أصبحت تحلية مياه البحر إجابة حيوية على المشكلة العالمية لنقص المياه النظيفة. تحويل مياه البحر هو حل مستدام لمشكلة نقص المياه في المناطق الجافة وعلى الجزر. في هذا المقال، ندرس المفاهيم الرئيسية لمعدات تحلية مياه البحر، مع التركيز على المكونات والإجراءات الأساسية، وهي: المعالجة الأولية، والمضخات، والفصل بواسطة أغشية، والمعالجات ما بعد التحلية.
نظام المعالجة الأولية: الترشيح وإزالة الشوائب
من الضروري جدًا استخدام نظام معالجة أولية فعال لضمان أن يمكن استخدام معدات التحلية الماء لفترة طويلة. العملية الرئيسية في المعالجة الأولية هي إزالة المواد الصلبة، العضوية والبيولوجية من مياه البحر. يمكن لهذه المواد أن تسبب تراكمًا داخل الأغشية، مما قد يقلل من كفاءة التحلية ويحتاج إلى صيانة أكثر.
عادةً ما تكون مرشحات الرمل، الترشيح الفائق والميكروفلتر جزءًا من عملية الترشيح. تهدف هذه الأنظمة إلى إزالة جميع أحجام الجسيمات، بحيث لا يمكن لأي حطام أو جزيئات كبيرة أن تضر بالأجزاء الحساسة في محطة التحلية المياه.
يمكن استخدام الطرق الكيميائية خلال المرحلة الأولية للعلاج لتحسين سلامة البحر، إزالة الرواسب، تقليل فرص التلوث البيولوجي وضمان سلامة المعدات الموجودة في المراحل التالية.
مضخة الضغط العالي وجهاز استرداد الطاقة
يعتمد معظم عملية التحلية المياه على استخدام مستويات عالية من الضغط. في عملية التناضح العكسي، تقوم مضخات الضغط العالي بزيادة ضغط الماء بما يكفي لمروره عبر الأغشية شبه النفاذة. من المتوقع أن تعمل هذه المضخات بشكل جيد وتستمر لفترة طويلة، حيث يجب عليها التعامل مع ضغط التناضح الناتج عن مياه البحر والمرور عبر الأغشية.
استخدام مضخات الضغط العالي للتحلية يتطلب اهتماماً خاصاً، نظراً لأن التحلية غالباً ما تتطلب الكثير من الطاقة. لحل هذا، يتم استخدام أجهزة استرداد الطاقة (ERDs). فهي تستفيد من الطاقة الموجودة في التيار ذي الضغط العالي لتعويض متطلبات طاقة أخرى، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في احتياجات المصنع. تشمل التقنيات الشائعة المستخدمة اليوم في التحلية مبادلات الضغط وتربيدو استرداد الطاقة، والتي تحسن استدامة أنظمة التحلية وتقلل من تكلفتها.
الدور الأساسي لتكنولوجيا فصل الغشاء
العملية التي تستخدمها أنظمة التحلية المياه بالتنقيه العكسية (RO) تعتمد بشكل أساسي على فصل الغشاء. تحتاج طريقة RO إلى مرور الماء عبر أغشية شبه منفذة تختار جزيئات الماء بدلاً من الأملاح والشوائب.
يتم تصنيعها لتنقية عالية لإزالة الأيونات الذائبة في الماء، مما يجعل الماء نقيًا جدًا. أصبحت الأغشية الأفضل الآن أكثر النفاذية ومتانة بفضل التكنولوجيات الجديدة، مما يسمح بإنتاج ماء ذي جودة أفضل وبتكلفة وأ lesser طاقة أقل.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن أنظمة الغشاء مرنة وقابلة للتطوير، يمكن ضبطها لتلائم احتياجات المصنع ويمكن توسيعها بسهولة مع زيادة الطلب على الطاقة. تعمل هذه الصناعة باستمرار على تطوير تقنيات جديدة لمساعدة التحلية المستندة إلى الغشاء على توفير الوقت والمال.
المعالجة ما بعد وإدارة جودة المياه
الماء الناتج عن الفصل بالغشاء آمن عادةً للشرب، رغم أنه قد يكون من الضروري إجراء معالجة إضافية لتحقيق المعايير المطلوبة وما يريده الناس. في بعض الأحيان، يتم تنفيذ إعادة التمعدن في مرحلة ما بعد المعالجة بإضافة الكالسيوم والمغنيسيوم إلى الماء لتصحيح توازنه الكيميائي وتحسين طعمه.
من الضروري تنظيم جودة المياه للحفاظ على ثقة الناس واتباع الإرشادات الصحية. غالباً ما يكون من المهم فحص درجة الحموضة (pH) والترابية وكمية المعادن في الماء لضمان أن يكون الماء آمناً للناس ومتوافقاً مع الإرشادات.
بشكل عام، ترتبط كفاءة أجهزة المياه المالحة غير المنقطعة بالتنسيق المناسب بين مختلف الأنظمة والعمليات. لا توجد خطوات في هذه العملية تافهة، بدءًا من المراحل الأولية لضخ المياه تحت الضغط عبر الغشاء وانتهاءً بالمراحل النهائية لتأمين المياه المالحة. ستسهم التطورات التقنية الحديثة في إيجاد نهج أكثر أهمية لمعالجة مشكلات المياه على مستوى العالم مع زيادة الطلب على المياه العذبة.
