستخدم السيكلونات لفصل الجزيئات الصلبة عن الغازات في حين تُستخدم الهدروسيكلونات لفصلها عن السوائل أو لفصل سائلين بعضهما عن بعض (الشكل22).

 

الشكل (22) نموذج المرشح الدوّامي.

2- مرشحات التصفية:

يُعدّ ترشيح الغازات وتصفيتها -وبالأخص الهواء- الاستخدام الأوسع لهذا النوع من المرشحات، والتي تصنف كما يلي:

أ- مرشحات خرطوشية: تستخدم على نحو أساسي في المحركات وأنظمة الهواء المضغوط.

ب - مرشحات صفيحية مختلفة الثخانة: تُصنّع من الألياف الصناعية أو من الألياف الزجاجية أو من البوليمرات أو من الفحم الفعال.

ج - مرشحات صفيحية لزجة: يكون فيها وسط الترشيح مرطباً بزيت، أو يكون على شكل ألياف جافة مغطاة بمادة هلامية لاصقة.

د- مرشحات صفيحية زيتية: تدور ضمن إطار، وتمر خلال حمام زيتي وظيفته تنظيف المرشحات بإزالة الجزيئات المعلقة فيها.

هـ - مرشحات حقيبية: تجمع ضمن مجموعات على شكل إطار لتوفير فعالية أكبر في تجميع جزيئات الغبار.

و- مرشحات الهواء الخاصة بمراحل الترشيح الأخيرة.

ز- مرسبات الكهرباء الساكنة electrostatic precipitators: يمكن أن تكون من النمط الجاف أو ذات صفائح تُنظف بالماء.

ح - أجهزة غسل الغاز scrubbers: تزيل الغبار بطريقة جافة أو رطبة، وتستخدم المرذذات أو السرير المحشو بحبيبات.

ترشيح الغازات وتطبيقاتها

يختص هذا النوع من الترشيح بالتعامل مع الأنظمة الغازية لتصفية الهواء أساساً وتجميع الغبار الناجم عن العمليات الصناعية وعوادم المحركات. يمتاز هذا النوع بأهمية كبيرة؛ نظراً لازدياد إدراك الإنسان لأهمية معايير تنقية الهواء في البيئة المحيطة على نحو أكبر مما كانت عليه في العقود الخمسة الماضية. يُعدّ التركيز المنخفض نسبياً للملوثات في الهواء المعالج -والذي يُصحب بمعدل تدفق مرتفع نسبياً للغاز- الميزة المهمّة الناجمة عن معظم تطبيقات ترشيح الغازات.

تُصنف مرشحات الغاز في ثلاثة أصناف رئيسية:

أ- المرشحات الأولية: تلتقط جزيئات الملوثات التي أبعادها 5-10 مكرومتر.

ب- مرشحات المرحلة الثانية: تحجز جزيئات الملوثات ذات الأبعاد 0.5-5 مكرومتر.

ج - مرشحات المرحلة الأخيرة: تختص بالجزيئات ذات الأبعاد الصغرى من 0.5 مكرومتر وما دون، حيث تصل فاعليتها حتى 99.5%.

تُعدّ تصفية الغـازات وتنقيتها الوظيفة الأسـاسـية لمرشحات الغازات، التي تستخدم في مجالات متعددة، يمكن إجمالها بالنقاط التالية:

أ- التحكم بنوعية الهواء الداخلي ضمن الأبنية السكنية وأماكن العمل، والذي يمثّل المجال الأوسع لاستخدام هذه المرشحات.

ب- معالجة انبعاثات الغازات الناجمة عن بعض العمليات الصناعية سواء كانت على شكل دخان جاف أم رطب لإزالة الملوثات منها.

ج - تنقية الغازات من جزيئات الغبار؛ وبالأخص في مجال معالجة الهواء للحصول على هواء نقي.

د- تنقية الغازات الداخلة إلى بعض الآلات التي تُزود بتيار هوائي أو غازي، إضافة إلى تنقية الغازات الناجمة عنها.

هـ - تنقية هواء مقصورات المركبات المغلقة كالسيارات والشاحنات والقطارات والطائرات لحماية السائقين والركاب ضمن هذه المساحات المغلقة، حيث يُعدّ هذا الغرض من المجالات الجديدة المتنامية بكثرة.

و - تنقية الغازات المضغوطة المستخدمة وسطاً حاملاً أو وسطاً للمعالجات الصناعية.

ز - تنقية الغازات المستخدمة في المنظومات الهدروليكية.

ح - تنقية الهواء وتعقيمه وبالأخص في مجال التطبيقات الصيدلانية والطبية.

ترشيح السوائل وتطبيقاتها

تستخدم هذه العملية من أجل تنقية السوائل وخصوصاً الماء، الذي تشغل معالجته الحيز الأكبر لتطبيق هذه التقنية، ويمكن تلخيص أهم المجالات التي تستخدم فيها هذه التقنية كالتالي:

أ- معالجات تنقية المياه الخام، سواء كانت الجوفية أم السطحية؛ لتصبح قابلة للاستخدام كمياه للشرب أو للاستخدامات المنزلية والصناعية والتجارية.

ب- مرشحات خاصة بتحسين مواصفات مياه الشرب من حيث اللون والرائحة والطعم، إضافة إلى التخلص من الكائنات الحية الدقيقة والبكتريا المسببة للأمراض.

جـ - معالجات المياه المستخدمة في التطبيقات الصناعية مثل مراجل التسخين، أو في المعالجات الدقيقة للحصول على مياه عالية النقاوة أو منزوعة الشوارد المستخدمة في الصناعات الإلكترونية وغيرها.

د - معالجة مياه الصرف الصحي والمياه العادمة الناجمة عن الصناعات.

هـ - تنقية العديد من المواد الكيميائية كالمذيبات والدهانات والمركّبات الكيميائية منخفضة الوزن الجزيئي وتحسين مواصفاتها.

و - معالجات الزيوت المعدنية كزيوت التزليق وزيوت التبريد.

ز - مرشحات محركات الآليات والوقود والديزل والزيوت المعدنية.

سليمان ميلانة

مراجع للاستزادة:

- A. K. Pabby, A. Sastre Requena, S. H. Rizvi, Handbook of Membrane Separations: Chemical, Pharmaceutical, Food, and Biotechnological Applications, CRC Press, 2008.

- B. Perlmutter, Solid-Liquid Filtration: Practical Guides in Chemical Engineering, Butterworth-Heinemann 2015

- K. Sutherland, Filters and Filtration Handbook, Elsevier Ltd, 2008.

- E. S. Tarleton, R.J. Wakeman, Principles of Industrial Filtration, Elsevier, 2005.

 


التصنيف : التقانات الصناعية
النوع : التقانات الصناعية
المجلد: المجلد السابع
رقم الصفحة ضمن المجلد :
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 1094
الكل : 45348151
اليوم : 36923