محطة تحلية المياه | اهم طرق التحلية للمياه

محطة تحلية المياه هي حصان الرهان القادم أمام دول العالم لتخطي أزمة ندرة المياه الصالحة للاستهلاك الآدمي، حيث تتجه الأنظار إلى تطوير فكرة محطات التحلية وفقًا لاستراتيجيات وتقنيات حديثة تساعد في تطوير خطوات التحلية وتقليل استهلاك الطاقة، بحيث تتمكن الدول من تحلية المياه الغير مستهلكة وتحويلها إلى مورد مائي مستهلك.

محطة تحلية المياه

محطة تحلية المياه هي مبنى يتم تأسيسه بشكل رسمي من قبل حكومات الدول أو بشكل شخصي كمشروع خاص ويتم تكوينه باليات معينة ليكون مسئول عن إتمام عمليات تحلية المياه،

فيما يعرف بعملية Desalination وهي عملية إزالة أي أملاح زائدة بالمياه لتحويلها إلى مياه صالحة للشرب والاستخدام اليومي وكذلك في الزراعة.

تعتبر عملية تحلية المياه من خلال محطات تحلية المياه من العمليات الهامة وخاصة في الدول ذات الموارد المائية المحدودة، فيصبح الاهتمام شديد بتأسيس محطات تحلية المياه لتوفير احتياجات السكان من المياه الصالحة للشرب.

تتجه أغلب الدول حاليًا إلى إنشاء العديد من محطات تحلية المياه وتجهيزها بأحدث التكنولوجيات المتطورة والتي تسمح بتحلية المياه لمواجهة ما هو متوقع مستقبلًا من وجود مشكلات وحروب اساسها توفير المياه الصالحة للاستخدام،

بالإضافة لرصد الكثير من الوفيات حول العالم نتيجة لندرة مياه الشرب، وتعتبر محطات تحلية المياه من المشاريع القومية الضخمة ذات الاستثمارات الكبيرة،

والتي يتم بنائها في المناطق الساحلية لتحلية مياه البحر، كما يتم بنائها لتزويد المدن الصحراوية بمياه صالحة للشرب من خلال تحلية مياه الآبار.

سعر محطة تحلية مياه واحدة يصل إلى أربعة أضعاف سعر محطات تنقية الماء العادي، لذا يتم ضخ كميات المياه المحلاة لغرض الشرب لسد احتياجات السكان من الماء.

ما معنى تحلية المياه

محطة تحلية المياه هي المكان المخصص لإتمام كافة مراحل تحلية المياه المالحة وتحويلها إلى مياه صالحة للاستهلاك البشري، وذلك من خلال عدة طرق أهمها:

طريقة التقطير الحراري

التقطير الحراري من الطرق المستخدمة قديمًا وتقوم فكرتها على تعريض المياه للغليان، حيث يتم خلال عملية الغليان عملية تبخر ينفصل خلالها الملح عن المياه، بحيث يتم تجميع المياه المتبخرة ويترك الملح.

تحتاج عملية التقطير الحراري إلى كميات طاقة كبيرة جدًا حيث تعتمد الطريقة على التبديل بين المراحل المختلفة للتبخير ومع الوقت تم إدخال الكثير من التطورات على التقطير الحراري تستهدف تقليل كميات الطاقة التي تستنزف أثناء تحلية المياه.

من أهم التطورات التي دخلت في عملية التقطير الحراري الاعتماد على أوعية ضغط منخفضة للحد من درجات الغليان وتقليل الطاقة المستهلكة.

طريقة التيار الكهربائي

يدخل التيار الكهربائي في عملية تحلية المياه من خلال الدفع بالأيونات التي تحمل أيونات الملح المنفصلة عن المياه من خلال الغشاء الانتقائي، حيث يتم استهلاك كميات من الطاقة وفقًا لمقدار الملح المتواجد بالمياه.

تعتبر طريقة التيار الكهربائي من أنسب طرق تحلية المياه حال كانت الملوحة منخفضة أما في حالة تحلية مياه البحر فتحتاج طاقة كهربائية هائلة للتخلص من كم الأملاح الزائدة.

طريقة التناضح العكسي

تقوم فكرة التناضح العكسي على أساس الضغط الذي بدوره يتسبب في اندفاع المياه بقوة من خلال غشاء انتقائي مما يسهل عملية فصل الماء عن الملح.

تستهلك طريقة التناضح العكسي كميات من الطاقة تحدد وفقًا لحجم الأملاح في المياه التي يتم تحليتها.

لا تفوت فرصة مشاهدة: تحلية ماء البحر ومراحلها بالتفصيل

مراحل تحلية المياه بمحطات التحلية

تتم عملية التحلية المياه داخل محطة تحلية المياه بهدف فصل الأملاح والشوائب من المياه بهدف استخدمها في الشرب وتتم التحلية وفقًا لعدة مراحل أساسية تأتي على النحو التالي:

• يتم تعريض المياه المالحة إلى معالجة أولية.
• إزالة المعادن والأملاح المتراكمة بالمياه المالحة.
• تعريض الماء المالح إلى خطوة معالجة نهائية.

ويتم تحديد طريقة التحلية داخل محطات تحلية الماء بناءً على عدة عوامل أهمها:

• نسب تركيز الملح في المياه المراد تحليتها.
• درجة حرارة المياه.
• الميزانية المرصودة لعملية التحلية.
• كمية الطاقة والكهرباء المتوافرة لإتمام عملية التحلية.

شرح محطات تحلية المياه

عند تحلية المياه عن طريق التناضح العكسي بمحطات التحلية فيتم الاعتماد على اندفاع المياه المالحة عبر غشاء نفاذي يتم من خلالها نفاذ جزيئات الماء، في حين يتم حجب الأملاح والشوائب ولا يسمح الغشاء بنفاذها،

ويتم ذلك وفقًا لعدة خطوات تأتي على النحو التالي:

• تتم الخطوة الأولى من خلال مضخة لسحب الماء المالح لتنفيذ عملية أسموزية عكسية.
• تحديد مجرى للماء يسمح بمرور الماء المالح عبر الغشاء النفاذي ويسير مسار المياه في هذه الحالة بدايةً من منطقة ملوحة الماء إلى منطقة الماء الخالي من الملح.
• يتم التخلص من كميات الأملاح التي تتراكم بالخزان بعد رجوعها في المسار ويزداد كميتها شيئًا فشيئًا، وتأتي خطوة التخلص من هذه الأملاح بهدف تقليل كمية الطاقة المستخدمة في التحلية.
• يتم فحص المياه التي تم تحليتها بعناية لمعادلة نسبة الحموضة لتصبح صالحة للاستخدام الآدمي.

أنواع محطات تحلية المياه

تتعد أنواع محطة تحلية المياه وفقًا لطبيعة المياه التي تحتاج لعملية التحلية وعليه فتأتي أنواع محطات التحلية على النحو التالي:

• محطة تحلية مياه بلدية.
• محطة تحلية المياه المستخرجة من الآبار والمياه الجوفية.
• محطة تحلية ماء البحر.

مكونات محطات تحلية المياه

تعمل أغلب محطات تحلية المياه بخاصية الأسموزية العكسية والتي تقوم على فكرة انتقال الماء من مرحلة أكثر تركيزًا إلى الأقل تركيزًا وذلك بهدف التخلص من ملوحة المياه،

ورغم سهولة تلك الطريقة إلا أنها تحتاج رؤوس أموال ضخمة لبناء المحطة وبدء العمل، وأهم مكونات تلك المحطات:

• مرشحات دقيقة تعمل على حجب المواد الصلبة الموجودة بالمياه.
• غشاء نفاذي خاص بالخاصية الأسموزية العكسية.
• مضخة.
• وحدة لاسترداد الطاقة وملحقاتها.
• فلتر يقوم بمعادلة حموضة المياه بعد تحليتها.
• أوعية ضغط.
• وحدات تقوم بإضافة المركبات الكيميائية.
• خزان لعزل ماء البحر.
• خزان تخفيف.
• CIP
• خزان للمياه المرفوضة.

قد يهمك التعرف على: الماء المقطر وأهم فوائده | ومراحل عملية التقطير

آلية عمل محطات تحلية المياه

تتم عملية التحلية في محطة تحلية المياه من خلال مجموعة من المراحل تمثل آلية عامة لعمل المحطة وتحويل الماء المالح إلى ماء صالح للاستخدام، وتتعدد مراحل هذه الآلية وفقًا للمراحل التالية:

مرحلة المعالجة

• تتدفق مياه البحر من خلال شاشات تعمل على إزالة الشوائب الصلبة والتي تأتي بأحجام كبيرة ومتوسطة.
• يتم إضافة أنواع من المواد الكيميائية التي تساعد في جمع الطحالب والجزيئات الصغيرة وترسبها ليتم إزالتها بسهولة.
• يتم بعد ذلك عملية ترسيب الشوائب الدقيقة كالرمال والأتربة.

مرحلة الخاصية الأسموزية العكسية

• يتم فيها تعريض مياه البحر إلى ضغط عالٍ بعد معالجتها إلى أن تتحول المياه المعالجة إلى مياه عذبة من خلال الأغشية النفاذية والفلاتر.

مرحلة التسليم

• فور انتقال الماء المعالج في اتجاه الماء العذب يضاف إليه مواد كيميائية لتثبيته.

مرحلة عودة المياه إلى البحر

• يتم في هذه المرحلة استخدام قنوات تفريغ لإعادة الماء المالح إلى البحر ويتم إعادة مزج الماء العائد من المحطة مع ماء البحر بشكل تدريجي حتى لا يتراكم الماء المالح بمدخل محطة التحلية.

محطة تحلية المياه هي أحد الطرق التي يعتمد عليها منذ زمن لتحلية المياه المالحة وفصل الماء عن الأملاح ومع التطورات الحديثة تطورت فكرة محطات التحلية لتتحول إلى مشاريع عملاقة خاصة وحكومية،

ليتم الاعتماد عليها في كثير من البلدان كبديل يمكنه تحويل الماء الغير صالح للاستخدام البشري إلى ماء صالح للشرب والزراعة وغيرها من الأنشطة.