تساعد التحلية في توفير المياه العذبة في المناطق التي تواجه صعوبة في الحصول على كمية كافية من المياه الطبيعية الآمنة والنظيفة. نظرًا لزيادة الحاجة إلى المياه العذبة، تم اختراع العديد من الطرق لتحويل مياه البحر إلى مياه نظيفة صالحة للاستخدام البشري. تشرح الأنواع الرئيسية لتحلية المياه البحرية ومزاياها، بالإضافة إلى الحالات التي تُستخدم فيها.
التناضح العكسي (RO)
تُستخدم أنظمة تحلية المياه التي تعتمد على التناضح العكسي بشكل واسع في دول مختلفة حول العالم. فهي تستفيد من غشاء شبه شفاف لفصل الشوائب الموجودة في مياه البحر عن الماء النقي. عندما يتم تطبيق ضغط على جانب واحد من الغشاء، يمر الماء النقي عبره بينما تبقى الأملاح والشوائب الأخرى في الجانب الآخر.
يختار الناس التناضح العكسي لأنه فعال للغاية ويمكنه تصفيه ما يصل إلى 99٪ من الأملاح والشوائب. ويُستخدم في مجموعة واسعة من المشاريع بغض النظر عن حجمها. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة ليست فعالة جدًا من حيث استهلاك الطاقة، ويجب صيانة أو تغيير الأغشية بشكل متكرر لأنها تتعرض للتلوث أو تكون طبقات الترسب. ومع ذلك، فإن التحسينات في الأغشية وأجهزة التقاط الطاقة تقلل من التكاليف وتزيد من كفاءة معالجة المياه.
Multi-stage Flash (MSF)
يعني أن العملية تسخن وتتبخر المياه البحرية تباعًا عند مستويات مختلفة من الضغط. في هذه الحالة، يتم تسخين المياه البحرية وتحويلها إلى بخار في عدة أقسام مختلفة. يقل الضغط في كل خطوة مما يؤدي إلى تحول السائل المتبقي إلى بخار ثم يتم تحويله مرة أخرى إلى ماء عذب.
تُعتبر المناطق التي تحتوي على الكثير من الحرارة الناتجة، مثل تلك الموجودة حول محطات الطاقة، هي حيث يكون MSF فعالاً جدًا. وهو معروف بتوفيره للمياه بشكل موثوق وتحقيق احتياجات العديد من الأشخاص. بما أن محطات MSF معقدة وتستخدم الطاقة بشكل رئيسي من الوقود الأحفوري أو الحرارة الناتجة عن العمليات الصناعية، فإنها تكون أقل استدامة مقارنة بتصاميم المحطات الأخرى.
التقطير متعدد التأثير (MED)
التقطير متعدد التأثير (MED) هو طريقة أخرى لتحلية المياه، وعلى عكس MSF، فإنه غالبًا ما يكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. يقوم MED بتقسيم عملية تبخير الماء إلى عدة 'تأثيرات' أو مراحل، وكل مرحلة تكون بضغط ودرجة حرارة أقل.
يُغلى الماء البحري لكل تأثير، ويتم إرسال البخار الناتج لتسخين التأثير التالي. مقارنةً بـ MSF، يساعد هذا العملية على استخدام طاقة أقل وتقليل تكلفة التشغيل. يتم عادةً دمج MED مع تقنيات أخرى لمساعدة الشركة على العمل بكفاءة أكبر. يستخدم بشكل أساسي في المناطق ذات الأنشطة الصناعية الكثيفة لأنه يمكنه العمل باستخدام المدفآت المتاحة بالفعل. بالإضافة إلى ذلك، مثل MSF، تحتاج MED إلى استثمار في معدات باهظة الثمن وإعداد البنية التحتية المناسبة.
التنقية الكهربائية (ED)
تُشير ED إلى التنقية الكهربائية وهي طريقة تُستخدم فيها القوة الكهربائية لفصل الأملاح عن الماء من خلال أغشية انتقائية. تعتمد ED على طريقة مختلفة عن التكنولوجيات الأخرى، مما يسمح بالتخلص من الأملاح عند درجة حرارة عادية وخفض استهلاك الطاقة.
استخدام التحلية الكهروضوئية يكون الأكثر فائدة في تحلية المياه المالحة ذات الملح المنخفض. يتم تطبيقها في الزراعة والصناعة والمواقع الصغيرة، مما يوفر ميزة إزالة الأيونات بشكل ممتاز. ومع ذلك، عندما تكون المياه المالحة جدًا مثل مياه البحر، تصبح أقل فعالية وبالتالي نادرًا ما تُستخدم في مياه البحر دون تعديلات.
تكنولوجيا التحلية الشمسية
باستخدام تكنولوجيا التحلية الشمسية، يتم استخدام الطاقة الشمسية لتنقية مياه المحيط، مما يقدم طريقة آمنة بيئيًا ومستدامة لتوفير المياه. يمكن تقسيم الطاقة الشمسية إلى أ stills الشمسية وأنظمة الطاقة الشمسية المركزية (CSP).
مثلما يعمل الشمس على الأرض، فإن الصور الشمسية تستخدم الطاقة الشمسية لتحويل مياه البحر إلى مياه عذبة. بما أنها بسيطة ومنخفضة التكلفة، فإن العيب الرئيسي هو أنها لا تنتج الكثير. يتم استخدام المرآة أو العدسات لتركيز شعاع الشمس على المستقبل في نظام CSP، مما يسخن الماء للاستخدام في التحلية باستخدام MSF أو Med.
تُعتبر التحلية الشمسية خيارًا ممتازًا في الأماكن التي يكون فيها عدد كبير من الأيام المشمسة ولا تكون إمدادات الكهرباء سهلة. تُنتج هذه التقنية نتائج صديقة للبيئة، كما يمكن دمجها مع مشاريع الطاقة المتجددة. ومع ذلك، قد يكون تقديم هذه الأنظمة صعبًا بسبب التكاليف والموقع المطلوب.
بشكل عام، لكل طريقة تحلية مزاياها وعيوبها الخاصة، والتقنية المختارة تعكس عادة موارد الطاقة للموقع، وطبيعة المياه، ومستويات الاستخدام. وبما أن العالم بحاجة إلى مصادر مياه أكثر استدامة وتقدمًا، فمن الضروري تطوير وتحسين التقنيات لمواجهة تحديات المياه على مستوى العالم.
