تحلية المياه

مفهوم تحلية المياه

تُعرف تحلية المياه (بالإنجليزية: Desalination) بأنها العملية التي يتم من خلالها إزالة الأملاح الذائبة من مياه البحر أو المياه الجوفية لجعلها صالحة للاستهلاك البشري والري والتطبيقات الصناعية، وقد تحدث هذه العملية بشكل طبيعي كجزء من الدورة الهيدرولوجية لتبخر مياه البحر، أو قد يجري الإنسان عملية معالجة وتحلية مياه البحر كبديل عن التحلية الطبيعية لسد احتياجات المجتمع والاقتصاد من المياه، فقد أدى تلوث المياه الجوفية، وتزايد أعداد السكان إلى ظهور الحاجة إلى تكنولوجيا تحلية المياه.

تتطلب تقنية تحلية المياه قدرًا كبيرًا من الطاقة، والتي عادة ما تكون على شكل وقود أحفوري، مما يجعل تلك العملية مكلفة، لذلك يتم اللجوء إليها عندما لا تكون مصادر المياه العذبة متاحة؛ وذلك لأن محطات تحلية الماء ينتج عنها انبعاثات من غازات الاحتباس الحراري، وتشكل المياه العادمة الملحية، الأمر الذي يهدد البيئة.

فوائد تحلية المياه

وفيما يأتي الفوائد التي يمكن جنيها من تحلية المياه :

• توفير مياه الشرب

تساعد تحلية المياه على توفير مياه للشرب في المناطق التي لا توجد فيها إمدادات طبيعية لتلك المياه، حتى في البلدان التي تكون فيها المياه العذبة متوفرة، يمكن لمحطات تحلية المياه أن توفر المياه للمناطق الأكثر جفافاً، أو في أوقات الجفاف.

• الحفاظ على المسطحات المائية العذبة

تساعد تحلية المياه في الحفاظ على المصادر الرئيسية للمياه العذبة في العالم ، فبدلًا من استهلاكها والقضاء على الموائل الموجودة فيها، يمكن تحلية مياه البحار والمحيطات والاستفادة منها، الأمر الذي يحمي تلك المسطحات، ويزيد من وعي الناس تجاه ضرورة حمايتها.

• توفير المياه للأنشطة الزراعية

لا توفر محطات التحلية المياه الصالحة للشرب فقط، وإنما توفر مياهًا آمنة للاستخدام لري النباتات والماشية، وبالتالي سيكون المزارعون قادرين على استخدام المياه لإنتاج المحاصيل الزراعية، وتحسين الاقتصاد.

طرق تحلية المياه

وفيما يأتي أبرز الطرق المستخدمة لتحلية المياه :

التناضح العكسي

تستخدم في عملية التناضح العكسي أغشية شبه نفاذة تسمح بمرور جزئيات الماء من خلالها فقط، وتمنع مرور الأملاح الذائبة، وتمر المياه في تلك العملية بمجموعة من المراحل، هي:

• التخلص من المواد الصلبة الموجودة في المياه.
• تطبيق ضغط عالٍ باستخدام المضخات لإجبار الماء على المرور عبر الأغشية شبه النفاذة، وترك الأملاح عالقة فيها.
• معالجة المياه المحلاة عبر تعقيمها وتعديل الأس الهيدروجيني لها لجعلها مناسبة للشرب.

التقطير متعدد المراحل

استخدمت تلك الطريقة لتحلية المياه منذ ستينات القرن الماضي، وتعتمد تلك التقنية على الضغط والحرارة لتحلية المياه، إذ يتكون النظام الذي يعمل بتلك الطريقة من مجموعة من الأقسام المتصلة ببعضها البعض، بحيث يتم تسخين المياه في البداية تحت ضغط مرتفع، ومن ثم يدخل الماء بسرعة إلى القسم الأول، ويتعرض لضغط منخفض، الأمر الذي يؤدي إلى غليانه بسرعة بحيث يتبخر جزء منه.

وتتكرر تلك العملية في كل قسم يمر الماء خلاله، بحيث ينخفض الضغط بالتدريج في كل مرحلة ويتبخر الماء، وفي النهاية يتم تحويل البخار الناتج عن عمليات التبخر المتتابعة إلى مياه عذبة ليتم تجميعها فيما بعد.

الفصل الكهربائي

تستخدم في تلك الطريقة التيار الكهربائي لفصل الماء عن الملح، وذلك من خلال دفع الماء عبر غشاء نفاذ تعلق فيه أيونات الملح المنفصلة، إلا أن تلك الطريقة تعتمد على تركيز الملح في الماء، وبالتالي فهي مناسبة للمياه ذات التركيز القليل بالأملاح، إذ إنها تستهلك الكثير من الطاقة لتحلية مياه البحر.

مراحل تحلية مياه البحر

وفيما يأتي أبرز المراحل التي تمر بها تحلية مياه البحر :

سحب ماء البحر

تُسحب المياه من البحر عبر أنابيب سحب تقع على عمق 25م تحت سطح البحر، ومن ثم تنقل تلك الأنابيب ماء البحر بكامل طاقتها إلى محطة التحلية عبر نفق خرساني، ومن الجدير بالذكر أن معدل تدفق ماء البحر عبر النفق يكون بطيئًا جدًا، وذلك للسماح للكائنات البحرية التي سحبت مع الماء بالسباحة خارج النفق، بحيث لا تنجرف داخل المصنع.

الفرز والترشيح قبل المعالجة

تستخدم مصافٍ أسطوانية لإزالة المواد الصلبة وكبيرة الحجم التي ندخل المحطة عبر نفق السحب، والتي عادة ما تكون عبارة عن نفايات صلبة، وقطع من الصدف، وبعض النباتات، وجزيئات صغيرة من الأوساخ، وذلك بهدف تنظيف المياه قبل دخولها مرحلة التناضح العكسي، وبعد ذلك تتركز المياه العادمة الناتجة عن عملية الترشيح قبل المعالجة، ويتم تمريرها عبر جهاز طرد مركزي عالي الدوران لإزالة أكبر قدر ممكن من الأوساخ.

التناضح العكسي

يمر ماء البحر المصفى عبر آلاف الأغشية التي تساعد على تصفية الأملاح والمعادن الأخرى من الماء، بحيث يتم دفع الماء بقوة كبيرة عبر تلك الأغشية شبه النفاذة، لتعلق الأملاح والمعادن فيها، وتمر المياه العذبة فقط عبرها.

معالجة المياه المرشحة

تحتاج المياه بعد عملية الترشيح والتناضح العكسي إلى تعقيم وإضافة المعادن الضرورية لتصبح صالحة للاستهلاك البشري، كما يتم التأكد من جودتها وفق معايير خاصة، ليتم تحويلها في النهاية إلى خزانات مخصصة لتخزين ماء الشرب ، وبعد ذلك يتم توزيعها على المناطق المنتفعة.

حقائق حول تحلية المياه في العالم

هناك العديد من الحقائق التي تتعلق بتحلية المياه حول العالم، ومنها ما يأتي:

• تعدّ المياه المحلاة المصدر الرئيسي لإمدادات المياه المحلية في العديد من المناطق حول العالم، خاصةً المناطق القاحلة التي تمتلك كثافةً سكانية مرتفعة، حيث تستخدم التحلية في أكثر من 120 دولة.
• تشكل مناطق الشرق الأوسط، وشمال أفريقيا المُنتج لحوالي نصف المياه المحلاة الكلية.
• كانت كل من؛ المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة والكويت، المنتج الرئيسي للمياه المحلاة بحلول عام 2019م، تليهم الولايات المتحدة الأمريكية التي تنتج حوالي 13% من إجمالي المياه المحلاة في العالم.