يعد اختراع واستخدام التناضح العكسي (RO) على نطاق واسع إنجازًا بارزًا في تطوير تقنية معالجة المياه الحديثة .كتقنية متقدمة لفصل الأغشية تم تطويرها بعد الخمسينيات من القرن الماضي ، تم استخدام التناضح العكسي على نطاق واسع في تحلية المياه وتحلية المياه قليلة الملوحة وتنقية المياه المنزلية وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي وما إلى ذلك. في عام 2018 ، تم إنتاج أكثر من 11 مليار طن من المياه المحلاة في جميع أنحاء العالم باستخدام تقنية التناضح العكسي ، والتي يمكن أن يستخدمها 320 مليون شخص.
على مدار السبعين عامًا الماضية ، توحد العديد من العلماء ورجال الأعمال المهمين وعدد كبير من شركات التكنولوجيا لأداء تاريخ رائع في تطوير تقنية التناضح العكسي.
كما يوحي الاسم ، فإن التناضح العكسي هو المصطلح المستخدم فيما يتعلق بالتناضح (التناضح) ويشير إلى العملية العكسية لظاهرة التناضح.في قلب كل من عمليات التناضح التناضحي والعكسي يوجد غشاء شبه منفذ.
تعني النفاذية شبه ببساطة أن الماء يمكن أن يمر ، بينما الأملاح أو المواد المذابة الأخرى في الماء لا تستطيع ذلك.إذا كان تركيز المذاب في المحلول على جانبي الغشاء شبه المنفذ غير متماثل ، فستمر جزيئات الماء تلقائيًا عبر الغشاء من جانب التركيز المنخفض إلى جانب التركيز العالي حتى تركيز المحلول على جانبي الغشاء هو نفسه ، أو يتم إنشاء فرق ضغط صافٍ معين على جانب التركيز المنخفض من الغشاء بسبب ارتفاع مستوى الماء.هذه هي ظاهرة التناضح ، وفرق الضغط الصافي هو الضغط الاسموزي.
نعلم أن الأطباء غالبًا ما يستخدمون المحلول الملحي ، وهو محلول مائي من كلوريد الصوديوم بتركيز 0.9٪ ، عند إعطاء السوائل للمرضى.هذا التركيز مشابه لتركيز سوائل جسم الإنسان ، وبالتالي فإن التسريب لا يسبب ضررًا للجسم بسبب الظواهر التناضحية الكبيرة التي تحدث على جانبي غشاء الخلية.على الرغم من أن التناضح يحدث في أجسامنا بشكل يومي ، إلا أنه لم يتم اكتشافه علميًا لأول مرة من قبل الفيزيائي الفرنسي جان أنطوان نوليه حتى عام 1748.
 |
كان نوليت رجلاً عظيماً لديه شغف بالعلوم ويقال إنه أظهر تجربة تفريغ زجاجة ليدن إلى لويس الخامس عشر.لاحظ تجريبياً ظاهرة التناضح باستخدام مثانة الخنزير كأغشية شبه منفذة لفصل محلولين مائيين من الإيثانول بتركيزات مختلفة.في عام 1886 ، قام عالم هولندي بتلخيص البيانات التجريبية وتوصل إلى الشركة لحساب الضغط الاسموزي للمحاليل المخففة.إذا كنت قد درست الكيمياء الفيزيائية ، فقد تتذكر أن هذا الرجل كان يُدعى Van't Hoff.
في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأت إدارة كينيدي في النظر إلى تحلية المياه من أجل معالجة نقص المياه في بعض المناطق القاحلة في الولايات المتحدة والمشكلة القومية المتمثلة في الإفراط في استخدام المياه الجوفية.شهد عام 1952 تمرير قانون تحويل المياه المالحة من قبل الكونجرس الأمريكي.شهد عام 1953 بدء تمويل البحث في تكنولوجيا تحلية المياه ، على الرغم من أن التمويل لتلك السنة كان 175000 دولار فقط.في عام 1955 ، أنشأت وزارة الداخلية الأمريكية مكتب المياه المالحة (OSW) لتنسيق البحث في تقنيات تحلية المياه المختلفة.
بدأ بحث تحلية المياه بالغشاء لأول مرة بواسطة جيرالد هاسلر وآخرون في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس في عام 1949. شهد عام 1950 وصف هاسلر لمفهوم "الغشاء التناضحي الطارد للملح" في تقرير داخلي من جامعة كاليفورنيا ، لكن بحثه اللاحق ذهب بعيدًا بعض الشيء.في أغسطس 1956 ، صاغ Hasler لأول مرة مصطلح "التناضح العكسي" في تقرير داخلي آخر لجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.
حوالي عام 1954 ، بدأ فريق البروفيسور تشارلز ريد في جامعة فلوريدا ، بتمويل من OSW ، أيضًا البحث عن أغشية التناضح لتحلية المياه.قاموا بتقييم عدد من الأغشية المتاحة تجاريًا ووجدوا أن أغشية أسيتات السليلوز تتمتع بنفاذية جيدة شبه نفاذية ، ومعدل الاحتفاظ بالملح> 99٪ ومعامل نفاذية الماء 0.00012m3 / m2-d-atm.على الرغم من أن الأغشية كانت أقل نفاذية بأكثر من درجتين من حيث الحجم من الأغشية التجارية الحديثة ولم تكن قابلة للتطبيق تجارياً ، إلا أنها كانت أول من تحقق تجريبياً من مفهوم تحلية غشاء التناضح العكسي المدفوعة بالضغط باستخدام الأغشية الاصطناعية.تم استخدام مصطلح " RO " من قبل Riddell وزميله EJ Breton في تقرير إلى OSW في أبريل 1957.
ومن المثير للاهتمام ، أنه في وقت لم يكن فيه إنترنت أو دائرة من الأصدقاء ، على الرغم من أن الجامعتين كانتا تعملان على أغشية تحلية المياه ، إلا أنهما لم تكنا على دراية ببعضهما البعض حتى التقيا في ورشة عمل نظمتها OSW في نوفمبر 1957.
