أحدث طرق تحلية مياه البحر وكذلك تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية، كما سنوضح كيفية تحلية مياه البحر، وكذلك سنتحدث عن جهاز تحلية مياه البحر، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعونا.
أحدث طرق تحلية مياه البحر
1- التقطير الشمسي:
تُحاكي هذه الطريقة دورة الماء في الطبيعية، حيث تقوم الشمس بتسخين مياه البحر بدرجة كافية لحدوث عملية التبخر ثمّ يتمّ تكثيف بخار الماء على سطح بارد، وهناك نوعان للتقطير الشمسي، في الطريقة الأولى يتمّ استخدام الخلايا الكهروضوئية لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية لتوفير الطاقة لعملية التحلية، والطريقة الأخرى تعتمد على حرارة الطاقة الشمسية نفسها لتحلية المياه.
2- التقطير الفراغي:
وهنا يتمّ تقليل الحرارة اللازمة لتبخير المياه، عن طريق تقليل الضغط الجوي، وتصلّ المياه لدرجة الغليان عند درجات منخفضة، عندما يتساوى ضغط البخار مع الضغط المحيط، ويزداد ضغط البخار مع ارتفاع الحرارة.
3- التقطير الومضي متعدد المراحل:
وهو عبارة عن سلسلة من التبخرات الومضية، و في هذه الطريقة من طرق تحلية مياه البحر، هنا تستخدم كل مرحلة بخار الماء الناتج من المرحلة التي قبلها.
4- تقطير متعدد التأثير:
ويتمّ تحلية المياه من خلال سلسلة من الخطوات تسمّى التأثيرات، حيث يتمّ تسخين مياه البحر داخل أنابيب، ويستخدم البخار الناتج لتسخين المياه في الخطوة اللاحقة، وأحيانًا يتمّ استخدام البخار القادم من محطات توليّد الكهرباء القريبة لتسخين المياه.
5- تقطير ضغط البخار:
وذلك باستخدام ضاغط ميكانيكي أو تيارنفاث لضغط البخار الموجود فوق المياه، لتوفير الحرارة اللازمة لتبخر الكمية الباقية من المياه.
6- التناضح العكسي:
وتستخدم في هذه العملية أغشية شبه نفاذة، وتطبيق الضغط لحثّ المياه على المرور وترسيب الأملاح على الغشاء، وتستهلك هذه العملية طاقة أقل من التحلية الحرارية، كما تعدّ من أكثر طرق تحلية مياه البحر شيوعًا.
7- التجميد:
حيث يُستخدم التجميد لفصل المياه العذبة عن المياه المالحة بعد ذوبان الجليد.
8- الديلزة:
يتمّ فيها استخدام التحليل الكهربائي لفصل الأملاح عبر أزواج من الأغشية المشحونة وترسيبه على قنوات متناوبة.
9- التقطير الغشائي:
تعتمد هذه الطريقة على الفرق في درجات الحرارة لعمليات التبخير والتكثيف.
10- طاقة الأمواج:
وفي هذه التقنية يتمّ استخدام عوامات مغمورة داخل البحر والاعتماد على طاقة الأمواج لتحلية مياه البحر.
تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية
تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسسة Solar water distillation عبارة عن عملية تنظيف ماء البحر من الأملاح، والمعادن، والشوائب، والرواسب عن طريق التبخير، ثم التكثيف باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية، بهدف الحصول على ماء نقي صالح للاستخدام، سواءً للشرب أو للزراعة.
ويعتبر علماء الكيمياء العرب بأنهم أول من استخدم الطاقة الشمسية لتحلية مياه البحر في القرن السادس عشر، بينما تأسس أول مشروع تقطير شمسي سنة 1872م في تشيلي، وتحديداً في مدينة لاس ساليناس المتخصصة في التعدين، وبلغت مساحة منطقة تجميع الطاقة الشمسية حينها حوالي 4.700م²، وتمكن المشروع من إنتاج حوالي 22.700 لتر من الماء النقي بشكل يومي لمدة أربعين سنة، ويذكر أن أرسطو أول من تخيل طريقة لتحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية في القرن الرابع قبل الميلاد.
كيفية تحلية مياه البحر
1- المرحلة الأولى:
ويتم في هذه المرحلة التخلّص من المواد الكبيرة العالقة بالمياه مثل الأتربة والحجارة وبعض الكائنات الحية الدقيقة كالبكتيريا، ويتم ذلك من خلال مصافٍ كبيرة الحجم وإضافة بعض المواد الكيميائية إلى المياه.
2- المرحلة الثانية:
– التقطير العادي:
حيث يتمّ الاعتماد على رفع درجة حرارة المياه لوصولها لدرجة الغليان ومن ثمّ تجميع الأبخرة المتصاعدة وتكثيفها في مكثّفٍ للحصول على المياه الخالية من الأملاح.
– التقطير الومضي:
ويعتمد على تعريض المياه لضغطٍ عالٍ ممّا يُقلّل من درجة غليانها.
– التقطير متعدد التأثير:
ويتم في هذه الطريقة استغلال الأبخرة المتصاعدة من المبخّر الأول للتكاثف في المبخّر الثاني، ويتمّ استغلال الحرارة في هذا المكثف لتبخير مياه البحر ليتكثف في المبخر الثالث وهكذا.
– استخدام الطاقة الشمسيّة في التقطير:
ويتم الاعتماد على طاقة الشمس لتبخير مياه البحر.
– اعتماد البخار المضغوط في التقطير:
وتعتمد عمليّة التقطير هنا على الطاقة الخارجة من بخار المياه.
– استخدام طرق الأغشيثة في التحلية:
وهنا يتمّ فصل المياه عن الأملاح باستخدام غشاءٍ خاصٍ ولا تحتاج هذه العملية إلى حرارة أو تسخين.
– استخدام طريقة البلورة أو التجميد في التحلية:
تعتمد هذه الطريقة على خفض درجة حرارة مياه البحر لتجميدها وبالتالي التخلّص من الأملاح الذائبة فيها.
3- المرحلة الثالثة:
وتتمّ في هذه المرحلة إضافة الأملاح وبعض المواد للمياه وذلك إذا كانت مخصّصةً للاستخدامات البشرية أو للزراعة، بينما إذا كان الهدف من المياه هو تشغيل المصانع أو في الصناعات الدوائية فلا تتمّ إضافة أي أملاح أو مواد كيمائية.
جهاز تحلية مياه البحر
تبدو أهمية جهاز تحلية المياه (desalination) الذي ابتكره عالم مصري هو الدكتور المهندس “محمد عبد المنعم علي” البالغ من العمر 60 عامًا المتخصص في الهندسة الميكانيكية والذي حصل على براءة اختراع لجهازه من مكتب براءات الاختراع بأكاديمية البحث العلمي، كما حصل المخترع على جائزة دلية عن اختراعه الذي يهدف لتحلية مياه الشرب، سواء كانت من البحر أو مياه جوفية أو استخراج مياه مقطرة عن طريق ترطيب وتكثيف الهواء وبداية يقول المخترع د.م “محمد عبد المنعم”: إنه استوحى فكرة اختراعه من خلال وجوده في بعض المناطق الصحراوية والنائية، فأدرك مدى احتياج التجمعات السكنية بها للمياه النقية وأهمية توفيرها بتكلفة قليلة ويشرح الفكرة قائلاً: الطاقة الجديدة والمتجددة أن الهدف من هذا الاختراع هو الاستفادة من الطاقة الجديدة والمتجددة، والمتمثلة في الشمس (Solar Energy) والرياح في تحلية مياه البحر أو المياه الجوفية للمناطق النائية، كبديل عن الطاقة التقليدية المتمثلة في مصادر البترول ومنتجاته والفحم، وبهذا يتم تطبيق إحدى الاستخدامات المثالية للطاقة المتجددة، خاصة في بلادنا وغيرها من البلاد العربية الغنية بالطاقة الشمسية، وتبدو أهمية هذا الاتجاه للأسباب الآتية:
1- يعتبر استخدام الطاقة التقليدية في المناطق النائية من أجل تحلية المياه عالي التكلفة، خاصة إذا أخذنا في الاعتبار تكاليف نقل الوقود.
2- أن استخدام الطاقة الجديدة والمتجددة في توفير المياه النقية وتلبية الحاجات المتزايدة منها يعتبر توسعًا مطلوبًا في استخدام هذا النوع من الطاقة.
3- هناك تزايد في احتياجات مصر وغيرها من الدول العربية من المياه النقية، وخاصة المناطق الصحراوية النائية والساحلية والتجمعات السكانية المتزايدة بها، وخاصة مع توقع تناقص هذه المياه بمعدل يتراوح بين 4 و5 مليارات متر مكعب سنويًّا خلال السنوات الخمس القادمة، ومما لا شك فيه أن توفير المياه المطلوبة باستخدام الطاقة التقليدية في التحلية يتطلب أموالاً طائلة، كما أنه يضر بالبيئة ويلوّثها، وهذا مما يزيد من أهمية استخدام الطاقة الجديدة والمتجددة.
