SA516370621B1 - عنصر غشاء من ألياف جوفاء ووحدة غشاء لتناضح أمامي - Google Patents

Abstract

يتعلق الاختراع الحالي بتوفير عنصر غشاء ‏membrane element‏ من ألياف جوفاء ‏hollow-‎fiber‏ لتناضح أمامي ‏forward osmosis، يمتلك عنصر الغشاء منعاً فائقاً للانسدادexcellent ‎fouling resistance‏ وفاقد ضغط ضئيل في التدفق (أي معدل تدفق ‏flow rate‏ عال لتخلل ‏permeation‏ المياه). عنصر غشاء من ألياف جوفاء لتناضح أمامي يكون مفتوحاً من كلا طرفيه ‏حيث فيه يكون كلا طرفي الجسم الملفوف لغشاء الألياف الجوفاء ‏hollow-fiber membrane‏ ‏مفتوحين، وللجسم الملفوف لغشاء الألياف الجوفاء أغشية من ألياف جوفاء ‏hollow-fiber ‎membranes‏ مرتبة بأسلوب متقاطع من خلال لف أغشية الألياف الجوفاء حول ماسورة توزيع ‏مسام ‏porous distribution pipe‏ بأسلوب حلزوني، حيث أ) يكون عدد اللفات لكل طول عنصر ‏في منطقة من الطبقة الخارجية الأبعد للجسم الملفوف لغشاء الألياف الجوفاء إلى الثمن على الأقل ‏من سمك الجسم الملفوف لغشاء الألياف الجوفاء هو 0.33 إلى 1.75، و ب) ويكون عدد اللفات ‏لكل طول عنصر في منطقة من الطبقة الداخلية الأعمق للجسم الملفوف لغشاء الألياف الجوفاء إلى ‏الربع على الأقل من سمك الجسم الملفوف لغشاء الألياف الجوفاء أكبر م

Description

١ ‏عنصر غشاء من ألياف مجوفة ووحدة غشاء لتناضح أمامي‎

Hollow-fiber membrane element and membrane module for forward osmosis ‏الوصف الكامل‎ خلفية الاختراع يتعلق الاختراع الحالي بعنصر غشاء ‎membrane clement‏ من ألياف مجوفة ‎hollow-fiber‏ ‏ووحدة غشاء ‎membrane module‏ لتناضح أمامي ‎(FO) forward osmosis‏ ذات مقاومة تلوث ‎fouling resistance‏ فائقة؛ وفاقد ضغط ضئيل في التدفق في ثقوب غشاء الألياف المجوفة © ومعدل عال لتدفق تخلل المياه خلال الغشاء. بتحديد أكثرء الاختراع الحالي قادر على خفض الحجم بتركيز أو استرداد المواد العضوية ‎organic matters‏ أو تركيز مياه الصرف ‎discharged‏ ‎cwater‏ أو تقطير مياه البحر ‎cscawater‏ أو توليد طاقة بجعل الماء العذب يتخلل بسبب الاختلاف في التركيز بين محلول ‎aqueous solution Sle‏ منخفض التركيز ومحلول مائي مضغوط عالي التركيز كقوة دافعة ‎edriving force‏ وتدوير التزبين ‎turbine‏ بواسطة معدل الدفق والضغط الواقع ‎٠‏ على جانب المحلول ‎AW‏ المضغوط ‎Je‏ التركيز الذي تمت زيادته بواسطة الماء العذب المتخلل ‎fresh water‏ 00000160. بوجه خاص؛ ‎(Sa‏ استخدام الاختراع الحالي لماء عذب ينتج معالجة لتوليد طاقة مثل قدرة كهربائية باستغلال الضغط التناضحي ‎osmotic pressure‏ الناتج عن التفاوت في التركيز بين ماء البحر أو ماء البحر المركز والماء العذب. يعد فصل وتركيز مزيج سائل بطريقة الفصل الغشائي ‎emembrane separation method‏ والتي لا ‎١٠‏ تستلزم تغيير الحالة؛ موفر للطاقة مقارنة بتقنيات الفصل ‎Jie Gogh)‏ التقطير» وهي تستخدم على نطاق واسع في مجالات مختلفة ‎Lo‏ في ذلك مجالات الأغذية ‎Jie‏ تركيز عصير ‎AS)‏ وفصل خميرة البيرة ‎cheer yeast‏ واسترجاع مواد عضوية من مياه الصرف الصناعي لأنها لا تستلزم تغيير ‎dlls‏ المادة. لقد أصبحت معالجة المياه باستخدام الأغشية ‎he‏ )§ كعملية أساسية لدعم التقنية الرائدة الأحدث. ‎٠١‏ يتم إجراء تلك المعالجة للمياه التي تستخدم غشاءً باستخدام وحدة غشاء فيها يتم تغيير عنصر غشاء يتكون من تركيبة أغشية كمكون واحد في وعاء ضغط ‎pressure vessel‏ بشكل خاص؛ يفيد عنصر غشاء الألياف المجوفة في أنه يحقق معدل تدفق عال لتخلل المياه إجمالاً وتكون كفاءة الحجم عالية جداً لأنه يمكن تحقيق مساحة غشاء كبيرة لكل حجم من وحدة الغشاء رغم أن معدل تدفق تخلل المياه لكل وحدة مساحة غشاء ‎unit membrane area‏ ليس ‎le‏ مقارنةً بعنصر غشاء ‎Yo‏ حلزوني ‎¢spiral membrane element‏ ويكون فائقاً في انضغاطيته. بالإضافة لذلك؛ عند تغذية كل

ا من المحلول ‎SW‏ عالي التركيز والماء العذب إلى داخل الوحدة وخلطهما سوياً عبر غشاء شبه منفذ ‎Sa semipermeable membrane‏ إبقاء استقطاب التركيز على سطح الغشاء منخفضاً. في حالة غشاء التناضح العكسي ‎(RO) reverse osmosis membrane‏ ذي الألياف المجوفة؛ يتم استخدام الغشاء مفتوح الطرفين ‎open-ended membrane‏ من حيث الكفاءة (انظر منشورين براءة ‎oo‏ الاختراع ‎١‏ و١).‏ كما يتضح في الرسم التوضيحي للشكل ١؛‏ على سبيل المثآل؛ يتدفق تيار المياه المتخلل من الغشاء في تلك الحالة إلى داخل غشاء الألياف المجوفة (داخل الثقب) من خارجه ويتدفق للخارج من خلال ‎all‏ المفتوح بكل طرف. طول الدفق الذي ينقله الماء المتخلل من الغشاء في الثقب هو حوالي نصف الطول الكلي لغشاء الألياف المجوفة كما يتضح من الشكل ‎.١‏ ‏في تلك الحالة؛ حيث يتدفق ماء البحر إلى خارج غشاء الألياف المجوفة؛ ويتم ضغط الجهة ‎٠‏ الخارجية لغشاء الألياف المجوفة؛ ‎Lay‏ التيار في اتجاه الضغط ليلصق الملوثات بسطح الغشاء؛ ويتم التقاط مكونات التلوث في ماء البحر وترسيبها بين أغشية الألياف المجوفة ‎hollow-fiber‏ ‎membranes‏ المتجاورة ليلوث عنصر الغشاء. ويميل ذلك إلى التأثير سلبياً على الكفاءة. أيضاً في حالة غشاء ‎mali‏ أمامي ‎forward osmosis membrane‏ ذي ألياف مجوفة؛ يتم استخدام غشاء مفتوح الطرفين (انظر منشور براءة الاختراع ؟). يتدفق تيار الماء المتخلل للغشاء ‎Yo‏ في تلك الحالة من الداخل ‎Jal)‏ الثقب) إلى خارج غشاء الألياف المجوفة؛ على سبيل المثال؛ كما هو مبين في الرسم التوضيحي للشكل 7. على سبيل ‎JB‏ في الحالة التي فيه يتدفق محلول سحب ‎draw solution‏ (05؛ ماء بحر) ذو ضغط تتاضحي عالي إلى خارج غشاء الألياف المجوفة؛ ويتدفق سائل تغذية ‎FS) feed liquid‏ ماء عذب) ذو ضغط تناضحي منخفض في ثقب غشاء الألياف المجوفة؛ يتدفق الماء المتخلل من الغشاء من داخل إلى خارج غشاء الألياف ‎٠‏ المجوفة. في تلك الحالة؛ يتدفق الماء العذب الذي هو مصدر الماء المتخلل من الغشاء في ثقب غشاء الألياف المجوفة كما يتضح من الشكل ‎oF‏ ويتدفق من أحد الطرفين إلى الطرف الآخر لغشاء الألياف المجوفة؛ ويكون طول تدفقه مساو للطول الكلي لغشاء الألياف المجوفة. وبالتالي؛ يكون فاقد الضغط في التدفق في الثقب في حالة غشاء التناضح الأمامي أكبر كثيراً مما هو في حالة غشاء التتاضح العكسي ‎reverse osmosis membrane‏ ‎Yo‏ في حالة غشاء التناضح العكسي؛ ولمنع تلوث الغشاء بواسطة الماء المتخلل من الغشاء في غشاء الألياف المجوفة؛ يتم تحسين مقاومة التلوث بترتيب أغشية الألياف المجوفة المكونة لعنصر الغشاء بأسلوب متقاطع؛ على سبيل ‎JB‏ في منشور براءة الاختراع ‎.١‏ تحديداً؛ بتكوين جزء متقاطع من أغشية ألياف مجوفة؛ تنتج فجوة بين أغشية الألياف المجوفة؛ ومن ثم يتم ‎ale‏ حدوث تدفق موجّه

_ _ أو استقطاب ‎GSA‏ ويكون من الصعب تجمع مكونات متعكرة من مياه البحر على السطح الخارجي لأغشية الألياف المجوفة. في تلك الحالة؛ يكون العدد الأكبر من اللفات لكل طول عنصر من أغشية الألياف المجوفة المرتبة بأسلوب متقاطع أمراً مفضلاً؛ وبالنتيجة؛ يزيد عدد الأجزاء المتقاطعة من أغشية ‎GLY‏ المجوفة؛ وتتحسن مقاومة التلوث. في منشور براءة الاختراع 2 رقم ١ء‏ كما يتضح من ‎JS‏ ثم الكثشف عن غشاء التتاضح العكسي ‎Shia‏ عددا من اللفات قدره اثنين. أيضاً في منشور براءة الاختراع رقم ‎oF‏ يتم الكشف تحديداً عن غشاء التناضح العكسي يمتلك عدداً من اللفات قدره اثنين. عند استخدام بنية النظم المتقاطع بعدد اثنين من اللفات في حالة الغشاء التناضح الأمامي؛ يكون فاقد ضغط ‎FS‏ المتدفق في الثقب كبيراً؛ ولا تكون الممارسة التي يمتلكها غشاء الألياف المجوفة ‎٠‏ الأداء تخلل المياه مُرضية. وذلك لأن فاقد الضغط في تدفق ‎Gand) FS‏ في ثقب غشاء الألياف المجوفة يكون ‎dps‏ وخصوصاً؛ في حالة التناضح الأمامي؛ يكون التأثير على فاقد الضغط في الدفق بواسطة عدد أكبر من اللفات حوالي ضعف الحالة في غشاء التناضح العكسي. وبالتالي؛ لا يمكن استخدام نظم التقاطع لأغشية ‎GLY)‏ المجوفة المستخدم في غشاء التناضح العكسي ‎Hil‏ ‏في غشاء التناضح الأمامي. ‎Vo‏ كما هو مبين أعلاه 1 في الحالة الحالية للفن حيث لم نكتشف وسيلة مفيدة لتحسين مقاومة أغشية الألياف المجوفة للملوثات بالنسبة للتناضح الأمامي؛ ‎aly‏ يتحقق المقياس الذي يحقق مقاومة للملوثات بينما يكفل أداء تخلل مياه كافي حتى لو أخذ نظم التقاطع لأغشية الألياف المجوفة في الحسبان. وثائق براءات الاختراع ‎٠‏ وثيقة براءة الاختراع أ: منشور براءة الاختراع رقم: = ‎VEEAY‏ ‏وثيقة براءة الاختراع ب: براءة الاختراع اليابانية المنشورة أولياً ‎oo va‏ = 190577 وثيقة براءة الاختراع ج: براءة الاختراع العالمية رقم ‎.٠ ٠١7717 YOY‏ الوصف العام للاختراع هدف الاختراع الحالي هو توفير عنصر غشاء ألياف مجوفة لتناضح أمامي ذي مقاومة تلوث ‎Yo‏ فائقة وفاقد ضغط ضئيل في الدفق (أي معدل تدفق كافي لتخلل المياه)؛ ووحدة غشاء تتضمن نفس الأمر .

‎Qo _‏ _ لقد اجتهد مبتكرو الاختراع الحالي أيضاً في التحقق حول نظم التقاطع المستخدم في غشاء التناضح العكسي لتحقيق الهدف المذكور آنفاً. وبالنتيجة؛ اكتشفوا أنه عندم يتم نظم أغشية ألياف مجوفة لتناضح أمامي بأسلوب متقاطع؛ يكون التدهور في مقاومة للملوثات أصغر كثيراً مقارنة بحالة التناضح العكسي حتى لو تم تقليل عدد لفات ‎gia‏ الطبقة الخارجية لجسم غشاء الألياف © المجوفة الملفوف لغشاء ألياف مجوفة طويل إلى حدٍ ما لأن اتجاه تدفق المياه المتوغل بالغشاء يكون عكس غشاء التناضح العكسي؛ ووجدوا في هذا الصدد؛ أنه يمكن تقليل تأثير الانخفاض في معدل تدفق تخلل المياه بسبب فاقد الضغط الكبير في الدفق إلى مستوى ‎(dine‏ وأنجزوا الاختراع الحالي. في عنصر غشاء الألياف المجوفة ووحدة غشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي -حيث يكون ‎٠‏ عد اللفات لكل طول عنصر أصغر إلى حدٍ كبير مما هو عليه في الحالة العادية للتناضح العكسي؛ خاصةٌ في جزء الطبقة الخارجية حيث يكون غشاء الألياف المجوفة طويلاً- يمكن التقليل من تأثير فاقد الضغط في تدفق المائع في الثقب أثناء عملية التناضح الأمامي؛ وبالنتيجة؛ يمكن الحصول على معدل تدفق عال لتخلل المياه خلال الغشاء. ‎(laf‏ عندما يتم تقليل عدد اللفات ضمن النطاق الذي حدده الاختراع الحالي» يمكن الحفاظ على مقاومة عالية للملوثات أثناء عملية ‎١‏ التناضح الأمامي على عكس ‎Alla‏ التناضح العكسي. شرح مختصر للرسومات الشكل ‎١‏ هو مخطط يبين تيار المياه المتوغل بالغشاء في حالة غشاء تناضح عكسي ذي ألياف مجوفة. الشكل ‎١‏ هو مخطط يبين تيار المياه المتوغل بالغشاء في ‎Alla‏ غشاء تناضح أمامي ذي ألياف ‎Yo‏ مجوفة. الشكل ؟ هو مخطط يوضح أحد الأمثلة على عنصر غشاء ألياف مجوفة للاختراع الحالي. الشكل ؛ هو مخطط يوضح أحد الأمثلة على وحدة غشاء ألياف مجوفة للاختراع الحالي. الشكل 5 هو صورة توضح أحد الأمثلة على نظم متقاطع تؤلفه باقة من أغشية ألياف مجوفة كوحدة. ‎Yo‏ الشكل + هو مخطط تخطيطي يوضح حالة غشاء الألياف المجوفة عندما يكون عدد اللفات هو ‎Y,0 6‏ “و ‎Ne‏

‎h —_‏ _ الشكل ‎١‏ هو رسم بياني يوضح تأثير عدد اللفات فيما يتصل بالعلاقة بين معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم من عنصر أغشية الألياف المجوفة للاختراع الحالي؛ ومقاومة الملوثات. الشكل ‎A‏ هو رسم بياني يوضح تأثير قطع العنصر؛ فيما يتصل بالعلاقة بين معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم من عنصر غشاء الألياف المجوفة للاختراع الحالي؛ ومقاومة الملوثات. © الشكل 9 هو رسم بياني يوضح تأثير طول العنصرء فيما يتصل بالعلاقة بين معدل تدفق تخالل المياه لكل حجم من عنصر غشاء الألياف المجوفة للاختراع الحالي؛ ومقاومة الملوثات. الشكل ‎٠١‏ هو رسم بياني يوضح تأثير القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة؛ ‎led‏ يتصل بالعلاقة بين معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم من عنصر غشاء الألياف المجوفة للاختراع الحالي؛ ومقاومة الملوثات ‎Le‏ ‏أ الو صف ‎١‏ لتفصبذر : فيما يلي؛ سيتم تبيان عنصر غشاء الألياف المجوفة ووحدة الغشاء للتناضح الأمامي في الاختراع الحالي بشكل محدد. التناضح الأمامي الذي فيه يتم استخدام عنصر الغشاء للاختراع الحالي هو طريقة معالجة للمياه تستخدم الظاهرة التي فيها عندما يتم خلط محلول مائي عالي التركيز ذي ضغط تناضحي عالي ‎Yo‏ ومحلول ‎le‏ منخفض التركيز ذي ضغط تناضحي منخفض مع بعضهما من خلال غشاء شبه منفذء ينتقل الماء العذب من المحلول ‎Al‏ ذي الضغط التناضحي المنخفض إلى المحلول المائي ذي الضغط التناضحي العالي. على سبيل المثال؛ عندما يتدفق المحلول المائي عالي التركيز ذو الضغط التناضحي العالي إلى خارج غشاء الألياف المجوفة؛ يتدفق المحلول المائي منخفض التركيز ذو الضغط التناضحي المنخفض في ثقب غشاء الألياف المجوفة؛ ويقل مقدار الماء ‎٠‏ المتدفق داخل الثقب ويقل معدل تدفق تخلل الماء خلال الغشاء إذا كان فاقد الضغط في ‎Ga)‏ ‏داخل الثقب كبيراً. عندما يتدفق ماء البحر إلى خارج غشاء الألياف المجوفة كما المحلول المائي ‎Je‏ التركيز ذي الضغط التناضحي العالي؛ تلتصق الملوثات أو تترسب بين أغشية الألياف المجوفة أو على سطح الغشاء؛ ويقل معدل تدفق تخلل المياه بمرور الوقت. يمكن لعنصر غشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي أن يكفل مساحة غشاء أكبر لكل عنصر ‎Yo‏ مقارنة بغشاء مسطح حلزوني ‎٠. spiral flat membrane‏ بالنسبة للعناصر من ذات الحجم ‎dy‏ ‏يمكن أن يكون لغشاء الألياف المجوفة مساحة غشاء من حوالي ‎٠١‏ مرات قدر الغشاء الحلزوني ‎spiral membrane‏ رغم إنها تختلف ‎lag‏ لحجم غشاء الألياف المجوفة. وبالتالي؛ يتطلب غشاء

ل الألياف المجوفة قدر معالجة ضئيل جداً لكل وحدة مساحة غشاء للحصول على نفس معدل تدفق تخلل ‎coll)‏ ويمكن تقليل التلوث على سطح الغشاء الذي ينشأ بمرور الوقت عندما يتخلل ‎slo‏ ‏التغذية ‎feed water‏ الغشاء مقارنةٌ بالغشاء الحلزوني» ومن ثم يمكن أن يطيل ‎sae‏ التشغيل لحين تنظيف الغشاء. علاوةً على ذلك؛ حيث أنه لا يرجح حدوث تدفق موجه في العنصر؛ فيكون © مفضلاً في إجراء معالجة مياه باستخدام التفاوت في التركيز كقوة موجهة. المادة المناسبة لغشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي غير محدودة بشكل خاص شريطة تحقق أداء فصل عالٍ للمستوى مقارنةً بغشاء التناضح العكسي؛ وعلى سبيل ‎(Jha)‏ يمكن استخدام راتنجات أسيتات سليوليوزية ‎«cellulose acetate resins‏ راتتجات بولي أميد ‎«polyamide resins‏ راتتنجات كحول بولي فينيل ‎epolyvinyl alcohol resins‏ وراتنجات بولي سلفون مسلفنة ‎onated‏ ‎polysulfone resins ٠‏ يفضل من بين تلك الراتنجات؛ راتنجات أسيتات سليولوزية؛ وراتنجات بولي سلفون مسلفنة ‎Jie‏ بولي سلفون مسلفن ‎sulfonated polysulfone‏ وسلفون بولي أثير مسلفن ‎sulfonated polyether sulfone‏ في إنها متحملة للكلور ‎chlorine‏ الذي هو مطير ‎cantiseptic‏ ‏ويمكنها بسهولة كبح تكاثر الكائنات الحية المجهرية ‎dyad microorganisms‏ يمكنها كبح التلوث الميكروبي ‎microbial contamination‏ على سطح الغشاء بشكل فعال. كما هو الحال في ‎Vo‏ أسيتات السليولوز؛ يفضل ثلاثي أسيتات السليولوز ‎cellulose triacetate‏ من حيث الاستدامة. يفضل أن يكون القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي ‎٠60‏ إلى 770 ميكرون. إذا كان القطر الخارجي أصغر من المدى المذكور آنفاً؛ يلزم أن يكون القطر الداخلي صغيراً؛ ومن ثم يمكن أن تحدث نفس المشكلة كما في القطر الداخلي المذكور آنفاً. وعلى العكس؛ إذا كان القطر الخارجي أكبر من المدى المذكور آنفاً؛ لا يمكن جعل مساحة الغشاء لكل ‎sang‏ ‎٠‏ حجم في الوحدة ‎pS‏ وتسوء الانضغاطية التي هي واحدة من ‎Whe‏ وحدة غشاء الألياف المجوفة ‎-hollow- fiber membrane module‏ يفضل أن يكون تجويف غشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي ‎٠١‏ إلى ‎LZEY‏ إذا كان التجويف أصغر من المدى المذكور ‎aT‏ يكون فاقد الضغط في تدفق الثقب كبيراً؛ ولا يمكن إحراز معدل تدفق تخلل المياه المرغوب. وعلى النقيض من ذلك؛ إذا كان التجويف أكبر من المدى ‎Yo‏ المذكور ‎lal‏ يمكن أن لا تتحقق مقاومة ضغط كافية حتى بالنسبة للاستخدام في معالجة التناضح الأمامي. يمكن تحديد التجويف )7( بالصيغة التالية. التجويف (7) = القطر الداخلي/ القطر الخارجي)؟ »” ‎٠٠١‏

‎A —_‏ _ المطلوب فقط هو أن يقع القطر الداخلي لغشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي ضمن النطاق الذي يفي بالتجويف للقطر الخارجي المفضل المذكور آنفاً. يفضل أن يكون القطر الداخلي ‎Veo‏ ‏إلى ‎١75‏ ميكرون. إذا كان القطر الداخلي أصغر من النطاق المذكور ‎Jal‏ يكون فاقد الضغط للمائع المتدفق في الثقب كبيراً بوجه عام؛ ومن ثم عندما يتم إعداد طول غشاء الألياف المجوفة ‎o‏ طويلاً نسبياً؛ يتطلب الأمر ضغطاً عاليا جداً لدفق قدر مرغوب من الماء العذب 3 وهذا قد يسبب فقداً للطاقة. على العكس»؛ إذا كان القطر الداخلي أكبر من النطاق المذكور ‎dal‏ تنشاً علاقة تعويضية بين التجويف ومساحة غشاء الوحدة ‎membrane area‏ عل0040» ويلزم التضحية إما بالاستدامة في ضغط التشغيل؛ أو يمكن تكوين مساحة غشاء لكل حجم وحدة. في عنصر غشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي؛ بعد سد كل من طرفي جسم غشاء ‎٠‏ الألياف المجوفة الملفوف براتنج؛ يتم ‎add‏ جزء الراتنج لفتح كلا طرفي غشاء الألياف المجوفة؛ ويتم تكوين جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف بلف أغشية الألياف المجوفة لأعلى ‎aa‏ ‏أغشية الألياف المجوفة حول ماسورة التوزيع المسامية بأسلوب حلزوني لحزم أغشية الألياف المجوفة في الاتجاه الشعاعي. في تلك الحالة؛ يتم ترتيب أغشية الألياف المجوفة بأسلوب متقاطع. الشكل 3 هو مشهد تخطيطي لأحد ‎AEN‏ على عنصر غشاء الألياف المجوفة الخاص بالاختراع ‎١‏ الحالي والذي فيه يتم ترتيب أغشية الألياف المجوفة بأسلوب متقاطع. باستخدام النظم المتقاطع؛ تتكون فجوات بشكل منتظم في أجزاء متقاطعة بين أغشية الألياف المجوفة. وجود تلك الفجوات المنتظمة يمنع مكونات عديمة الذوبان أو مكونات جسيمية ‎particulate components‏ في المائع المتدفق إلى خارج غشاء الألياف المجوفة من أن تلتقط بين أغشية الألياف المجوفة؛ وتعوق الزيادة في فاقد الضغط. وعلى ‎(ual)‏ عندما يتم ترتيب أغشية ‎GLY‏ المجوفة على التوازي» يرجح أن ‎٠‏ تنشاً تفاوتات بين فجوات غشاء الألياف المجوفة عندما لا تتحقق التعبئة ‎cc AY)‏ وتلتقط مكونات عديمة الذوبان أو مكونات جسيمية في المائع بين أغشية الألياف المجوفة؛ وهذا قد يسبب زيادة في فاقد الضغط وحدوث تدفق موجّه. ومن ثم؛ فبترتيب أغشية الألياف المجوفة بأسلوب متقاطع؛ تكون الكمية السائغة للملوثات المتكونة من مكونات عديمة الذوبان للمائع المتدفق إلى خارج غشاء الألياف المجوفة أكبر مقارنةٌ ‎Alay‏ النظم على التوازي؛ وبالنتيجة؛ تتحسن مقاومة الملوئات لعنصر ‎Yo‏ غشاء الألياف المجوفة. ‎led‏ يعلق بتكوين النظم المتقاطع؛ عندما يكون غشاء الألياف المجوفة رقيقاً وغير كافي في ‎id‏ يحصل تأثير مماثل بتكون النظم من حزمة من أغشية ألياف مجوفة كوحدة. ماسورة التوزيع المسامية هي عضو أنبوبي ‎tubular member‏ يمتلك وظيفة توزيع المائع الذي ‎pa‏ ‏تغذيته خلال مدخل مائع تغذية ‎feed fluid inlet‏ إلى تركيبة غشاء ‎membrane assembly‏ الألياف qe ‏في تغذية سائل تغذية خارج أغشية الألياف المجوفة. يفضل وضع ماسورة‎ hollow- fiber ‏المجوفة‎ ‏التوزيع المسامية في الجزء الأوسط من تركيبة غشاء الألياف المجوفة. إذا كان قطر ماسورة التوزيع‎ ‏المجوفة في وحدة الغشاء؛ ومن ثم‎ GLY) ‏المسامية كبيراً جداً؛ تقل المنطقة التي تشغلها أغشية‎ ‏تقل مساحة الغشاء في عنصر الغشاء أو وحدة الغشاء؛ وهذا قد يدهور معدل تدفق تخلل المياه‎ ‏لكل حجم. على العكس؛ إذا كان قطر ماسورة التوزيع المسامية صغيراً جداً؛ يكون فاقد الضغط‎ 5 ‏في ماسورة التوزيع المسامية؛ وبالنتيجة؛ يقل الضغط‎ feed fluid ‏كبيراً عندما يتدفق مائع التغذية‎ ‏ويمكن‎ lm ‏التفاوتي الفعال على أغشية الألياف المجوفة؛ وتنخفض كفاءة المعالجة. وتقل القوة‎ ‏أن تتلف ماسورة التوزيع المسامية بفعل الشد لأغشية الألياف المجوفة عندما يتدفق مائع التغذية في‎ ‏من المهم ضبط أفضل قطر بينما‎ hollow-fiber membrane layer ‏طبقة غشاء الألياف المجوفة‎ ‏توؤخذ هكذا تأثيرات في الحسبان بشكل شامل. يفضل أن تكون نسبة المساحة لمساحة القطاع الذي‎ ٠

JY ‏تشغله ماسورة التوزيع المسامية في مساحة القطاع لعنصر غشاء الألياف المجوفة ؛ إلى‎ ‏مم. إذا كان‎ 47٠0 ‏إلى‎ ١١ ‏يفضل أن يكون القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة الملفوف‎ ‏عملية استبدال الغشاء‎ Jie ‏فقد تسوء القابلية للتشغيل في الصيانة‎ dan ‏القطر الخارجي كبيراً‎ ‏تقل مساحة الغشاء لكل‎ Jas ‏إذا كان القطر الخارجي صغيراً‎ membrane replacing operation ‏وتقل كمية المعالجة؛ ومن ثم لا يفضل ذلك من‎ cunit membrane element ‏وحدة عنصر غشاء‎ ٠ ‏الناحية الاقتصادية.‎ ‏م. إذا كان ذلك الطول‎ ٠,6 ‏إلى‎ ١7 ‏يفضل أن يكون طول جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف‎ ‏وق‎ aS ‏يكون فاقد الضغط في التدفق في الباطن التجويف لغشاء الألياف المجوفة‎ das ‏كبيراً‎ ‏يتدهور أداء التناضح الأمامي. إذا كان الطول صغيراً جداً؛ تتناقص مساحة الغشاء لكل وحدة‎ ‏عنصر غشاءء؛ وتقل كمية المعالجة؛ ومن ثم لا يفضل ذلك من الناحية الاقتصادية.‎ ٠ ‏يفضل أن تكون كتافة التعبئة لأغشية الألياف المجوفة في جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف‎ ‏تكون الفجوة بين أغشية الألياف المجوفة صغيرة‎ Jan ‏إذا كانت كثافة التعبئة كبيرة‎ LT ‏إلى‎ ٠ ‏يكون عدد أغشية‎ das ‏ويصعب ظهور تأثير لتّظم التقاطع. إذا كانت كثافة التعبئة صغيرة‎ daa ‏الألياف المجوفة صغيراً؛ء ومن ثم تكون كمية المعالجة صغيرة. وهذا أمر غير موات من الناحية‎ ‏الاقتصادية. كثافة التعبئة هي نسبة مئوية من إجمالي المساحة التي يشغلها القطر الخارجي لغشاء‎ Yo ‏الألياف المجوفة نسبةً إلى المساحة المقطعية العرضية للجسم الملفوف في القطاع العرضي‎ ‏المتعامد على المحور الأوسط لجسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف؛ ويمكن احتسابه بالصيغة‎ ‏التالية.‎ ‏اضف‎

-١- ‏عدد أغشية الألياف‎ x ff x ‏كثافة التعبئة (7) = (القطر الخارجي (م) لغشاء الألياف المجوفة)"‎ ٠٠١ x ‏للجسم الملفوف‎ (Ta) ‏المجوفة/ المساحة المقطعية العرضية‎ ‏يؤكد عنصر غشاء الألياف المجوفة في الاختراع الحالي أساساً على أن يكون عدد اللفات لكل‎ ‏طول عنصر من أغشية الألياف المجوفة المرتبة بأسلوب متقاطع هو 77 إلى 1,75 في‎ ‏المنطقة التي تبدأ من الطبقة الخارجية الأبعد من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى الثمن‎ © ‏على الأقل من سمك جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف (جزء الطبقة الخارجية). يفضل أكثر‎

N,0 ‏إلى‎ ٠,5 ‏اللفات‎ ae ‏أن يكون‎ ‏يشير عدد اللفات المستخدم هنا إلى عدد اللفات التي يتم عملها أثناء الانتقال من أحد الطرفين إلى‎ ‏الطرف الآخر من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف في تكوين النظم المتقاطع المذكور آنفاً.‎ ‏الأجزاء المتقاطعة بين أغشية الألياف المجوفة أكبر. على سبيل‎ ae ‏كلما كبر عدد اللفات؛ كان‎ ٠ ‏يكون الموضع المحوري للجزء المتقاطع هو الجزء الأوسط‎ ٠0 ‏عندما يكون عدد اللفات‎ (JE ‏من الجسم الملفوف. عندما يكون عدد اللفات 59,٠؛ يتكون جزئين متقاطعين في الاتجاه المحوري؛‎ ‏أجزاء متقاطعة في الاتجاه المحوري. وتكون الزاوية‎ ADE ‏يتكون‎ 9,٠ ‏وعندما يكون عدد اللفات‎ ‏المتشكلة بين غشاء الألياف المجوفة والمحور الأوسط من الجسم الملفوف صغيرة في الطبقة‎ ‏الداخلية من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف؛ وتكون أكبر في جزء أقرب إلى جزء الطبقة‎ ١ ‏الخارجية. يحدد الزاوية طول الجسم الملفوف والقطر الخارجي له.‎ ‏كلما تم إعداد منطقة جزء الطبقة الخارجية حيث عدد اللفات صغيرةً كلما كانت أكثر فعالية عندما‎ ‏تكون على الجانب الخارجي حيث يكون طول غشاء الألياف المجوفة كبيراء ويتم إعدادها كجزء‎ ‏بمقدار الثمن على الأقل من سمك الجسم الملفوف من الطبقة الخارجية الأبعد. على سبيل المثال؛‎ ‏يمكن إعداد عدد اللفات صغيراً في الجزء الذي يبدأ‎ cae ١7١ ‏عندما يكون قطر العنصر حوالي‎ ٠ a ‏من الطبقة الخارجية الأبعد إلى حوالي الثمن من سمك الجسم الملفوف. وعلى العكس؛ في‎ ‏عنصر ذي قطر خارجي من ١7؛ مم؛ يفضل جعل عدد اللفات‎ Jie hd ‏عنصر ذي قطر كبير‎ ‏من الطبقة الخارجية الأبعد إلى الربع؛ إلى الثلث أو إلى الثلاثة أرباع‎ fay ‏صغيراً في الجزءٍ الذي‎ ‏كحدٍ أقصى من سمك الجسم الملفوف. الشكل الذي فيه يقل عدد اللفات تدريجياً تجاه الخارج من‎ gall ‏في‎ ١,75 ‏إلى‎ ١77 ‏عدد اللفات في النطاق من‎ dae) ‏الجسم الملفوف بأسلوب بحيث يتم‎ Yo ‏الذي يبدأ من الطبقة الخارجية الأبعد إلى الربع من سمك الجسم الملفوف؛ ويتم إعداد عدد اللفات‎ ‏في الجزء الذي يبدأ من أكثر من الربع إلى النصف من سمك‎ ٠,75 ‏في النطاق من 2,75 إلى‎ ‏إلى‎ ٠,75 ‏عدد اللفات في النطاق من‎ dae) ‏ويتم‎ can) ‏الجسم الملفوف من الطبقة الخارجية‎ ‏اضف‎

-١١-

في الجزء الذي يبدأ من أكثر من النصف إلى الثلاثة أرباع من سمك الجسم الملفوف من الطبقة الخارجية ‎can)‏ يكون ‎Lad‏ ضمن نطاق الاختراع الحالي. رغم عدم نشوء مشكل كبيرة عندما يتم تطبيق الاختراع الحالي على عنصر ذي قطر ‎Gua‏ فإنه يفضل تطبيق الاختراع ‎J‏ على عنصر ذي قطر أكبر من أو يساوي ‎١١١‏ مم لأن تأثير الاختراع الحالي يظهر

8 بوضوح. في غضون ذلك؛ عندما يتم تمديد المنطقة بعدد قليل من اللفات إلى جزء الطبقة الداخلية حيث يكون طول غشاء الألياف المجوفة صغيراً؛ يكون تأثير نقص فاقد الضغط صغيراً؛ ويمكن أن تتدهور مقاومة الملوثات. وبالتالي؛ يفضل أن يكون عدد اللفات لجزءٍ الطبقة الداخلية أكبر من

ا ‎Ve‏ بينما يتم ترتيب عنصر غشاء الألياف المجوفة الذي فيه أغشية الألياف المجوفة بأسلوب متقاطع تم تقليدياً اقتراح لاستخدام التناضح العكسي -في أي من الاقتراحات التقليدية- أن يكون عدد اللفات أكبر من النطاق الذي حدده الاختراع الحالي؛ ولكي نكون أكثر تحديداً؛ يكون عدد اللفات ". عند استخدام النظم المتقاطع لغشاء الألياف المجوفة التقليدي الذي فيه يكون عدد اللفات ؟ بشكل مباشر في عنصر غشاء الألياف المجوفة بالنسبة للتناضح الأمامي في الاختراع الحالي؛ لا ‎VO‏ يمكن ضمان أن يكون معدل تخلل المياه ‎WIS‏ لأن فاقد الضغط في الدفق للمائع المتدفق في النقب يكون كبيراً ‎dan‏ على الرغم من إمكانية الحصول على مقاومة عالية الملوثات. وذلك بسبب وجود تفاوت حوالي الضعف في طول الدفق للمائع المتدفق في ثقب غشاء الألياف المجوفة بين التناضح العكسي والتناضح الأمامي -كما يتضح من المقارنة بين الشكل ‎١‏ والشكل 7- ويتأثر التناضح الأمامي بشكل كبير بفاقد الضغط في الدفق الذي تسببه الزيادة في عدد اللفات. ‎dyad‏ في ‎a‏ ‎٠‏ الطبقة الخارجية من عنصر غشاء الألياف المجوفة حيث يكون طول غشاء الألياف المجوفة ‎Ssh‏ يزيد التأثير. وبالتالي؛ يكون من الضروري أن يتم ‎dae)‏ عدد اللفات في جزء الطبقة الخارجية صغيراً ما أمكن ضمن الحد الأعلى لنطاق الاختراع الحالي المحدد فيما سبق لكي لا يتأثر كثيراً بفعل فاقد الضغط في الدفق. وعلى العكس؛ عندما يتم إعداد عدد اللفات صغيراً تتدهور مقاومة الملوثات بشكل كبير بالنسبة لاستخدام التناضح العكسي؛ ومع ذلك؛ في استخدام ‎Yo‏ التناضح الأمامي؛ يكون التدهور في مقاومة الملوثات الناتج عن التقص في عدد اللفات أصغر ‎Les iS‏ هو في الاستخدام للتناضح العكسي. ويعزى ذلك للاختلاف في اتجاه تدفق المياه المتوغل بالغشاء بين التناضح العكسي والتناضح الأمامي. لكي نكون أكثر تحديداً؛ كما يتضح من الشكل ‎١‏ والشكل 7؛ في ‎Alla‏ التناضح ‎(ual)‏ يتخلل الماء العذب الموجود في ماء البحر الغشاء بضغط ماء البحر لخارج غشاء الألياف المجوفة؛ لذا يرجح التقاط الملوثات وترسبها بين أغشية

اضف

-؟١-‏ الألياف المجوفة. وعلى العكس؛ يميز التناضح الأمامي أنه من الصعب ترسب الملوثات على سطح الغشاء لأن الماء العذب الموجود في المائع المتدفق في ثقب غشاء الألياف المجوفة يمر خلال غشاء الألياف المجوفة؛ على الرغم من تدفق ماء البحر لخارج غشاء الألياف المجوفة بنفس الأسلوب. يجب ملاحظة إن الأمر يتطلب أن يتم إعداد عدد لفات أكبر من أو يساوي الحد الأدنى © من النطاق الذي حدده الاختراع الحالي ‎Led‏ سبق لأن عدد لفات صغير جداً يسبب تدهوراً في مقاومة الملوثتات حتى في استخدام التناضح الأمامي. يمكن إنتاج غشاء الألياف المجوفة الخاص بالاختراع الحالي؛ على سبيل المثال؛ بالأسلوب المبين في منشور براءة الاختراع اليابانية رقم 2913117 الذي يتضمن إطلاق غشاء يشكل محلول ‎Ke‏ من ثلاثي أسيتات السليولوز ‎J Sls «cellulose triacetate‏ ايثيلين ‎«(EG) ethylene glycol‏ ‎٠‏ ون-ميثيل-7-بيروليدون ‎(NMP) N-methyl-2-pyrrolidone‏ .من منفت . ثلاثي الأجزاء ‎nozzle‏ 0م0ناهم0؛ جعل المحلول ينغمس في مادة متخترة سائلة ‎liquid coagulant‏ مكونة من ماء/جليكول إيثيلين/ ن -ميثيل-7-بيروليدون بعد مرورها خلال جزء انتقال الهراء ‎air traveling‏ ‎part‏ _للحصول على غشاء ألياف مجوفة؛ ‎Jue‏ غشاء الألياف المجوفة بالماء؛ وإجراء معالجة حرارية لإنتاج غشاء ألياف مجوفة من أسيتات سليولوزية. يمكن أيضا إنتاج غشاء ألياف مجوفة ‎Vo‏ 0 بولي ‎add‏ بنتقية بولي أميد مبلمر ‎copolymerized polyamide‏ إلى جانب مركب آخر يتم الحصول عليه ببلمرة محلول منخفض الحرارة من تيريفتثالويل ثنائي كلوريد ‎terephthaloyl‏ ‎SEE 4 dichloride‏ أمينو ثنائي فينيل سلفون ‎4,4°-diaminodiphenylsulfone‏ وبيبرازين ‎piperazine‏ ثم إذابة البولي أميد المبلمر ‎purified copolymerized polyamide‏ إلى جانب مركب آخر المنقى في محلول ثنائي ميقيل أسيتاميد ‎dimethylacetamide solution‏ يحول ‎CaCl‏ وثنائي ‎٠‏ جليسرين ‎diglycerin‏ لتحضير غشاء يكون محلول؛ إطلاق الغشاء الذي يكون محلول من منفث ثلاثي الأجزاء إلى داخل ‎sale‏ متخثرة سائلة خلال جزءٍ ‎cols JE)‏ غسل غشاء الألياف المجوفة المكتسب ‎co Lally‏ وإجراء معالجة حرارية لإنتاج غشاء ألياف مجوفة من بولي أميد. يتم دمج غشاء الألياف المجوفة الخاص بالاختراع الحالي والمتحصل عليه بالأسلوب المبين أعلاه داخل عنصر غشاء ألياف مجوفة بطريقة معروفة تقليدياً. لمدمج أغشية ألياف مجوفة؛ على سبيل ‎Yo‏ المثال» كما هو مبين في براءات الاختراع اليابانية أرقام ‎CEYYYYEY 6417 EAT‏ ملتلنكم؟ 5 ..الخ.» £0 إلى 90 يتم جمع أغشية ألياف مجوفة لمنح تركيبة غشاء ألياف مجوفة ويتم نظم جمع وافر من تركيبات أغشية الألياف المجوفة ‎Lala‏ لمنح حزمة مسطحة ‎flat bundle‏ من أغشية ألياف مجوفة؛ ويتم لف الحزمة الناتجة على ماسورة توزيع مسامية ذات تقوب متعددة بينما ريثما يتم اجتيازها. بضبط طول وسرعة دوران ماسورة التوزيع المسامية؛ وسرعة اجتياز حزمة

س١‏ أغشية الألياف المجوفة في ذلك الوقت؛ يتم لف الحزمة لأعلى لكي تتم تهيئة جزء التقاطع في موضع محدد على السطح المحيطي للجسم الملفوف. وبعد ذلك؛ تتم تغرية كلا طرفي الجسم الملفوف؛ ثم يتم قطع كلا الجانبين لتكون جزئي فتحات لأغشية الألياف المجوفة؛ ومن ثم يتم تصنيع عنصر غشاء الألياف المجوفة.

0 يمكن لواحد أو أكثر من عناصر غشاء الألياف المجوفة للتناضح الأمامي الخاص بالاختراع الحالي المولّف بالأسلوب المبين أعلاه أن يشكل وحدة غشاء ألياف مجوفة لتناضح أمامي بتعبئته في وعاء؛ وخصوصاً ‎slog‏ ضغط ‎pressure vessel‏ ذي مقاومة للضغط لضغط التشغيل. لوحدة غشاء الألياف المجوفة للتناضح الأمامي أربعة منافث ‎nozzles‏ كما هو مبين في شكل 4. اثنان من تلك هي منفث مدخل ‎inlet nozzle‏ ومنفث مخرج ‎outlet nozzle‏ لمحلول عالي التركيز ذي

‎٠‏ ضغط تناضحي عالي؛ ويتصل المحلول عالي التركيز مع الفراغ الذي يكون في اتصال سائل مع خارج غشاء الألياف المجوفة؛ ويتصل منفث المدخل مع مدخل ماسورة التوزيع المسامية للعنصر؛ ويتصل منفث المخرج مع الفراغ الذي يكون في اتصال سائل مع جزء الطبقة الخارجية الأبعد لعنصر غشاء الألياف المجوفة. في غضون ذلك؛ يكون المنفثان المتبقيان هما منفث مدخل ومنفث مخرج لماء عذب منخفض التركيز ذي ضغط تناضح منخفض؛ ويتصلان مع الفراغ الذي يكون

‎٠‏ في اتصال سائل مع الطرفين المفتوحين لثقب غشاء الألياف المجوفة. ‎ly‏ على نتيجة الأمثلة كما هي مبينة ‎Ba‏ تم إظهار الرسم البياني الدال على العلاقة بين معدل تدفق تخلل المياه لكل ‎ana‏ عنصر غشاء ومقاومة الملوثات (معدل الزيادة في الضغط التفاوتي) في الشكل ‎LY‏ كما يتضح من هذا الرسم البياني» يمكن قراءة إن معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم عنصر غشاء ومعدل الزيادة في الضغط التفاوتي يزيدان تصاعدياً بتقليل عدد اللفات لجزء الطبقة

‎number of winds ‏إلى عنصر الغشاء التقليدي للتناضح العكسي (عدد اللفات‎ daw ‏الخارجية‎ ٠ ‏من 7؛ يكون معدل تدفق‎ ١,# ‏على سبيل المثال؛ عندما يتم تغيير عدد اللفات إلى‎ .)١ ‏هو‎ (WD) ‏مما سبق؛ وعندما يتم تغيير عدد اللفات إلى‎ 530 ١,١ ‏تخلل المياه لكل حجم عنصر غشاء حوالي‎ ‏مرة مما سبق. في غضون ذلك؛ يتجه‎ ٠,7 ‏يكون معدل تدفق تخلل المياه حول ما يصل إلى‎ 5 ‏معدل الزيادة في معدل الدفق إلى الزيادة بسرعة حول النقطة التي عندها يكون عدد اللفات أقل من‎

‎.١ Yo‏ بالنظر في ميل المنحنى؛ يتوقع بسهولة إن الاختلاف في الأداء بين عناصر الغشاء ‎membrane elements‏ يزيد عندما يتم ‎dae)‏ عدد اللفات لكي يكون صغيراً جداً. لهذا السبب؛ في الاختراع الحالي؛ يكون عدد اللفات لعنصر الغشاء قادر على كبح معدل الزيادة في الضغط التفاوتي قدر الإمكان بينما يكفل ضبط معدل تدفق تخلل مياه أعلى في النطاق من ‎١.77‏ إلى ؛ ويفضل في النطاق من ‎١,5‏ إلى ‎.٠,5‏ ليست القيم العددية لمعدل تدفق تخلل المياه لكل

‏اضف yee ‏عنصر غشاء ومعدل الزيادة في الضغط التفاوتي ذات مغزى في ذاتها تحديداً لأنها تعتمد على‎ ‏أداء أغشية الألياف المجوفة.‎ ‏كمعالم تؤثر على علاقات معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم عنصر غشاء ومعدل الزيادة في‎ ‏الضغط التفاوتي؛ تم أيضا اختبار العلاقات مع قطر عنصر الغشاء؛ وطول عنصر الغشاء؛‎ .٠١ ‏والقطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة. تم إظهار النتائج في الرسوم البيانية للأشكال + إلى‎ ©

على الرغم من إن الاختلافات في تلك المعالم لا تؤثر على معدل الزيادة في الضغط التفاوتي؛ فإنها تؤثر على معدل تدفق تخلل المياه لكل عنصر غشاء. على سبيل المثال؛ يوضح الشكل ‎A‏ ‏التأثر بالتغير في قطر عنصر الغشاء؛ وكلما زاد قطر عنصر الغشاء؛ ينخفض معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم عنصر غشاء تدريجياً ويثبت تقريباً في نهاية المطاف. بعبارة ‎al‏ يفضل قطر

‎٠‏ أصغر لعنصر الغشاء لأن معدل تدفق تخلل المياه لكل عنصر غشاء يزيد. ومع ذلك؛ عندما يكون قطر عنصر الغشاء صغيراً؛ لا يتم بذل التأثير المقصود من الاختراع الحالي لخفض فاقد الضغط في الدفق لثقب غشاء الألياف المجوفة؛ ومن ثم يفضل أن يكون قطر عنصر الغشاء أكبر من أو يساوي ‎١١‏ مم. أيضاً؛ يفضل قطر أكبر لعنصر الغشاء لأن تأثير الاختراع الحالي يصبح ‎dale‏ ‏ومع ذلك؛ من حيث سهولة الإنتاج لعنصر ‎co lial‏ سوف يكون حوالي ‎47٠‏ مم في الغالب.

‎Vo‏ يوضح الشكل 4 التأثر بطول عنصر الغشاء. مع زيادة طول عنصر الغشاء؛ يصل معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم عنصر غشاء إلى الذروة عند طول معين؛ ومع زيادة الطول أكثر؛ يتجه معدل تدفق تخلل المياه إلى الانخفاض تدريجياً. ‎cling‏ يمكن اكتشاف أنه يفضل أن يكون طول عنصر الغشاء الذي يبدي الأداء الأفضل من ذلك الذي لوحدة التناضح العكسي التقليدية ‎Jig)‏ ‏مقارن ١)؛‏ حوالي ‎٠,7‏ م إلى 1,ام.

‎YS‏ يوضح الشكل ‎٠١‏ التأثر بالقطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة. يزيد معدل تدفق تخلل المياه مع ‎sal;‏ القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة؛ ومع ذلك؛ ينحدر معدل تدفق تخلل المياه تدريجياً مع تجاوز القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة لقيمة معينة. ويعزى ذلك إلى حقيقة أنه بالنسبة لقيمة ثابتة لعنصر الغشاء؛ تقل مساحة الغشاء بزيادة القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة. بقراءة القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة الذي عنده يعمل تأثير الاختراع الحالي من الشكل

‎Ne Yo‏ يمكن إدراك إن تلك الأغشية التي تمتلك قطراً خارجياً يتراوح من حوالي ‎٠60‏ ميكرون إلى ‎YY‏ ميكرون تبدي الأداء ‎Sal)‏ عن وحدة التناضح العكسي التقليدية (مثال مقارن ‎.)١‏ ‏يمكن لوحدة غشاء الألياف المجوفة للتناضح الأمامي المولفة بهذا الأسلوب أن تنتج معدل تدفق تخلل مياه كدفق تناضحي ‎osmotic flow‏ من تفاوت الضغط التناضحي ‎osmotic pressure‏ الذي

اج \ _ ينتجه التفاوت في تركيز الملح في المياه المتدفقة إلى ‎Jy pla‏ داخل (ثقب) غشاء الألياف المجوفة. وبالنتيجة؛ بسحب الماء العذب خارجاً من سائل تغذية منخفض التركيز أو سحب ماء عذب خارجاً؛ يمكن تركيز سائل التغذية منخفض التركيز؛ أو استرداد الطاقة من الدفق التناضحي. لكي نكون أكثر تحديداً؛ بجعل محلول ‎Sle‏ مضغوط ذي ضغط تناضحي عالي (ماء بحر) وماء © عذب ذي ضغط تتناضحي منخفض بضغط منخفض يختلطان ببعضهما البعض عبر غشاء تناضح أمامي؛ يتدفق الماء العذب بضغط منخفض إلى داخل المحلول المائي ذي الضغط التناضحي العالي بضغط عالٍ خلال الغشاء؛ ويدور التربين أو ما شابه بفعل المحلول ‎SW‏ ‎eda saad)‏ ومن ثم يتم استرجاع الطاقة. أمثلة ‎٠‏ فيما يلي؛ سيتم توصيف الاختراع الحالي بشكل أكثر تحديداً عن طريق ‎ARN)‏ ومع ذلك؛ فإن الاختراع الحالي لا يقتصر على تلك الأمثلة. تم قياس القيم المميزة في الأمثلة وفقا للطرق التالية. ‎)١(‏ قياس القطر الداخلي؛ القطر الخارجي؛ والتجويف يمكن الحصول على القطر الداخلي والقطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة بإيلاج أغشية ألياف مجوفة متعددة في ثقب قطره ؟ مم مثقوب في وسط زجاج منزلق ‎slide glass‏ بأسلوب بحيث لا ‎١٠‏ تنزلق أغشية الألياف المجوفة خلاله؛ وقطع أغشية الألياف المجوفة على طول السطحين العلوي والسفلي للزجاج المنزلق باستخدام شفرة للحصول على عينة مقطعية عرضية لغشاء الألياف المجوفة؛ وقياس المحور القصير والمحور الطويل للقطاع العرضي لغشاء الألياف المجوفة باستخدام جهاز العرض ‎4ally Nikon PROFILE PROJECTOR V-12‏ لأحد القطاعات العرضية لغشاء الألياف المجوفة؛ تم قياس المحاور القصير والمحاور الطويلة في اتجاهين؛ وتم ‎Yo‏ تقدير كل من متوسط القيم الحسابية لتلك المحاور كمحور قصير ومحور طويل لأحد القطاعات العرضية لغشاء الألياف المجوفة. بالنسبة لخمس قطاعات عرضية؛ تم إجراء قياس بنفس الأسلوب؛ وتم أخذ متوسط القيم كقطر داخلي وقطر خارجي. تم احتساب التجويف عن طيق (قطر داخلي/قطر ‎.٠٠١ XY (ala‏ ‎(Y)‏ قياس طول العنصر ‎YO‏ تم تحضير عنصر غشاء ألياف مجوفة بسد كلا طرفي جسم غشاء ألياف مجوفة ملفوف براتنج؛ وقطع جزء من الراتنج لفتح كلا طرفي غشاء الألياف المجوفة. تم قياس وتحديد مسافة خطية

_ أ \ _ متوازية مع المحور الأوسط من أحد الطرفين المفتوحين إلى الطرف المفتوح الآخر لعنصر غشاء الألياف المجوفة. (؟) قياس قطر العنصر تم قياس قطر الطرف المفتوح الذي كونه سد عنصر غشاء الألياف المجوفة براتنج. © )8( قياس مساحة غشاء لكل عنصر ثم تحديد مساحة الغشاء ‎membrane area‏ من القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة؛ ‎Deg‏ ‏أغشية الألياف المجوفة الموجودة في عنصر غشاء الألياف المجوفة؛ ومتوسط الطول الفعال لغشاء الألياف المجوفة. مساحة الغشاء ‎x p= (Ta)‏ القطر الخارجي (م) لغشاء الألياف المجوفة ‎x‏ عدد أغشية الألياف ‎٠‏ المجوفة ‎X‏ متوسط الطول الفعال (م) لغشاء الألياف المجوفة تم احتساب متوسط الطول الفعال لغشاء الألياف المجوفة بالأسلوب التالي. تم قياس المسافة بين داخليات الراتنجات في طرفي العنصرء أي الطول الفعال الظاهر ‎effective‏ ‎(LE) length‏ لغشاء الألياف المجوفة؛ والقطر الخارجي ‎DO) outer diameter‏ لجزء جسم العنصرء والقطر الخارجي ‎(DI) outer diameter‏ لماسورة التوزيع المسامية؛ وتم تعويض تلك ‎Vo‏ القيم المقاسة ‎lee‏ بعدد اللفات ‎(WD)‏ في الصيغة ‎ddl)‏ ومن ثم تم احتساب متوسط الطول الفعال. ‎DO x WD)?‏ ب + ره = ‎LO2‏ ‎DI x WD)?‏ م + ‎(LE)*‏ = 112 متوسط الطول الفعال = 0112(07(/2 + ‎(LO2)°7‏ ‎١‏ )°( قياس حجم العنصر ثم تحديد حجم العنصر من قطر عنصر الغشا 0 وطول عنصر الغشا ‎oe‏ ‏حجم العنصر (م") - » ‎x‏ (القطر الخارجي (م) لطرف العنصر) "/؛ ‎x‏ طول العنصر (م) )7( قياس عدد اللفات اضف

تم تحديد عدد ‎lll)‏ من عدد مرات اللفات (عدد مرات الدورات) ‎Bes‏ إلى المحور الأوسط من أحد طرفي غشاء الألياف المجوفة للجسم الملفوف إلى الطرف الآخر. ‎(V)‏ قياس ‎JES‏ التعبئة تم تحديد كثافة التعبئة بتقسيم الحجم الكلي لأغشية الألياف المجوفة الموجودة في جسم غشاء ‎fo}‏ الألياف المجوفة الملفوف (على أساس القطر الخارجي لغشاء الألياف المجوفة) على حجم جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف. كثافة التعبئة (7) = ‎x‏ (القطر الخارجي (م) لغشاء الألياف المجوفة) £7 ‎x (Ta)‏ الطول الكلي لغشاء الألياف المجوفة (م)/ حجم جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف ‎127٠٠٠ x (Ta)‏ حجم جسم الألياف المجوفة الملفوف = ج » ‎(LE)‏ »00 ‎٠‏ الطول الكلي لغشاء الألياف المجوفة = متوسط الطول الفعال ‎x‏ عدد أغشية الألياف المجوفة ‎(A)‏ قياس معدل تدفق تخلل المياه تمت تعبئة أحد عناصر غشاء الألياف المجوفة في وعاء ضغط لتوليف وحدة غشاء ألياف مجوفة ومن أحد المنافث المتصلة بأجزاء فتحات ذات صلة من غشاء الألياف المجوفة؛ تمت تغذية ماء عذب ذي تركيز كلوريد صوديوم ‎sodium chloride‏ من ‎١7‏ جم/لتر بواسطة مضخة تغذية ‎feed‏ ‎cpump Yo‏ وتم صرف الماء العذب من المنفث ‎AY nozzle‏ . في غضون ‎Sl‏ تمت تغذية محلول ‎Sle‏ عالي التركيز ذي تركيز من كلوريد صوديوم من ‎١١‏ جم/لتزر إلى ماسورة التوزيع المسامية المتصلة بخارج غشاء الألياف المجوفة ‎dail gs‏ مضخة تغذية ‎oly) dela‏ يمر عبر خارج غشاء الألياف ‎dd sad)‏ ومن ثم صرفه من المنفث المثبت على السطح الجانبي لوعاء الضغط المتصل بخارج تركيبة غشاء الألياف المجوفة؛ وتم ضبط الضغط ومعدل الدفق بواسطة صمام ضبط ‎adjusting valve ٠‏ معدل الدفق. بالسماح لضغط التغذية للمحلول المائي عالي التركيز ‎ob‏ يكون بي دي إس ‎١‏ 2051 (ميجاباسكال)؛ وأن يكون معدل تدفق التغذية ‎feed flow rate‏ كيو دي إس ‎١‏ ‏1 (لتر/دقيقة)؛ وأن تكون كمية صرف المحلول المائي عالي التركيز كيو دي إس ¥ 0152 (لتر/دقيقة)؛ وأن يكون معدل تدفق التغذية للماء العذب كيو إف إس ‎١‏ 0881 (لتر/دقيقة)؛ وأن يكون معدل تدفق الصرف للماء العذب كيو دي إف 7 0852 (لترادقيقة)؛ ‎oly‏ يكون ضغط ‎Yo‏ الصرف للماء العذب بي ‎a)‏ إس ‎PFS2 Y‏ (كيلو باسكال)؛ ثم قياس الزيادة في معدل الدفق للمحلول المائي عالي التركيز ‎(QDS2 - QDS1)‏ في تلك الظروف بصفته معدل تدفق تخلل المياه للوحدة. تم ضبط درجة الحرارة إلى 75" مئوية.

م \ _ ‎Y,Y = PDSI‏ ميجا باسكال 1 - أقل من أو يساوي ‎٠١‏ كيلو باسكال ‎Y = 0051/0052 - QDS1)‏ ‎QFS2/(QDS2 - QDS1)‏ = ل 2 ثم ضبط الضغط الداخل من الماء العذب عند ‎٠,١‏ ميجا ‎(JILL‏ وعندما تجاوز ‎١‏ ميجا باسكال؛ تم ضبط 01751 كي تكون ‎١,١‏ ميجا باسكال. تم احتساب معدل الزيادة في معدل تدفق تخلل المياه على أساس معدل تدفق تخلل المياه ‎JE‏ ‏المقارن ‎١‏ (وحدة التناضح العكسي من نوع تقليدي) لكل مثال وفقا للصيغة التالية. مثال) معدل الزيادة في معدل تدفق تخلل المياه (7) = (معدل تدفق تخلل المياه في المثال ‎-١‏ ‎٠‏ معدل تدفق تخلل المياه في ‎JE‏ المقارن ١)/معدل‏ تدفق تخال المياه في المثال المقارن ‎١‏ * ‎١ “ou‏ )2( قياس مقاومة الملوثات تم احتساب تشغيل متواصل في نفس ظروف التشغيل كما في قياس معدل تدفق تخلل المياه غير أنه تم استخدام ماء بحر محاكي عالي التلوث لقياس مقاومة الملوثات مكان المحلول المائي عالي ‎Vo‏ التركيز؛ وتم قياس التغير في الضغط المتفاوت ( ‎(PDSI - PDS2‏ بين ضغط التغذية ‎(PDS1)‏ ‏وضغط المخرج ‎(PDS2)‏ للمحلول المائي عالي التركيز أو ما شابه. تم اعتبار النسبة بين الضغط المتفاوت بعد ‎٠٠١‏ ساعة؛ والضغط المتفاوت في حالة المحلول المائي عالي التركيز كمعدل للزيادة في الضغط المتفاوت؛ وتم قياس ظروف التلوث لعنصر غشاء الألياف المجوفة. كان تركيب ما ع البحر المحاكي عالي الثلوث ‎Ye‏ جم/لتر من كلوريد الصوديوم ‎٠ A‏ جم/لتر من ‎٠‏ ألجينات الصوديوم ‎sodium alginate‏ سيليكا غروانية ‎Jed (PL-7) colloidal silica‏ جرام - 506؛ و١٠‏ مللي جرام/لتر من كلوريد سداسي هيدرات الحديد ‎(IT) chloride hexahydrate‏ في ماء معالجة غشاء تناضح عكسي. (مثال ‎)١‏ ‏تم الحصول على غشاء يشكل محلول تخزين ‎stock solution‏ بإذابة 741 من الوزن من ثلاثي ‎Yo‏ أسيتات سليولوزية ‎CTA, DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, ) cellulose triacetate‏

-١4-

Mitsubishi Chemical) ‏من الوزن من ان -ميثيل-؟ -بيروليدون‎ 2560 »)110... 5 «(Mitsubishi Chemical Corporation) (uli) ‏من الوزن من جليكول‎ 2.7 (Corporation

J&% (.NACALAI TESQUE, INC) benzoic acid ‏من الوزن من حمض بنزويك‎ ZY 5 ‏موحد عند درجة حرارة ١83٠"مثوية. تمت إزالة رغوة الغشاء المتحصل الذي يشكل محلول التخزين‎ ةيوئم”٠١7 ‏تحت ضغط منخفض؛ وإطلاقه في فراغ معزول عن الجو الخارجي عند درجة حرارة‎ © ‏ثانية؛ ومن ثم غمسه‎ ١77 ‏من منفث على شكل قوس (ثلاثي الأجزاء)؛ وحفظه في الهواء لمدة‎ = ‏ان-ميثيل-؟ -بيروليدون/ جليكول إيثيلين/ ماء‎ («coagulation bath ‏تخثر‎ ales ‏في‎ ‏عند درجة حرارة ١١٠”مئوية. وبعد ذلك؛ تم غسل غشاء الألياف المجوفة بطريقة‎ 5/0, 5 ‏وتم نفضه في ظرف‎ cmultistage tilting bucket water ‏غسل بماء ذنوب مائل متعدد المراحل‎

Agi ‏رطب. تم غمس غشاء الألياف المجوفة المتحصل عليه في الماء عند درجة حرارة‎ ٠ ‏دقيقة.‎ ٠١ ‏ومعالجته بماء ساخن لمدة‎

Wo ‏ميكرون وقطر خارجي من‎ AO ‏كان لغشاء الألياف المجوفة المتحصل عليه قطر داخلي من‎ ‏تم نظم أغشية الألياف المجوفة المتحصل عليها بأسلوب متقاطع حول ماسورة توزيع مسامية‎ ‎Vo‏ لتكوين تركيبة من أغشية ألياف مجوفة. تم نظم أغشية الألياف المجوفة بأسلوب متقاطع بلفها حول ماسورة التوزيع المسامية بتضليع حزمة من أغشية ألياف مجوفة بينما يتم تدوير ماسورة التوزيع المسامية حول محورها. تم تثبيت كلا طرفي تركيبة أغشية الألياف المجوفة بالبوتقة براتنج إيبوكسي ‎cepoxy resin‏ ومن ثم تم قطع كلا طرفي أجزاء الراتنج لفتح تقوب أغشية الألياف المجوفة؛ وهكذا تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة. ‎٠‏ كان لعنصر غشاء ‎GLY‏ المجوفة المتحصل عليه عدد من لفات لكل طول عنصر من 0,5 في المنطقة الممتدة من الطبقة الخارجية الأبعد لجسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى ثلاثة أرباع سمك الجسم الملفوف (جزء الطبقة الخارجية)؛ وعدد من لفات لكل طول عنصر من ‎7,٠‏ في ‎gall‏ ‏المتبقي؛ وكان له طول حوالي ‎١0‏ سم؛ وقطر خارجي من ‎١8١‏ مم؛ ‎BES‏ تعبئة لأغشية ألياف مجوفة من )70 ومساحة غشاء من ‎TY‏ م". تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة في وعاء ‎Yo‏ ضغط لصنع وحدة؛ وتم إجراء اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالاشتراك مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة والعنصر. (مثال ‎(v‏ ‏اضف

=« \ _ تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة باستخدام أغشية ألياف مجوفة مماثلة لتلك التي في ‎Jill‏ ‎١‏ بنفس الأسلوب كما في المثال ‎١‏ غير أنه تم تغيير عدد اللفات لجزء الطبقة الخارجية إلى ‎.٠١‏ ‏تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة هذا في وعاء ضغط لعمل ‎any‏ وتم إجراء اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالترافق مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة والعنصر. ‎(rag ٠‏ تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة باستخدام أغشية ألياف مجوفة مماثلة لتلك التي في ‎Jill‏ ‎١‏ بنفس الأسلوب كما في المثال ‎١‏ غير أنه تم تغيير عدد اللفات لجزء الطبقة الخارجية إلى ‎.١,*‏ ‏تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة هذا في وعاء ضغط لعمل ‎any‏ وتم ‎shal‏ اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالترافق مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة والعنصر. ‎Jig ٠‏ ¢( تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة باستخدام أغشية ألياف مجوفة مماثلة لتلك التي في ‎Jill‏ ‎١‏ بنفس الأسلوب كما في المثال ‎١‏ غير أنه تم تغيير عدد اللفات لكل طول ‎pale‏ في ‎sa‏ ‏الطبقة الخارجية (المنطقة الممتدة من الطبقة الخارجية الأبعد من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى ثمن سمك الجسم الملفوف) إلى 0٠؛‏ وتم تغيير عدد اللفات في الجزء المتبقي (جزء ‎١‏ الطبقة الداخلية) إلى 7,0. تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة هذا في وعاء ضغط لعمل ‎cas‏ وتم إجراء اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالترافق مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة والعنصر. (مثال 5) تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة باستخدام أغشية ألياف مجوفة مماثلة لتلك التي في ‎Jill‏ ‎١ Yo‏ بنفس ‎١‏ لأسلوب كما في المثال ‎١‏ غير أنه ثم تغيير القطر الخارجي للعنصر إلى ‎AR‏ مم وثم تغيير عدد اللفات لكل طول عنصر في جزء الطبقة الخارجية (المنطقة الممتدة من الطبقة الخارجية الأبعد من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى ثلاثة أرباع سمك الجسم الملفوف) إلى ‎Orr‏ ‏وتم تغير عدد اللفات في الجزء المتبقي (جزء الطبقة الداخلية) إلى 7.80. تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة هذا في وعاء ضغط لعمل ‎Gas‏ وتم إجراء اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في ‎YO‏ الجدول ‎١‏ بالترافق مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة والعنصر. (مثال مقارن ‎)١‏

_— \ \ _ تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة باستخدام أغشية ألياف مجوفة مماثلة لتلك التي في ‎Jill‏ ‎١‏ بنفس الأسلوب كما في المثال ‎١‏ غير أنه تم تغيير عدد اللفات إلى ‎7,٠‏ في ‎gia‏ الطبقة الداخلية وفي جزء الطبقة الخارجية على ‎aa‏ سواء. تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة هذا في ‎le‏ عِ ضغط لعمل وحدة؛ ‎As‏ إجراء اختبارات مختلفة. ثم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالترافق © مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة والعنصر. ‎J)‏ مقارن ‎(Y‏ ‏تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة باستخدام أغشية ألياف مجوفة مماثلة لتلك التي في ‎Jill‏ ‎١‏ بنفس الأسلوب كما في المثال ‎١‏ غير أنه تم تغيير عدد اللفات لجزء الطبقة الخارجية إلى ‎Sad ov, Y 5‏ تعبئة عنصر ‎Lis‏ & الألياف المجوفة هذا في ‎le‏ 4[ ضغط لعمل وحدة؛ وثم إجراء ‎٠‏ اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالترافق مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة (مثال مقارن ؟) تم تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة باستخدام أغشية ألياف مجوفة مماثلة لتلك التي في ‎Jill‏ ‎١‏ بنفس الأسلوب كما في المثال ‎١‏ غير أنه تم تغيير عدد اللفات في جزء الطبقة الخارجية ‎١‏ (المنطقة الممتدة من الطبقة الخارجية الأبعد من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى ثمن سمك الجسم الملفوف) إلى ,)0 وتم تغيير عدد اللفات في الجزء المتبقي (جزء الطبقة الداخلية) إلى 4 ‎Sad . Y y‏ تعيئة عنصر غشا & الألياف المجوفة هذا في ‎le‏ 4[ ضغط لعمل وحدة؛ وثم إجراء اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالترافق مع تفاصيل غشاء الألياف المجوفة ‎٠‏ (مثال 1( بعد تنقية بولي أميد مبلمر ‎copolymerized polyamide‏ إلى جانب مركب ‎AT‏ يتم الحصول عليه من تيريفتالويل ثنائي كلوريد ‎١٠١0 dterephthaloyl dichloride‏ جزيء جرامي7 من ‎SEE of‏ ‎SE sil‏ فينيل سلفون ‎44-diaminodiphenylsulfone‏ و١7‏ جزيء جرامي7 من بيبيرايزين ‎piperazine‏ بطريقة بلمرة محلول منخفض الحرارة؛ وتمت إذابة 7 جزء من الوزن من بولي أميد ‎ele YO‏ إلى جانب مركب ‎AT‏ عند ‎LATA‏ في محلول ‎SB‏ ميثيل أسيتاميد ‎dimethylacetamide solution‏ يحول 4 أجزاء من الوزن (نسبة إلى البوليمر) من ‎CaCl,‏ و6,؟ جزء من الوزن (نسبةً إلى البوليمر) من ثنائي جلسرين ‎ddiglycerin‏ لتحضير غشاء يشكل محلول. اضف yy ‏بعد إزالة رغوة المحلول الناتج؛ تم إطلاق المحلول من منفث ثلاثي الأجزاء؛ والسماح له بالانتقال‎ ‏في الهواء؛ ومن ثم تم غمسه في تخثر سائل مبرد إلى ؛ إلى 7”مثوية للحصول على غشاء ألياف‎ ‏إلى 85"مثوية‎ Vo ‏مجوفة. ثم تم غسل غشاء الألياف المجوفة المكتسب بالماء؛ ثم تسخينه عند‎ ‏ميكرون» وقطر‎ ٠٠١ ‏لمدة 70 دقيقة. يكون لغشاء الألياف المجوفة المكتسب قطر داخلي من‎ ‏ميكرون.‎ Yer ‏خارجي من‎ © ‏تم نظم أغشية الألياف المجوفة المكتسبة بأسلوب متقاطع حول ماسورة توزيع مسامية لتكوين تركيبة‎ ‏من أغشية ألياف مجوفة. تم نظم أغشية الألياف المجوفة بأسلوب متقاطع بلفها حول ماسورة توزيع‎ ‏مسامية بتخطيط متقاطع لحزمة من أغشية ألياف مجوفة بينما يتم تدوير ماسورة التوزيع المسامية‎ ‏حول محورها. تم تثبيت كلا طرفي تركيبة أغشية الألياف المجوفة ببوتقتها براتنج إيبوكسي؛ ومن ثم‎ ‏تم قطع كلا طرفي أجزاء الراتنج لفتح ثقوب أغشية الألياف المجوفة؛ وهكذا تم تصنيع عنصر‎ ٠ ‏غشاء ألياف مجوفة.‎ ‏في جزء طبقة خارجية‎ ٠.0 ‏كان لعنصر غشاء الألياف المجوفة المتحصل عليه عدد من لفات من‎ ‏(منطقة تمتد من الطبقة الخارجية الأبعد من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى ثلاثة أرباع‎ ‏وطول من‎ (lala) ‏في الجزء المتبقي (جزء الطبقة‎ 7,٠ ‏سمك الجسم الملفوف)؛ وعدد لفات من‎ 751 ‏وكثافة تعبئة لأغشية ألياف مجوفة من‎ cae ١8١ ‏وقطر خارجي من‎ can Ve ‏حوالي‎ V0 ‏تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة هذا في وعاء ضغط لعمل‎ Ta 0A ‏ومساحة غشاء من‎ ‏بالترافق مع تفاصيل غشاء‎ ١ ‏وتم إجراء اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول‎ daa ‏الألياف المجوفة والعنصر.‎ ) ‏(مثال‎ ‎(SPN-23) Sulfonated polyarylether sulfone ‏تم تمهيدياً تجفيف سلفون بولي آريل أثير مسلفن‎ ٠ c= gla ‏ثنائي‎ =F OF ‏تم الحصول عليه ببلمرة 711,5 جزيء جرامي من ملح ثنائي صوديوم‎ 3,3 -disulfo-4,4’-dichlorodiphenylsulfone disodium ‏ثنائي كلورو ثنائي فينيل سلفون‎ 6 2,6- ‏كلورو بنزونيتريل‎ SWEET OY ‏جزيء جرامي من‎ 78,5 ((S-DCDPS) salt 4,4’-biphenol ‏مزدوج‎ Jed 4 »4 ‏جزيء جرامي من‎ Tove (DCBN) dichlorobenzonitrile ‏جزء من‎ ٠١8 ‏جزء من وزنه خارجاً؛ وتم خض‎ Av ‏وتم وزن‎ dela ١١ sad ةيوثم"٠٠١١ ‏عند‎ YO ‏واذابتهما بشكل متسلل‎ cpl) ‏الوزن من ن -ميثيل-؟ -بيروليدون و١١ جزء من الوزن من جليكول‎ ‏عند 0٠7١١"مثوية للحصول على غشاء يشكل محلول.‎ ‏اضف‎

_ \ Ad —_

تم حفظ الغشاء الذي يشكل المحلول عند ١5١”مثوية؛‏ وإطلاقه من منفث أنبوب -في -فوهة ‎tube-‏

‎in-orifice nozzle‏ مع جليكول إيثيلين كسائل داخلي. انتقل المحلول الذي تم إطلاقه على طول

‏فجوة هوائية ‎air gap‏ من ‎٠١‏ مم؛ ومن ثم تم غمسه في حمام ‎iA‏ يحول ماء ‎lake‏ ذا تركيز من

‏5 من الوزن. ثم تم ‎Jue‏ غشاء الألياف المجوفة في طريقة غسل بماء ذنوب مائل متعددة

‏0 المراحل؛ وتم نفضه في ظرف رطب. تم غمس غشاء الألياف المجوفة المتحصل عليه في ‎slo‏

‏مالح ذي تركيز من © نم من الوزن وتلدينه عند ‎a i’ AA‏ لمدة ‎٠١‏ دقيقة.

‏تم نظم أغشية الألياف المجوفة المتحصل عليها بأسلوب متقاطع حول ماسورة توزيع مسامية لتكون

‏تركيبة من أغشية ألياف مجوفة. تم نظم أغشية الألياف المجوفة بأسلوب متقاطع بلفها حول

‏ماسورة التوزيع المسامية بتخطيط متقاطع لحزمة من أغشية ألياف مجوفة بينما يتم تدوير ماسورة ‎٠‏ التوزيع المسامية حول محورها. تم تثبيت كلا طرفي تركيبة أغشية الألياف المجوفة ببوتقتها براتتج

‏إيبوكسي» ومن ثم تم قطع كلا طرفي أجزاء الراتتج لفتح ثقوب لأغشية الألياف المجوفة؛ وهكذا تم

‏تصنيع عنصر غشاء ألياف مجوفة.

‏كان لعنصر غشاء الألياف المجوفة المتحصل عليه عدد لفات من ‎٠.0‏ في جزء طبقة خارجية

‏(منطقة تمتد من الطبقة الخارجية الأبعد من جسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى ثلاثة أرباع ‎Vo‏ سمك الجسم الملفوف)؛ وعدد لفات من ‎7,٠‏ في الجزء المتبقي (جزء الطبقة الداخلية)» وطول من

‏حوالي ‎٠‏ 7 سم ¢ وقطر خارجي من ‎١ 7 ٠‏ مم 4[ وكثافة تعبئة لأغشية ألياف مجوفة من ‎A 5 ١‏

‏ومساحة غشاء من ‎Ta ١‏ تمت تعبئة عنصر غشاء الألياف المجوفة هذا في وعاء ضغط لعمل

‏وحدة؛ وتم إجراء اختبارات مختلفة. تم تبيان النتائج في الجدول ‎١‏ بالترافق مع تفاصيل غشاء

‏الألياف المجوفة والعنصر.

_— ¢ \ _ [جدول ‎]١‏ ‏كما يتضح من الجدول )0 تحقق عناصر غشاء الألياف المجوفة في ‎AB)‏ من ‎١‏ إلى ‎١‏ معدل تدفق تخلل المياه ‎all‏ (معدل تدفق تخلل مياه عالي لكل حجم) ومقاومة للملوثات (معدل منخفض للزيادة في الضغط المتفاوت للوحدة). على العكس؛ يتأثر المثال المقارن ‎١‏ بفاقد الضغط بسبب الطول الكبير لغشاء الألياف المجوفة لجزء الطبقة الخارجية؛ ويظهر معدل تدفق تخلل مياه منخفض رغم أنه يظهر مقاومة ممتازة للملوثات. المثال المقارن 7 إشكالي ‎Lhe‏ لأن مقاومة الملوثتات منخفضة على الرغم من إن معدل تدفق تخلل المياه مرتفع. لم يظهر المثال المقارن ؟ تأثيرات كبيرة من حيث معدل تدفق تخلل المياه ومقاومة الملوثتات على حدٍ سواء لأنه تم تقليل عدد ‎٠‏ اللفات فقط في المنطقة الممتدة من الطبقة الخارجية الأبعد من الجسم الملفوف إلى ما لا يزيد عن معدل تدفق ‎١‏ معدل الزيادة في معدل ‎ia‏ خارجية | ‎Bib a‏ داخلية | اغشاء ألياف مجوفة ‎Jad as‏ المياد | ‎Jud G8‏ المياه ‎AB) Ratha | id)‏ نقل حجم المثل المقارن 1{ ‎A A ac Fr‏ شط طول مجوثة ‎A‏ | مساحة ‎aa - SED da‏ | خارجي | ‎١ ge‏ خارجي طول فعال = ‎vat | bade‏ قف ‎LE‏ ‏للطول الفعال ‎NE.‏ معال الزيادة في ‎LT]‏ ‎EE EE IT EE ETA EE‏ مها « | يهنا ‎EO‏ ا ا« اث ‎IEEE ET A‏ ‎RA EY‏ داريا ‎EE‏ »ا ‎IE EE EE EE EE ES EI EE‏ ‎fap fe [er [ea]‏ :| ا ‎ow Le ben Gael fe [oes Pre [es fore [ae‏ ‎Jee fe fw foe fo Je |: fap] [ap feo]‏ حب اها اما ‎oe oon‏ ‎fer [oat]‏ د ‎ef fe [os Jee fees Jor fee [ae [ee Je fen]‏ ب ‎ee Ln‏ ‎ENE EEO EE na BD BREA‏ ‎tga‏ ‎Fe‏ مد ‎EA EA EA AE‏ ام ساسا اه ‎EE EN EE‏ مفارن * ‎EE a EE EE‏ 2 0 ات ‎va Ed Las‏ ‎ol Le Pee fe fe fee fe fe pe fe fe fe fee |S‏ ‎TE Tas Tas ¥ EF Er‏ لقا ‎AEE‏ و 355 2 5 5 "8 ‎ix‏ ‎١ ١ AIT‏ اما ‎IERIE ENC EB) ER ER EY EE ES EE EN‏ مقارن 7 ; ‎Hie‏ سمك الجسم الملفوف. القابلية للتطبيق الصناعى يكون عنصر غشاء الألياف المجوفة للتناضح الأمامي الخاص بالاختراع الحالي مفيداً جداً لمعالجة المياه للتناضح الأمامي وفي مجال توليد الطاقة باستخدام اختلاف التركيز كقوة دافعة لأنه

د" تم تصميمه لكي يمتلك بنية ذات أداء تخلل مياه عالي للغشاء ومقاومة ممتازة للملوثات. ‎FPL‏ التتابع: "تيار تتاضح عكسي "ب" ‎mele‏ ‏"ج' صرف ماء عذب د" مياه متخللة للغشاء "هه" ماء عذب 'و" ‏ جزء فتحة ألياف مجوفة "از" ثيار تناضح أمامي 'ي" ماء مالح 'ك" - محلول سحب + ماء ل" ماء "م" محلول سحب (ضغط تناضحي ‎(lo‏ ‎J‏ محلول تغذية (إضغط تناضحي منخفض) ‎TG V0‏ محلول سحب ‎pais‏ ‎A‏ وعاء اص" محلول تغذية ‎J‏ محلول سحب ‎"jy ٠‏ حلقة على شكل-0 'ش" طبقة راتنج ات" منتج ‎te‏ طبقة ألياف مجوفة ‎TF‏ مادة مركزة 5 لذ" --_مادة تغذية "بض" حدد اللفات 'ح" . لوح طرفي ‎VF‏ مقاومة الملوثات (معدل الزيادة في الضغط المتفاوت) ‎Jae VS‏ تدفق تخلل المياه لكل حجم ‎Ye‏ "ج١٠"‏ _معدل تدفق تخلل المياه لكل حجم (لتر/دقيقة/لتر) اضف

"و ‎"١‏ القطر الخارجي للعنصر (مم) ‎"YS‏ طول العنصر ‎١ Bi‏ " القطر الخارجي لغشا ع الألياف المجوفة (ميكرون). 4ه

Claims (1)

1. "١ ‏عناصر الحمابة‎ ‏تشتمل على ماسورة توزيع‎ 20 osmosis, ell ‏عنصر غشاء ألياف مجوفة لتناضح‎ LY hollow- ‏وجسم غشاء ألياف مجوفة وهو غشاء ألياف مجوفة‎ porous distribution pipe ‏مسامية‎ ‏مفتوح الطرفين تم تجهيزه بشكل متقاطع عن طريق لف أغشية الألياف المجوفة‎ fiber membrane ‏حول ماسورة التوزيع المسامية بشكل حلزوني؛ حيث به‎ hollow-fiber membranes ‏من طبقة خارجية أبعد لجسم غشاء الألياف‎ fas ‏أ) يكون عدد اللفات لكل طول عنصر في منطقة‎ © ‏من جسم غشاء‎ fF A A/V ‏سمك‎ wound hollow ‏المجوفة الملفوف‎ fiber membrane A, veo Nv YY ‏من‎ wound hollow ‏المجوفة الملفوف‎ fiber membrane ‏الألياف‎ ‎fiber ‏من الطبقة الأعمق لجسم غشاء الألياف‎ fag ‏ب) وعدد اللفات لكل طول عنصر في منطقة‎ ‏من سمك ١/؛ إلى 4/7 من جسم غشاء الألياف‎ wound hollow ‏المجوفة الملفوف‎ membrane .١,75 ‏أكبر من‎ wound hollow ‏المجوفة الملفوف‎ fiber membrane ٠ ‏يكون عدد اللفات لكل طول‎ Gun) ‏لعنصر الحماية‎ ly ‏عنصر غشاء الألياف المجوفة‎ ." ‏من الطبقة الخارجية الأبعد لجسم غشاء الألياف المجوفة الملفوف إلى‎ fag ‏عنصر في منطقة‎ ‏المجوفة الملفوف‎ fiber membrane ‏الثلاثة أرباع كحد أقصى من سمك جسم غشاء الألياف‎ Ave ‏هو ؟؟,» إلى‎ wound hollow | ٠ ‏أو ؛ حيث به يكون لعنصر غشاء‎ ١ ‏عنصر غشاء الألياف المجوفة وفقاً لعنصر الحماية‎ LY ٠١٠١ ‏قطر خارجي أكبر من أو يساوي‎ hollow element ‏الألياف المجوفة‎ membrane element pe ٠١ ‏إلى ؛ حيث به يتم تكوين‎ ١ ‏عنصر غشاء الألياف المجوفة وفقاً لأي من عناصر الحماية‎ Lt ‏أو أكثر يتم اختياره من‎ als resin ‏من راتنج‎ hollow-fiber membrane ‏غشاء الألياف المجوفة‎ ‏راتنج بولي أميد‎ cellulose acetate resin ‏أسيتات سليولوزية‎ zo ‏من‎ alli ‏المجموعة التي‎ .sulfonated polysulfone resin ‏وراتنج بولي سلفون مسلفن‎ «polyamide resin ov 14

   0 عنصر غشاء الألياف المجوفة وفقاً لأي من عناصر الحماية ‎١‏ إلى ‎Cun of‏ به يكون لغشاء ا لألياف المجوفة ‎hollow-fiber membrane‏ قطر خارجي من ‎١٠١٠3١‏ إلى ‎YY‏ ميكرون. 7 عنصر غشاء الألياف المجوفة وفقاً لأي من عناصر الحماية ‎١‏ إلى ©؛ حيث به يكون لجسم ‎oo‏ غشاء الألياف ‎fiber membrane‏ المجوفة الملفوف ‎wound hollow‏ قطر خارجي من ‎١٠١‏ إلى ‎AR‏ مم وطول من ‎Y‏ و* إلى 1 , ‎١‏ م

   ‎.١‏ وحدة غشاء ‎membrane module‏ ألياف مجوفة تشتمل على وعاء وعنصر غشاء ألياف مجوفة واحد أو أكثر وفقاً لأي من عناصر الحماية ‎١‏ إلى 6 تتم تعبئته في الوعاء. 4م

   «jo « 33 ‏ب‎ ‎+ ‎« z” 3 1 : g « z 29 + SEE Pod REE 3 1 3 REE 3 Sansa 1 0 > ATs %« » | AUT.

   JT PONE TE LCG ‏اس‎ ‏ا لطبي ا ا د ل‎ 3S SSE ‏ممست سس امس ات لي‎ oo 3 3 £€ 233 A ‏شكل؟‎ ‎> 3 Q «© oo» ‏دي“‎ ‏ابم‎ S ‏لا اتا‎ ‏يت ني اتا لاا ل ال ا الس‎ 3 CT SSRN SHIRT ‏ا‎ ‏اا يي لمش‎ LO) ECO J 8 9 ¥ I< 3 ory

   _ Ad «= ‏سا‎ EE EE EE EEE EE EE EE Lee ee a ‏ا‎ ‎LEE Ee > i ; So a ‏اا‎ Sa RE URINE REE NaHS Na.

   Naa aan LIRR NN HN RD aS NR N NR 3 NT AER aS Ns Ta LL Lg EE ERT ‏ل ا‎ Senna 114 22 «Ko» 5 . 3 Sy _ « PV a ‏اا - التق‎ | TET 3 xe.

   Tw 1 NG ‏م‎ 8 fo N\ Non hn Nasi as = NN Ni a -

   * aw a =

   « J » a aay Chima

   XR 8 RR

   E x RE ‏ل : المج‎

   ; Le aN

   ا ل ‎TRL‏ ‎SSN =‏ شكل ؟

   ITN. « om ‏سن وج"‎ : % ‏ب‎ 2 my & » ra & EH 1 ‏ا ا جا وو ص‎ 0 “on x 8 2. ‏تتح طحب ل‎ ee ‏الست الاج‎ RF 01 > N ‏ا ا ا‎ ee 8 ‏ا‎ EE EE EE Xt - CANTER SRY N- 1 Nase RVR 3 Nt ‏الس فيب ادي 7 ل حي‎ x Nid 0 ‏م م ا ل ل ا ا ل م ا‎ EE I RT 88 NE ‏ااا‎ Se Coan nn ERA Eis “3 3 33 TONER EE ‏تت تح‎ 0 3 ‏شكل ج‎

   ICN. 7 «© 9 «© A» 4 « 2” ‏ف‎ ‏من‎ A - ‏ب‎ «a Ei TT dn — ~ aS CT mae aa ‏وو يي‎ COPS ROOF ‏ال ل حت‎ RE Sw ‏لت ا اا ا‎ : 1 HOD ‏لا‎ ‎2 BSR tier SS IE A EN ee AR NER 8 EN i ‏ل‎ AE Fea 4 ‏تح الاي‎ ‏ا ل د د ل‎ ‏ال‎ JESSE NESE : : ‏و‎ bY Lo - N ED 3 RES RX : a : 1 ‏اا‎ ‎ae ‏ا‎ ‏كاد ا الا ا ا‎ RR ; Se TENE ‏لتقا‎ EI GY ‏الو‎ Ee ‏ا‎ I EEN : Ce TREE SERGE ERY SU Ty CURIA tee ‏الا‎ RATT 0 1 ae = & o ‏شكل‎ ‏اضرف‎

   Aaa RET aE EEE. IEA RR 13 ‏الإ‎ ‎Y ‏2ه .جم‎ ٍ a A Ma : ‏ا 4 ا : صن‎ —— 1 : RINE ES Ea ‏اخ‎ A a REE NR NN a a BE Ra aR Lo BEER aE 2 Sah aaa ARNE SE TR a. 6 + 32 ‏يي‎ ‎3 e ; ‏اا‎ 5 Sa : . 28 ‏ا ا‎ ‏ا خخ‎ i LL lh ‏ا‎ ‏ا‎ ‏ا‎ ‎BE ‏الإ إ_إ_ _ _ _ _ أ أ خخ‎ ER ‏ا‎ 1 6 ‏د .د‎ TT Si : ‏ص‎ b EEN 8 ae AE AER i lta EE ET ERE

   ; A. ‏خخ‎ ‎A a TE RE A ‏اي‎ 5 : ب ابي ‎on ee‏ انيد اند اها اما اتج ايد لا ل 3 $ : ° 0 H : «© \ | 3» 1 k i : ! § + : H HS :

   ‎J. SIN JE SR‏ اج ‎Hi i : ‎, a : ‎: : ! : ‏: أب يا أ نا ا ‎Ep‏ 4\ ‎0 : ‎> ‏ب‎

   ‏؟. ا‎ © + 13 vy ¥ = » = = x « 3 » -~ V ‏شكل‎ ‎ov 14

   _ ‏اا‎ ‎0 ١ ‏ؤ‎ 5 * ‏ب‎ . « [i ‏ل‎ ‏وى“‎ | [a ‏اسه ا‎ Aa } 1 a Y | 4 ‏آله‎ UP ‏لا يهب‎ y ° ‏صفر ا : ; . : 1 ْ صفر‎ t VV VY YYe “ya” A ‏شكل‎ ‎© ‏متتباراأاسسأنن يان‎ 9 ‏ل‎ 0 ‏اال ا‎ 1 ‏ا‎ “V2” . ¥ ' p hl “yj? 4 ¥ SUS EN 8 = TE RR SE ST — 5 t LR ro. ‏تم‎ 0 8 7 6 3 ‏”و‎ ‏شكل ؟‎

   * @ A iS

   J yo LY ‏و‎ “a 1 ‏مر انا‎ ٠١ » [i 4 € I ET, Lr ‏سس‎ py Sip } :

   LI | " °

   صفر : : : : : + ‎x ® \ £ 4]‏ ¥ ل ب ‎A‏ / 3 \ £44 شكل ‎٠١‏

   مدة سريان هذه البراءة عشرون سنة من تاريخ إيداع الطلب وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها أو سقوطها لمخالفتها لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية صادرة عن مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية ؛ مكتب البراءات السعودي ص ب ‎TAT‏ الرياض 57؟؟١١‏ ¢ المملكة العربية السعودية بريد الكتروني: ‎patents @kacst.edu.sa‏