كيفية معالجة مياه البحر

طرق معالجة مياه البحر

هناك العديد من التقنيّات المستخدمة في معالجة مياه البحر أهمّها:^[١]

التناضح العكسي

يعتبر التناضح العكسي والتصفية النانويّة، والتي تكون ضغوط تشغيلهم من 9 إلى 179 كغم/سم، ومن أهم عمليّات الغشاء التي يتم دفعها بالضغط، بحيث تشتمل التكوينات الغشائية على فتحة حلزونيّة والألياف المجوّفة، بالإضافة إلى الألواح الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، أمّا الأغشية المعاصرة هي مواد بوليمرية مع خلات السليلوز، والتي تستخدم بدرجة قليلة. وتتدفق الأيونات عكس الماء في عمليات يحركها الضغط، من خلال الأغشية الانتقائية الأيونية إلى أقطاب الشحنات العكسية، والتي يتم تحفيزها من قبل عمليّات عكس التحليل الكهربائي، وعكس التحول الكهربائي بواسطة التيار المباشر بحيث تستخدم هذه الأنظمة بشكل أساسي في المياه ذات المواد الصلبة الذائبة كليّاً.

التناضح الأمامي

التناضح الأمامي عبارة عن طريقة أخرى لتحلية المياه، وهي طريقة تجاريّة جديدة نسبيًا، بحيث يكون فيها تدرّج تركيز الملح (الضغط الاسموزي)، هو القوة الدافعة من خلال الغشاء الاصطناعي. وتقع العلف (مثل مياه البحر) على جانب واحد من الغشاء شبه القابل للاختراق ويوجد محلول "السحب" العالي الضغط على الجانب الآخر، وكل ذلك يعمل دون وجود أي ضغط خارجي، بحيث تنتقل المياه من محلول التغذية بشكل طبيعي عبر الغشاء إلى محلول السحب وتتم معالجة المحلول المخفّف لفصل المنتج عن محلول السحب القابل لإعادة الاستخدام.

التقطير

يعتبر التقطير عمليّة حراريّة متعدّدة المراحل لتحلية كميّات كبيرة نسبياً من مياه البحر، وتستند إلى حقيقة أن درجة حرارة غليان الماء تنخفض مع انخفاض ضغط الهواء، بحيث يتم تنفيذ هذه العملية في سلسلة من الخزانات المغلقة الموضوعة تحت ضغوط منخفضة تدريجيّاً وعندما تدخل مياه البحر المسخّنة إلى المرحلة الأولى، يتم غليها بسرعة لتكوّن بخارًا يتكثّف في المياه العذبة على أنابيب التبادل الحراري، وبعدها يتم جمع المياه العذبة في الصواني بينما يتدفق ماء البحر المتبقي إلى المرحلة التالية.^[٢]

معالجة مياه البحر

إنّ عمليّة معالجة المياه تعني تحليتها من خلال فصل الأملاح الذائبة والمعادن الأخرى فيها، بحيث تشمل مصادر مياه التغذية على مياه مالحة، ومياه البحر، والآبار، والمياه السطحيّة من الأنهار والجداول، ومياه الصرف الصحي، والمياه الصناعية، وغير ذلك.

يمكن إنتاج مياه شرب كافية بشكل موثوق لدعم أكبر عدد ممكن من سكان العالم، وذلك من خلال معالجة مياه البحر، حيث تحتاج إلى قوة دافعة للمياه وضغط كبير، وتوفر الإمكانات الكهربائيّة، والتكنولوجيا المتطوّرة ، لأنّ عملية المعالجة تستهلك طااقة كبيرة .^[١]

تكلفة معالجة مياه البحر

يجب قياس التكاليف الناتجة عن تحلية مياه البحر، كما هو الحال مع أي تقنية، فيجب النظر إلى العوامل التي تتأثّر بالعمليّة من المسافة بين المجتمع ومياه البحر، والبعد عن مصادر المياه العذبة الأخرى، واستدامة مصادر المياه العذبة، بالإضافة إلى اختيار الوقود لتشغيل محطة تحلية المياه، وتكلفة البنية التحتية، وغير ذلك لاكتشاف ما إذا كانت تحلية المياه هو الاختيار الذكي لتوفير المياه العذبة للمجتمع ام لا.^[٣]

بالرغم من أن المياه المحلّاة تتمتع بمزايا كبيرة، والتي تتمثل في كونها مقاومة للجفاف، والقدرة على التحكّم فيه محليّاً، ويوفّر أمانًا إضافيًا لإمدادات المياه في حالة حدوث زلزال يقطع خطوط إمدادات المياه المستوردة، إلّا أنه أغلى من مصادر المياه المستوردة التقليديّة في بعض المناطق، بحيث أنّ المياه المحلاة ستكلّف من بعض المصانع مالكي المنازل النموذجّيين بحوالي 5 دولارات شهريًا، وتّم إدراج هذه التكاليف بالفعل في أسعار هيئة المياه لعام 2016.^[٤]

انخفضت مؤخّراً تكلفة المياه المحلّاة، وذلك بسبب التطوّر التكنولوجي في تحلية مياه البحر، والانتقال إلى محطات كبيرة السعة، والموقع المشترك مع محطة توليد الكهرباء، وغير ذلك. ولكن العامل الرئيسي هو تطوير تكنولوجيا غشاء SWRO، والذي تمّ تصميمه والغشاء فيه بعناصر ومميّزات عالية الإنتاجيّة، وذلك لإنتاج المزيد من المياه العذبة لكل عنصر غشاء.^[٥]

على الرغم من أهميّة عمليّة معالجة المياه الكبيرة، إلّا أنّ له جانب آخر سلبي، فهي تعود بنتائج سيئة على البيئة وصحة الإنسان، بحيث تشمل على المنتجات الثانوية لتحلية المياه التخثر، وثنائي كبريتات، والكلور. كما يتم التخلص من النفايات المركزة في المحيط، فهي تضر بالحياة والبيئات البحرية. بالإضافة إلى آليات استهلاك محطات الطاقة، والتي تعمل على قتل ما لا يقل عن 3.4 مليار من الأسماك والكائنات البحرية الأخرى سنويًا.^[٦]

تتأثر هذه العوامل البيئيّة من خلال سحب المياه مباشرة من البحريؤدّي إلى نفوق بيض السمك واليرقات والعوالق، كما تعمل على ترسيب المحلول الملحي في البحر، مما يؤدّي إلى زيادة ملوحة مياه البحر، بالإضافة إلى احتماليّة الحاق الضرر بالنباتات والحيوانات البحريّة التي تعيش بالقرب من المخرجات.[٣]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Randal Braker (14/5/2019), "Water Desalination Processes"، amtaorg, Retrieved 14/5/2019.
2. ↑ Marsha Mackenzie (14/5/2019), "Desalination Processes"، britannica, Retrieved 27/5/2019.
3. ^ ^{أ ب} Jaymi Heimbuch (21-07-2010), "How Desalination Works"، www.treehugger.com, Retrieved 30-05-2019. Edited.
4. ↑ Jim Madaffer (14/5/2019)، "Seawater Desalination"، sdcwa، اطّلع عليه بتاريخ 27/5/2019.
5. ↑ NIKOLAY VOUTCHKOV (14/5/2019), "Desalination – Past, Present and Future"، iwa, Retrieved 27/5/2019.
6. ↑ Kate Fried (14/5/2019), "Ocean Desalination No Solution to Water Shortages"، foodandwaterwatch, Retrieved 14/5/2019.