تعتبر المياه قليلة الملوحة، وهي مصدر مائي يتراوح ملوحته بين المياه العذبة ومياه البحر، مصدرًا مائيًا بديلًا واعدًا للغاية في الوقت الحالي. معدات تحلية المياه المالحة, وبفضل الابتكار التكنولوجي والتكيف مع مختلف السيناريوهات، يتم التخفيف تدريجياً من الاختلال العالمي بين العرض والطلب على المياه.
هذا النوع من معدات المياه قليلة الملوحة صُممت هذه التقنية خصيصاً لمصادر المياه منخفضة الملوحة، مثل المياه الجوفية ومياه التسرب من مصبات الأنهار. وبفضل وسائلها التكنولوجية المتنوعة، تحقق هذه التقنية تحلية مياه فعالة، ويمكنها تلبية احتياجات إمدادات المياه المختلفة في المناطق القاحلة، وإمدادات المياه الصناعية، وغيرها من التطبيقات.
اتجاهات التطوير في معدات تحلية المياه قليلة الملوحة
ترقية نظام استعادة الطاقة
تشهد معدات تحلية المياه قليلة الملوحة تحسناً مطرداً نحو زيادة كفاءة الطاقة والتصميم المعياري. ولا تزال تقنية التناضح العكسي التقليدية هي السائدة، مع تركيز التطورات الرئيسية على تحسين وحدات الأغشية وتطوير أنظمة استعادة الطاقة.
يستطيع جهاز iSave™ لاستعادة الطاقة من تحلية المياه قليلة الملوحة، الذي طورته شركة SAE الأسترالية، استعادة 95% من الطاقة المتبقية من المحلول الملحي المركز، ويتطلب 1.7 كيلوواط/ساعة فقط من الكهرباء لمعالجة طن واحد من المياه قليلة الملوحة. وتبلغ تكلفة التشغيل حوالي 0.36 دولار أمريكي للطن، ما يمثل توفيرًا في الطاقة بنسبة 60% مقارنةً بالمعدات التقليدية.
تُستخدم هذه التقنية الحديثة لتحلية المياه على نطاق واسع في أفريقيا، وفي جزر أوقيانوسيا، وفي المناطق القاحلة. وتعتمد أربع محطات لتحلية المياه بُنيت في جنوب أفريقيا، تبلغ طاقة كل منها 5000 طن من المياه يوميًا، على هذه التقنية، وقد نجحت في حل مشاكل إمدادات المياه للسكان المحليين.
توسيع نطاق التطبيق
تعمل العديد من التقنيات المبتكرة باستمرار على توسيع نطاق تطبيق معدات تحلية المياه قليلة الملوحة.
قام فريق البروفيسور يات لي في الولايات المتحدة بدمج تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مع تقنية إزالة الأيونات السعوية (CDI) لابتكار جيل جديد من أجهزة تحلية المياه قليلة الملوحة. لا يعتمد هذا الجهاز على هياكل الأغشية التقليدية، بل يستخدم أقطابًا موجبة وسالبة لامتصاص أيونات الملح من الماء. عند معالجة المياه منخفضة الملوحة، يتميز هذا الجهاز بكفاءة طاقة أعلى بكثير من الطرق التقليدية، كما أن المحلول الملحي المركز الناتج عنه ذو تأثير بيئي ضئيل. وقد طور الفريق مادة كربونية موصلة مسامية بمساحة سطحية تبلغ 3000 متر مربع لكل غرام، ومن خلال دمجها مع هيكل قطب كهربائي ثلاثي الأبعاد متداخل، تمكنوا من تعزيز فعالية التحلية بشكل كبير، مما وفر نهجًا جديدًا لتحلية المياه الجوفية في المناطق الساحلية.
تتطور تكنولوجيا تحلية المياه المالحة بشكل مطرد
تُساهم استثمارات الشركات الكبرى في تكنولوجيا تحلية المياه قليلة الملوحة في دفع عجلة التطور المستمر لهذه الصناعة. وتُنتج شركات مثل داو كيميكال وهيدرانوتكس أغشية التناضح العكسي التي تتميز بأداء تحلية ممتاز وعمر خدمة طويل، مما يجعلها قادرة على المنافسة بقوة في السوق العالمية. كما أن وحدات الأغشية المقاومة للتلوث التي طورتها هذه الشركات قادرة على التعامل مع تركيبات المياه قليلة الملوحة المعقدة، مما يقلل من الحاجة إلى صيانة المعدات بشكل متكرر.
تركز شركة Meinert الألمانية على الخدمات المخصصة وتصميم أنظمة الأغشية المزدوجة التي تجمع بين الترشيح الدقيق والتناضح العكسي للتطبيقات الصناعية. وقد كان أداؤها جيدًا بشكل استثنائي في إعادة تدوير مياه الصرف الصحي وتحلية المياه في صناعات مثل الإلكترونيات والمواد الكيميائية.
ما هي خصائص معدات تحلية المياه قليلة الملوحة المصممة حسب الطلب؟
يحتاج الشرق الأوسط بشكل خاص إلى معدات تحلية المياه قليلة الملوحة. وتتميز معدات تحلية المياه قليلة الملوحة المستخدمة هناك بمقاومتها للتآكل، وقدرتها الإنتاجية العالية، وقدرتها على تحمل الظروف البيئية القاسية من درجات حرارة وملوحة عالية.
من ناحية أخرى، تركز المناطق الأوروبية والأمريكية بشكل أكبر على حماية البيئة، وتسعى جاهدة إلى الجمع بين معدات تحلية المياه ومصادر الطاقة النظيفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، لتحقيق نموذج “إنتاج المياه النظيفة باستخدام الكهرباء الخضراء”.”
قامت شركة Flocean، وهي شركة نرويجية ناشئة، بتطوير وحدة لتحلية المياه المالحة تحت الماء تستخدم الضغط الطبيعي لأعماق البحار لدفع عملية تحلية المياه، مما يوفر 301 تيرابايت إلى 501 تيرابايت إلى 3 تيرابايت من الكهرباء مقارنة بالمعدات البرية ويوفر أيضًا مساحة كبيرة. ومن المتوقع أن تكون متاحة تجارياً في عام 2026 وستكون قادرة على تلبية الاحتياجات المائية في سيناريوهات مختلفة.
تلخيص
من تقنية التناضح العكسي الموفرة للطاقة إلى حلول تحلية المياه المبتكرة الخالية من الأغشية، ومن المناطق القاحلة إلى المناطق الساحلية، تلعب أجهزة تحلية المياه قليلة الملوحة دورًا محوريًا في مختلف المجالات. وفي المستقبل، مع ازدياد تكامل تقنيات الطاقة النظيفة والمواد الجديدة، سيواصل هذا القطاع تطوير معدات تحلية المياه قليلة الملوحة، مما سيخفض التكاليف ويرفع الكفاءة، ويسهم بشكل أكبر في الاستخدام المستدام لموارد المياه العالمية.
