ما هو الفرق بين فلتر المياه بنظام التناضح العكسي وفلتر الكربون؟

عند اختيار محلول تنقية المياه تصفية المياه بنظام التناضح العكسي (نظام رو) و فلتر الكربون (فلتر الكربون المنشط) هما التقنيتان الأكثر مقارنة في كثير من الأحيان. في حين أن كلاهما يعمل على تحسين جودة مياه الشرب، إلا أنهما يختلفان بشكل أساسي في مبدأ العمل وعمق التنقية وجودة المياه الناتجة.

لاستخدام القياس: فلتر الكربون هو "ملمع" الماء، معالجة القضايا الحسية في المقام الأول (الذوق والرائحة)؛ في حين أن نظام التناضح العكسي هو "جراح" الماء قادر على إزالة جميع الشوائب تقريبًا لتحقيق مستوى عالٍ من النقاء.

I. الآلية والفيزياء: اختلاف عمق الترشيح

يكمن الاختلاف الأساسي في كيفية تنقية المياه، والتي تحدد حجم الملوثات التي يمكنها إزالتها.

1. مرشحات الكربون: قوة الامتزاز

• مبدأ العمل: يمتلك الكربون المنشط، وخاصة على شكل كتلة كربون، مساحة سطحية مسامية هائلة. عندما يتدفق الماء عبر حبيبات الكربون هذه، تنجذب الملوثات (مثل الكلور) كيميائيًا "عصا" إلى سطح الكربون من خلال عملية تسمى الامتزاز .
• إزالة الهدف: الأهداف الأساسية هي المواد الكيميائية العضوية وخاصة الكلور ومشتقاته (مثل ثلاثي الهالوميثان، THMs). الكربون المنشط فعال للغاية في تحسين المياه الرائحة والطعم واللون .
• القيود: فعالية الكربون محدودة بالحجم الجزيئي للملوث وشحنته. ذلك لا أستطيع إزالة الغالبية العظمى من الملوثات غير العضوية ، مثل إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS)، أو المعادن الثقيلة (مثل الزرنيخ أو الرصاص، أو الفلورايد)، أو الكائنات الحية الدقيقة. بمجرد تشبع مواقع امتصاص الكربون، يتضاءل تأثير الترشيح بسرعة، ويمكن أن يبدأ المرشح في إيواء البكتيريا.

2. أنظمة التناضح العكسي: حاجز الاستبعاد المادي

• التكنولوجيا الأساسية: قلب نظام RO هو النحيف غشاء شبه منفذ . الماء هو القسري من خلال هذا الغشاء تحت ضغط المضخة.
• إزالة الهدف: المسام الموجودة في هذا الغشاء صغيرة للغاية، وعادة ما تكون 0.0001 دولار فقط ميكرون. هذا الحجم يسمح فقط لجزيئات الماء النقي بالمرور، حظر جسديا تقريبًا جميع الشوائب الأكبر من جزيئات الماء (بما في ذلك الأيونات والمواد الصلبة الذائبة). وهذا يشمل:
  • إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS): بما في ذلك الأملاح والكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم.
  • المعادن الثقيلة: الرصاص والزرنيخ والكادميوم والزئبق وما إلى ذلك.
  • المركبات غير العضوية: الفلورايد، النترات، النتريت، الخ.
  • الكائنات الحية الدقيقة: البكتيريا والفيروسات.
• هيكل النظام: أنظمة RO عادة ما تكون ترشيح متعدد المراحل الاجهزة. غشاء RO الأساسي محمي بواسطة مرشحات مسبقة، عادة ما تكون أ مرشح PP (الرواسب). و أ فلتر الكربون لإزالة الكلور والجسيمات الكبيرة، مما يمنع تلف غشاء RO الحساس.

ثانيا. القدرة الشاملة على إزالة الملوثات

يقدم الجدول أدناه مقارنة تفصيلية لفعالية التقنيتين مقابل فئات الملوثات المختلفة:

ثالثا. الملكية العملية والاختلافات في تجربة المستخدم

وبعيدًا عن قدرة الترشيح، يختلف النظامان أيضًا بشكل كبير من حيث الاستخدام اليومي والتكلفة والأثر البيئي.

1. معدل التدفق والتخزين

• الكربون: تدفق المياه سريع، مما يسمح بالترشيح الفوري دون الحاجة إلى خزان تخزين.
• التناضح العكسي: سرعة الترشيح بطيئة جدًا. لذلك، أنظمة RO يجب أن تكون مجهزة بخزان تخزين مضغوط لضمان إمكانية وصول المستخدمين إلى كمية كبيرة من المياه النقية فورًا عند الحاجة.

2. الصيانة والتكلفة وطول العمر

• الكربون: يتم استبدال الفلتر بشكل متكرر (عادةً كل 2-6 دولارات أمريكية) ولكنه غير مكلف. النظام نفسه منخفض التكلفة.
• التناضح العكسي: يتم استبدال المرشحات على مراحل (على سبيل المثال، قطن PP بقيمة 6 دولارات شهرية، كربون بقيمة 12 دولارًا شهرًا، غشاء RO بقيمة 2-3 دولارات لسنوات). تكلفة الفلتر الفردي أعلى، لكن غشاء RO له عمر أطول. سعر الشراء الأولي للنظام أعلى، ولكن متوسط ​​فعالية التكلفة على المدى الطويل قد يكون أفضل.

3. هدر المياه وتأثيرها على البيئة

• الكربون: لا تنتج مياه الصرف الصحي. جميع المياه المصفاة صالحة للاستخدام.
• التناضح العكسي: هذه هي أكبر نقطة خلاف بالنسبة لأنظمة RO. لطرد الملوثات المحاصرة بواسطة الغشاء، ينتج النظام المياه المالحة (مياه الصرف الصحي) .
  • الأنظمة التقليدية: يمكن أن تصل نسبة النفايات إلى 4:1 دولار (أي توليد 4 دولارات من المياه العادمة مقابل كل دولار من المياه النقية المنتجة).
  • الأنظمة الحديثة بدون خزانات عالية الكفاءة: تم تحسين نسبة النفايات إلى 1:1 دولار أو أفضل، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك المياه.

4. التأثير على المعادن الصحية

• الكربون: لأنه يمتص المركبات الكيميائية فقط يحتفظ المعادن الطبيعية مثل الكالسيوم والمغنيسيوم.
• التناضح العكسي: لا تفرق تقنية التناضح العكسي بين "الجيد" و"السيئ"؛ فهو يزيل جميع المعادن تقريبًا. ولمعالجة هذه المشكلة، غالبًا ما تدمج أنظمة RO الحديثة ملفًا القلوية/إعادة التمعدن بعد التصفية to reintroduce essential natural minerals before the purified water is dispensed, improving taste and balancing the water’s $\text{pH}$ level.

رابعا. كيف تحدد اختيارك؟

يجب أن يعتمد قرارك على جودة المياه المحلية لديك، والميزانية، ومتطلبات النقاء: