كيف تتم تحلية مياه البحر

هناك عدة عمليات تجرى لإزالة كل أو جزء من الأملاح الزائدة والمعادن من المياه كمان أنه يمكن تحليه مياه البحر لتصبح من الممكن استخدامها في الحياة العملية فما هي طريقة تحلية مياه البحر؟

4 إجابات

إن الهدف من تحلية مياه البحر هو توظيفها للاستخدام البشري، سواءً أكان للشرب أم للاستخدام الزراعي أو غيره، وآلية التحلية تتم بالتخلص أو التخفيف من الملح (كلوريد الصوديوم NaCl) الموجود في هذه المياه.

و يوجد عدة طرق مُتَّبعة للتحلية وهي:

  • التناضح العكسي (Reverse osmosis).
  • الاستقطار (Distillation).
  • التجّميد (Freezing).
  • التبخير اللحظي (Flash Evaporation).
  • التَميِيه (Hydrate formation).
  • التحال الكهربائي (Electrodialysis).

وتعد طريقة التناضح العكسي، أهم وأكثر الطرق المُتَّبعة في مراكز التحلية بنسبة قد تصل إلى 60%، وذلك بسبب فعاليتها الكبيرة وتكاليفها الصغيرة نسبيًا، ولكي تفهم هذه الآلية، عليك أولًا أن تُدرك ما هو التناضح، وهو باختصار انتقال ماء من الوسط منخفض التركيز إلى الوسط عالي التركيز، وبالتالي فإن طريقة التناضح العكسي، تعتمد على عكس الطريق المذكور، وذلك بتطبيق قوة ضغط خارجية على مياه البحر والتي تُعتبر وسطًا عالي التركيز، مع استخدام غشاء شبه مسامي، يسمح بمرور الماء النقي فقط من خلاله ويمنع المركبات الغريبة كالأوساخ والميكروبات، وبالنتيجة سيُصبح لدينا:

  • محلول عالي التركيز، والذي يكون الملح معظمه.
  • محلول منخفض التركيز، والذي هو الماء العذب.

كيف تتم تحلية مياه البحر

وإذا كان نظام التصفية هذا عالي الأداء، فمن الممكن أن يُنقي العديد من الملوثات الذائبة الموجودة في مياه البحر، والتي تضم:

  • الأملاح المتنوعة.
  • حبيبات الرمل.
  • الغرويات، كجزئيات الزيت و الدهون.
  • الميكروبات.
  • الذيفانات الداخلية (البيروجينات)، وهي مواد ذات طبيعة بروتينية تنتجها الجراثيم، وقد تُسبب الحُمّى في حال دخولها الجسم.

أكمل القراءة

تحلية مياه البحر من أهم الوسائل المتبعة لاستغلال النسبة الكبيرة من المياه المالحة في صالح البشر، وهناك طرق عديدة لتقليل نسبة الأملاح الموجودة بمياه البحر لتكون صالحة للاستخدامات المختلفة، ولعل أشهرهم:

  • التقطير.
  • التبخير الجزئي.
  • التناضح العكسي.
  • التجميد.
  • التكوين المائي (Hydrate formation).
  • الفصل الكهربي (Electrodialysis).

بالرغم من شيوع الطرق السابقة لفصل الأملاح عن المياه وجعلها تناسب الشرب، إلا أن أغلب هذه الطرق تعتبر مكلفة وتتطلب العديد من الاستعدادات والإمكانيات والتقنيات، ولأن حاجة الكثير من الشعوب إلى الماء كبيرة، بذل فريق من الباحثين في جامعة تكساس جهودهم المضنية لإيجاد حل أسهل لهذه المشكلة.

من مزايا هذه الطريقة الجديدة التي اكتشفها الباحثون، أنها تستهلك القليل من الطاقة (ما لا يتعدى 3 فولت)، كما أنها تعتبر طريقة بسيطة وممكنة، وهذه الطريقة هي:

تحلية مياه البحر باستخدام الكيمياء الكهربية: تعود براءة اختراع هذه الطريقة إلى شركة (Okeanos Technologies)، تعتمد هذه الطريقة على فصل الملح عن المياه، وذلك باستخدام جهد كهربي بسيط وشريحة بلاستيكية مملوءة بمياه البحر، تنقسم الشريحة إلى مسارين، مسار به قطب كهربي يعمل على معادلة الشحنات لإيجاد منطقة خالية من الأيونات، فيحدث اختلاف مجال كهربي في الشريحة، ينتج عن هذا التباين في المجال الكهربي إعادة توجيه الأملاح لتنفصل عن المياه العذبة كلا في مكان مختلف، وبذلك تنفصل المياه العذبة عن الأملاح.

كيف يتم تحلية مياه البحر

تعتبر هذه التقنية في مراحلها الأولى، وهي الآن في طريقها للتطبيق بشكل أوسع.

أكمل القراءة

يوجد العديد من التقنيات والأساليب المتّبعة لتحلية مياه البحر، ولكن في المقام الأول تأتي تقنيّة التقطير والتي تتفرّع إلى نوعين أساسيين:

التقطير الحراريّ (Thermal technologies): تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في منطقة الشرق الأوسط لغناها بمشتقات النفط، حيث تعتمد هذه التقنيّة على النفط بشكل أساسيّ، وتشمل هذه التقنيّة عدّة أنواع:

  • التقطير الومضي متعدّد المراحل (Multi-stage flash distillation): تشمل هذه الطريقة ضخ المياه المالحة عبر عدّة غرف، وتعريضها لدرجة حرارة وضغط مرتفعين، ويتم تخفيف الضغط والحرارة بشكل تدريجي ضمن الغرفة، ممّا يؤدي إلى غليان الماء بسرعة وتشكّل البخار، يتكثّف البخار ويشكّل مياه عذبة.
  • التقطير متعدّد التأثيرات (Multi-effect distillation): يتم استخدام نفس المبدأ في التقطير الومضيّ باستثناء أنّه بدلًا من استخدام غرف متعدّدة للتقطير، يُستخدم غرف متوضّعة بشكل متتالي.
  • التقطير بالبخار المضغوط (Vapor compression distillation): تستخدم هذه الطريق الحرارة الناتجة عن ضغط البخار لتبخير المياه والحصول على ماء نقيّ، يمكن استخدام هذه الطريقة بشكل مستقل أو بشكل مشترك مع الطرق السابقة.
  • التقطير الشمسيّ (Solar distillation): تعمل وحدات تقطير المياه باستخدام أشعة الشمس بشكل مشابه للطرق السابقة ولكن مع الاعتماد على ضوء الشمس كمصدر للحرارة.

التقطير باستخدام تقنيات الأغشيّة (Membrane technologies): تستخدم هذه التقنيّة بشكل واسع في الولايات المتّحدة الأمريكيّة، تعتمد هذه التقنيات على تطبيق ضغط بشكل متدرّج لتوليد قوّة دافعة على حاجز ماديّ (غشاء) يغطّي خزانات المياه لإخراج الماء العذب من مسامات الغشاء، وتشمل هذه التقنيات:

  • التحليل الكهربائيّ وعكس التحليل الكهربائيّ (Electrodialysis and electrodialysis reversal): تستخدم هذه التقنية أغشية تسمح بمرور نوع واحد من الأيونات إما الأيونات الموجبة أو السالبة، ينتج عن مرور الأيونات قوّة دافعة تؤدّي إلى خروج المياه العذبة.
  • التناضح العكسيّ (Reverse osmosis): يستخدم التناضح العكسي تدرّج الضغط كقوة دافعة لتحريك المياه المالحة المضغوطة ضمن الأغشية التي تمنع أيونات الملح من المرور للحصول على المياه العذبة، ويوجد العديد من الأساليب التي تعتمد على هذه التقنيّة مثل الترشيح النانويّ والترشيح الفائق والترشيح الدقيق.

أكمل القراءة

يمكن تحلية مياه البحر بعدة طرق فهناك طريقة استخدام الأغشية، و تعرف أيضًا باسم طريقة التناضح العكسيّ، و يتم فيها استخدام غشاء نصف نفوذ، يُعرف بغشاء التناضح العكسي، يسمح بمرور الماء العذب في اتجاه الضغط المنخفض ويمنع مرور الملح و البكتيريا من خلالها، و يحتاج ذلك إلى زيادة الضغط على ناحية الغشاء التي تملَؤها مياه البحر، ويبلغ هذا الضغط حوالي 70 بار و عادة ينتجيُولّد هذا الضغط بمضخّات تعمل بالكهرباء، و إن هذه الطريقة هي الطريقة الأولى في تحلية مياه البحر، وأكثر من 60% من مراكز التحلية تعتمد عليها؛ بسبب فعاليتها الكبيرة و قلة تكاليفها نسبياً، وهناك طرق أخرى مثل:

  • التقطير.
  • التجميد.
  • التبخير الجزئي.
  • تشكيل مركّب الماءات.
  • الديلزة بالكهرباء.

قد يكون هناك آثار بيئية لتحلية المياه بسبب طرح المياه الشائبة الناتجة عن العملية، ولكن العديد من الدراسات توصلت إلى أنَّ إعادة طرح المياه المالحة الشائبة إلى البحار ليس له تأثير يُذكر على البيئة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف تتم تحلية مياه البحر"؟