مشكلة في نظام المياه في المحرك الرئيسي للسفينة

نظرة عامة على عملية إنتاج المياه فائقة النقاء من مياه البحر

أولاً: التعريفات الأساسية

تحلية مياه البحر: إزالة كميات كبيرة من الملح والمواد الصلبة العالقة والكائنات الدقيقة من مياه البحر لإنتاج مياه عذبة منخفضة الملوحة.
المياه فائقة النقاء: المياه التي تمت إزالة جميع الأيونات والجسيمات والمواد العضوية والبكتيريا منها تقريبًا؛ تتميز بمقاومة كهربائية تبلغ 15-18 ميجا أوم سم وتفي بمعايير جودة المياه للمختبرات وتصنيع الإلكترونيات والغلايات والمعدات البحرية المتطورة.
لا يمكن تحويل مياه البحر مباشرة إلى مياه فائقة النقاء؛ تتطلب معالجة متعددة المراحل. التدفق الرئيسي للعملية هو: المعالجة الأولية + التناضح العكسي لمياه البحر للمرحلة الأولى (SWRO) + التناضح العكسي للمرحلة الثانية + EDI (إزالة الأيونات بالكهرباء) لإزالة الأملاح بعمق (الحل المتكامل الأكثر شيوعًا).

ثانياً: التدفق الكامل للعملية

1. المعالجة الأولية لمياه البحر (الترشيح الأولي لحماية أغشية الترشيح)

تحتوي مياه البحر على شوائب عديدة وملوحة تتراوح بين 30,000-40,000 ملغم/لتر؛ التنقية ضرورية:

1. خزان سحب المياه والترسيب: يترسب الطمي والرمل والأعشاب البحرية والحطام العائم.
2. نظام الجرعات: يضيف مضادات الترسبات والمبيدات الحيوية والمواد المخثرة لمنع النمو البيولوجي البحري وترسب كربونات الكالسيوم.
3. فلتر متعدد الوسائط + فلتر الكربون المنشط: يزيل الغرويات والمواد العضوية والكلور المتبقي.
4. فلتر أمان دقيق (5 ميكرومتر): يحبس الجسيمات الدقيقة لمنع خدش أغشية التناضح العكسي.

2. التناضح العكسي لمياه البحر للمرحلة الأولى (SWRO – جوهر تحلية المياه)

مضخة تعزيز عالية الضغط تضغط مياه البحر إلى 55-70 بار، وتجبرها على المرور عبر أغشية التناضح العكسي المتخصصة لمياه البحر:

- النفاذ (مياه المنتج): مياه محلية الملوحة بنسبة ملوحة تتراوح بين 300-500 ملغم/لتر.
- المركز (المحلول الملحي): محلول ملحي عالي الملوحة؛ يمكن تصريفه في البحر أو معالجته لاستعادة الملح.
الوظيفة: يزيل أكثر من 99% من كلوريد الصوديوم، ويكمل خطوة التحلية الأساسية؛ في هذه المرحلة، تكون المياه مجرد مياه محلية الملوحة ولا تلبي معايير المياه فائقة النقاء بعد. 3. التناضح العكسي الثانوي (RO – التنقية الأولية)

يدخل النفاذ من المرحلة الأولية إلى وحدة التناضح العكسي منخفضة الضغط الثانوية لإزالة المزيد من أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم المتبقية بالإضافة إلى الأملاح النزرة:
يتم تقليل موصلية مياه المنتج إلى أقل من 5 ميكرو سيمنز/سم، مما يقلل بشكل كبير من محتوى الأيونات ويعمل كمصدر تغذية لمرحلة المياه فائقة النقاء.

4. معالجة EDI (إزالة الأيونات بالكهرباء) للتنقية العميقة (مرحلة المياه فائقة النقاء الأساسية)

تحلية عميقة مستمرة دون الحاجة إلى تجديد الأحماض/القلويات:
يتدفق نفاذ التناضح العكسي الثانوي إلى وحدة EDI، حيث يتم فصل الأنيونات والكاتيونات النزرة تحت تأثير مجال كهربائي؛
يستقر مقاومة مياه الخرج عند 15-18.25 ميجا أوم سم، مما يلبي مواصفات المياه فائقة النقاء القياسية.

5. معالجة تلميع نهائية (اختياري للمياه فائقة النقاء المتطورة)

راتنج خلط نهائي للتلميع، ترشيح فائق، تعقيم بالأشعة فوق البنفسجية، وترشيح نهائي مسامي دقيق: يزيل المواد العضوية المتطايرة (TOC) والبكتيريا والجزيئات الدقيقة؛ مناسب لتصنيع الرقائق والمختبرات والتطبيقات الطبية.

ثالثاً: معلمات المعدات الرئيسية (نموذج قياسي 20 طن/يوم بحري/بري)

1. مياه التغذية: مياه البحر TDS 35,000 ملغم/لتر؛
2. معدل تحلية مياه البحر الأولي: ≥ 99.2%؛
3. معدل تحلية التناضح العكسي الثانوي: ≥ 98%؛
4. مقاومة مياه خرج EDI: 15-18.2 ميجا أوم سم؛
5. معدل استرداد النظام: 40%-55% إجمالي؛
6. استهلاك طاقة التشغيل: طلب طاقة أعلى في مرحلة مياه البحر؛ استهلاك الطاقة هو 4-6 كيلو واط ساعة لكل طن من مياه المنتج.

رابعاً: سيناريوهات التطبيق

1. مياه تبريد للغلايات البحرية المتطورة والأجهزة الدقيقة؛
2. مياه معالجة لمنشآت الطاقة الشمسية القائمة على الجزر ومصانع أشباه الموصلات الصغيرة؛
3. إمدادات المياه للمختبرات البحثية العلمية البحرية والمعدات الطبية؛
4. مياه تعويض للغلايات الكبيرة عالية الضغط على الجزر. خامساً: مزايا العملية

1. تستخدم عملية فصل فيزيائية بالكامل؛ لا تنتج كميات كبيرة من السوائل الحمضية أو القلوية؛ صديقة للبيئة وسهلة الصيانة.
2. تصميم معياري؛ قابل للتخصيص لسعات 5 أو 20 أو 50 طنًا في الساعة.
3. تشغيل آلي بالكامل مع غسيل وحدات الأغشية تلقائيًا لتقليل الترسبات والتلوث.
4. استهلاك طاقة أقل وبصمة أصغر مقارنة بطرق التقطير التقليدية.