على الرغم من أن المياه تغطي 711 تيرابايت 3 تيرابايت من سطح الأرض، إلا أن موارد المياه العذبة تمثل أقل من 2.51 تيرابايت 3 تيرابايت من إجمالي الموارد المائية. والمياه العذبة الصالحة للاستخدام المباشر من قبل البشر شحيحة بشكل خاص. ومع استمرار النمو السكاني العالمي المستمر والتصنيع المتسارع، يواجه أكثر من ثلث مناطق العالم اختلالاً بين العرض والطلب على المياه.
وفي ظل هذه الخلفية، تستخدم العديد من شركات تحلية المياه تكنولوجيا تحلية المياه لتوفير موارد مستدامة للحياة في المناطق القاحلة والنادرة المياه، وحل أزمة نقص المياه العذبة.
كيف تطورت صناعة تحلية مياه البحر؟
النهوض بـ صناعة تحلية المياه لطالما كان الدافع وراء الابتكارات التي تقودها الشركات في مجال تكنولوجيا معالجة المياه.
ورغم أن طرق التقطير المبكرة، رغم قدرتها على تحلية مياه البحر، إلا أن استهلاك الطاقة المرتفع والتكاليف العالية أعاقت اعتمادها على نطاق واسع. أحدث ظهور تقنية غشاء التناضح العكسي في الستينيات ثورة في صناعة تحلية مياه البحر. وكانت شركة IDE الإسرائيلية رائدة في هذه التكنولوجيا، حيث طورت دقة الترشيح الغشائي إلى مستوى النانومتر، باستخدام الضغط لإجبار مياه البحر على المرور عبر غشاء شبه نافذ لتحقيق فصل المحلول الملحي.
واليوم، تستحوذ تقنية التناضح العكسي على أكثر من 70% من سوق تحلية المياه العالمي. كما أنها خفضت استهلاك الطاقة بمقدار 601 تيرابايت 3 تيرابايت 3 تيرابايت مقارنة بالعمليات التقليدية، وخفضت تكلفة المياه المحلاة إلى 1 تيرابايت 4 تيرابايت 1 إلى 1 تيرابايت 4 تيرابايت 3 للطن الواحد.
على الرغم من أن شركات تحلية المياه في الصين بدأت الشركات المحلية في الآونة الأخيرة في اختراق الحواجز التكنولوجية باستمرار.
لا يزال بإمكان أغشية التناضح العكسي المضادة للقاذورات التي تنتجها شركة تيانجين لتكنولوجيا الأغشية أن تعمل بثبات في مياه البحر عالية الرطوبة، مما يكسر الاحتكار التكنولوجي الأجنبي. مشروع تحلية مياه البحر في جزيرة ليوهانغ في تشوشان، تشجيانغ، الذي تنفذه شركة تشاينا باور كونستركشن. وهي تستخدم عملية مشتركة من “تكنولوجيا الأغشية + التقطير الطارئ” لتحقيق إمدادات متدرجة من المياه المنزلية والصناعية.
ما هي المشاكل التي تواجهها شركات تحلية مياه البحر؟
ومع ذلك، لا تزال شركات تحلية المياه تواجه تحديات مزدوجة تتمثل في الحماية البيئية والتحكم في التكلفة.
① قد يؤدي التصريف المباشر للمحلول الملحي المركز إلى الإضرار بالنظم الإيكولوجية البحرية. ② لا تزال تكاليف نقل المياه إلى المناطق النائية مرتفعة.
واستجابة لذلك، لا تكتفي الشركات العالمية لتحلية المياه بالتفاعل السلبي. ولكنها تستكشف بنشاط الحلول المستهدفة استناداً إلى مزاياها التكنولوجية وخصائصها الإقليمية.
على سبيل المثال، طورت مجموعة هايبر غروب السنغافورية تقنية استخلاص المعادن الملحية المركزة لتحويل النفايات إلى كنز. وقامت شركة أبينجول الإسبانية بتحسين نظام استخلاص الطاقة في مشروع سعودي، مما يقلل من استهلاك الطاقة لتصريف المحلول الملحي المركز بمقدار 251 تيرابايت 3 تيرابايت ويقلل من تأثيره على البحر. تروج الشركات الصينية المملوكة للدولة لنظام “تحلية المياه + تخزين المياه + الجدولة الذكية” في الجزر، باستخدام معدات تخزين الطاقة لموازنة تقلبات إمدادات المياه.
ما هي المشاريع التي نفذتها شركات تحلية المياه؟
- تستخدم محطة تحلية المياه في صباح بالمملكة العربية السعودية تقنية التناضح العكسي واستعادة الطاقة، بطاقة إنتاجية يومية تبلغ 1.5 مليون طن. وهي كافية لتلبية احتياجات المياه لمليوني نسمة في المنطقة الشرقية.
- تحقق محطة تحلية المياه في جبل علي بالإمارات العربية المتحدة إنتاجاً منخفض الكربون من خلال نظام الطاقة الشمسية. ويشكل إمدادها بالمياه 90% من إجمالي استهلاك دبي من المياه، لتصبح بذلك "شريان الحياة المائي" للمدينة.
- تستخدم شركة Rio Tinto الأسترالية العملاقة في مجال التعدين عملية مخصصة من ثلاث مراحل “المعالجة المسبقة + الترشيح الفائق + التناضح العكسي” لإنتاج مياه محلاة ذات مقاومة ≥15MΩ ・ سم. وهي تلبي متطلبات المياه عالية النقاء لإثراء خام الحديد. ويتكامل المشروع مع نظام إعادة تدوير مياه الصرف الصحي للتعدين، حيث يمزج المحلول الملحي المركز مع مياه الصرف الصحي للإفادة لاستخراج المعادن النادرة مثل الليثيوم والمنغنيز، مما يحقق “استخدامات متعددة لمصدر واحد للمياه”.”
- يتبنى مشروع أبو ظبي لتحلية المياه في الطويل نظام “وحدة غشائية منخفضة الطاقة + استعادة الطاقة بالضغط التفاضلي” ويطبق بشكل مبتكر نظام إنذار مبكر ذكي لتلوث الأغشية. باستخدام مستشعرات الألياف البصرية داخل الغشاء لمراقبة فرق الضغط عبر الغشاء وجودة المياه في الوقت الفعلي. ويمكنه توفير تحذير مبكر من مخاطر التلوث قبل 72 ساعة، مما يطيل عمر الغشاء من 3 سنوات إلى 5 سنوات.
تلخيص
من المصانع على حافة صحراء الشرق الأوسط إلى مرافق التعدين في أستراليا، وأنظمة إمدادات المياه للجزر في بلدي. تقوم شركات تحلية المياه ببناء “أبراج المياه الزرقاء” الصلبة باستخدام التكنولوجيا. لذلك، نعتقد أنه مع تعميق التكامل بين البحث والتطوير في مجال المواد الجديدة ومصادر الطاقة الجديدة. ستصبح المياه المحلاة أكثر اقتصادًا وصديقة للبيئة وفعالية من الناحية البيئية.
