سبع خطوات لتحلية مياه البحر لمعالجة ندرة المياه
تخيل مدن المستقبل التي لم تعد قلقة بشأن نقص المياه، مع محيطات واسعة تعمل كمصدر لا نهاية له للمياه العذبة.هذا ليس خيالاً علمياً بل حقيقة ناشئة من خلال تكنولوجيا تحلية المياهوبما أن موارد المياه العذبة في العالم تواجه ضغوطا متزايدة، أصبحت طرق تحلية المياه فعالة وفعالة من حيث التكلفة مهمة للغاية.تدرس هذه المقالة الخطوات السبعة الرئيسية لتحلية مياه البحر من منظور تحليلي، كشف المبادئ واستراتيجيات التحسين وراء العملية.
الخطوة الأولى والأكثر أهمية في تحلية المياه هي مدخول المياه. يؤثر تصميم أنظمة المدخول بشكل مباشر على كفاءة المعالجة وتكاليفها.تختار محطات تحلية المياه طرق الاستيعاب بناءً على الظروف الجغرافية، والعوامل البيئية (الجزر والتيارات وعمق المياه) ، والمخاطر المحتملة (الزلزال والعواصف) وخصائص جودة المياه.
- مدخول مفتوح:سحب المياه مباشرة من سطح المحيطات أو المناطق الساحلية. على الرغم من أن هذه الطريقة فعالة من حيث التكلفة ، إلا أنها عرضة للطحالب والمواد الصلبة المتعلقة والملوثات ، مما يتطلب معالجة سابقة أكثر تعقيدا.
- مدخول المياه العميقة:من مناطق المحيطات العميقة حيث تكون جودة المياه أكثر استقراراً ودرجات الحرارة أقل ويتقلّص محتوى المواد العضوية، مما يسهل المعالجة المسبقة.هذا يتطلب خطوط أنابيب طويلة مع تكاليف استثمارية أعلى.
- مدخول البئر على الشاطئ:استخدام الآبار المحفورة بالقرب من الشواطئ حيث تقوم طبقات الرمل بطبيعة الحال بتصفية المواد الصلبة المتعلقة وبعض الملوثات. هذا النهج الصديق للبيئة له قدرة محدودة.
يقوم محللو البيانات بتقييم حلول الاستيعاب من خلال النظر في متطلبات القدرة واستقرار جودة المياه والتأثير البيئي والفعالية من حيث التكلفة.
يحتوي مياه البحر غير المعالجة على مواد صلبة معلقة، وجراثيم صغيرة، ومواد عضوية، وأملاح يمكن أن تسد أو تضر غشاء التناضح العكسي.إزالة المعالجة المسبقة هذه الشوائب من خلال عمليات تشمل:
- تصفية ضخمة:إزالة الحطام الكبير باستخدام الشاشات
- التخثر / الرواسب:استخدام المواد الكيميائية لتشكيل الفقاقيع القابلة للإستقرار
- تصفية الرمال:تصفية الجسيمات من خلال السرير
- التصفية الفائقة/التصفية الدقيقة:إزالة الميكروبات والكولوييدات على أساس الغشاء
- امتصاص الكربون المنشط:إزالة المواد العضوية والرائحة
- الجرعة الكيميائية:إضافة مثبطات القوالب والمبيدات الحيوية
يحسن المحللون المعالجة المسبقة من خلال مراقبة جودة المياه وتحسين العمليات وأنظمة التحكم الذكية.
تستخدم أنظمة الـ RO أغشية شبه قابلة للانقباض تحت ضغط مرتفع لفصل جزيئات المياه من الأملاح والشوائب. تشمل المكونات الرئيسية مضخات عالية الضغط وعناصر الغشاء وأوعية الضغطوأنظمة التحكمأداء يعتمد على:
- ضغط العمل ودرجة الحرارة
- ملوحة مياه التغذية
- مواصفات الغشاء
تتضمن استراتيجيات التحسين اختيار الغشاء وتعديل المعلمات والتنظيف المنتظم واسترداد الطاقة.
نظرًا لأن تحلية المياه تكلف الكثير من الطاقة ، فإن استعادة طاقة الضغط من المياه المالحة أمر حاسم. تشمل التقنيات:
- مبادلات الضغط (PX):تحويل ضغط المياه المالحة مباشرة إلى مياه التغذية (كفاءة 95%+)
- أجهزة توسيع التوربينات:تحويل الضغط إلى كهرباء
النظم الكيميائية تضيف:
- مثبطات القشرة
- المبيدات الحيوية
- مُعدّلات الحموضة
- العوامل الخفيفة
- حلول التنظيف
يتم تحسين الجرعة من خلال مراقبة المياه والتحكم الآلي.
أنظمة التنظيف في مكانها إزالة العفن الغشاء بشكل دوري باستخدام:
- محلولات حمضية/قلوية
- مواد تنظيف إنزيمية
- الدورات المتحكم بها في درجة الحرارة
أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة تلقائية العمليات من خلال:
- معايير عملية المراقبة
- ضبط إعدادات المعدات
- تسجيل بيانات الأداء
- تمكين التشخيص عن بعد
من خلال تحسين هذه الأنظمة السبع مدفوعة بالبيانات، تستمر تكنولوجيا تحلية المياه في التطور كحل مستدام للنقص العالمي في المياه.مع تحسين الكفاءة وانخفاض التكاليف وضعها لاقتناص أكبر في المستقبل.
