هل يمكن لتحلية المياه أن تجعل مياه البحر صالحة للشرب؟
وفي بعض المناطق القاحلة وشبه القاحلة، كان لنقص موارد المياه العذبة تأثير خطير على التنمية الاجتماعية والاقتصادية والحياة اليومية للناس. باعتبارها إحدى الوسائل الفعالة لحل مشكلة النقص في موارد المياه العذبة،تحلية المياهوقد حظي باهتمام متزايد في السنوات الأخيرة.
إذن، هل يمكن لتحلية المياه أن تجعل مياه البحر صالحة للشرب؟ ستناقش هذه المقالة بالتفصيل المبادئ والتقنيات وحالة تطبيق تحلية المياه وجدواها والتحديات في إمدادات مياه الشرب.
ما هي مبادئ وتقنيات تحلية المياه؟
المبادئ الأساسية لتحلية المياه:
تحلية المياه هي عملية تحويل مياه البحر إلى مياه عذبة عن طريق إزالة الملح والشوائب الأخرى الموجودة في مياه البحر من خلال الطرق الفيزيائية أو الكيميائية. المبدأ الأساسي هو استخدام الفرق في تركيز الملح بين مياه البحر والمياه العذبة، وفصل الملح والشوائب في مياه البحر من خلال طرق معالجة محددة للحصول على مياه عذبة صالحة للشرب.
تقنيات تحلية المياه الشائعة:
في الوقت الحاضر، هناك تقنيتان رئيسيتان لتحلية المياه:التناضح العكسي (ريال عماني)والتبخر الوميضي متعدد المراحل (منظمة أطباء بلا حدود).
1. تكنولوجيا التناضح العكسي
تستخدم تقنية التناضح العكسي غشاء نصف نافذ لاعتراض الملح والشوائب الموجودة في مياه البحر تحت ضغط مرتفع، مما يسمح فقط لجزيئات الماء بالمرور. حجم المسام في غشاء التناضح العكسي صغير للغاية، والذي يمكن أن يزيل بشكل فعال الأملاح الذائبة والبكتيريا والفيروسات والمواد العضوية في الماء. تتميز هذه التكنولوجيا بمزايا الاستهلاك المنخفض للطاقة وجودة المياه العالية والتشغيل البسيط. وهي حاليا تكنولوجيا تحلية مياه البحر الأكثر استخداما على نطاق واسع.
2. تكنولوجيا التبخر فلاش متعدد المراحل
تقنية التبخر الومضى متعدد المراحل تهدف إلى تبخير مياه البحر خطوة بخطوة تحت ضغوط مختلفة من خلال التسخين والتبخر متعدد المراحل، ومن ثم تكثيفها إلى مياه عذبة. هذه التكنولوجيا مناسبة لمشاريع تحلية مياه البحر واسعة النطاق، ولكنها ذات استهلاك مرتفع للطاقة وتكاليف تشغيل مرتفعة نسبيا. يتم استخدامه بشكل رئيسي في المناطق ذات موارد الطاقة الغنية.
الوضع الحالي للتطبيق لتحلية مياه البحر
1. تطوير تحلية مياه البحر العالمية
حاليا، هناك المئات من محطات تحلية مياه البحر العاملة في جميع أنحاء العالم، والقدرة الإنتاجية تتزايد سنة بعد سنة. ووفقا لإحصائيات الجمعية الدولية لتحلية المياه (المؤسسة الدولية للتنمية)، اعتبارا من عام 2023، تجاوز إجمالي القدرة العالمية لتحلية مياه البحر 95 مليون متر مكعب / يوم. أصبحت تحلية مياه البحر ضمانًا مهمًا لمصدر المياه في المناطق التي تعاني من ندرة موارد المياه العذبة مثل الشرق الأوسط وشمال إفريقيا وأستراليا.
2. الحالات النموذجية
2.1 المملكة العربية السعودية
وتعتبر المملكة العربية السعودية من الدول التي لديها أكبر نطاق لتحلية مياه البحر في العالم، وتعتمد إمداداتها من المياه العذبة بشكل أساسي على تحلية مياه البحر. تمتلك البلاد واحدة من أكبر محطات تحلية مياه البحر في العالم، محطة رابغمحطة تحلية مياه البحربطاقة إنتاجية يومية تزيد عن مليون متر مكعب مما يلبي احتياجات مياه الشرب لعدد كبير من السكان في البلاد.
2.2 إسرائيل
نظرا لموقعها الجغرافي والظروف المناخية، فإن موارد المياه العذبة في إسرائيل شحيحة للغاية. وقد نجحت البلاد في حل مشكلة نقص المياه العذبة المحلية بشكل فعال من خلال بناء سلسلة من محطات تحلية مياه البحر. على سبيل المثال، تعد محطة سوريك لتحلية مياه البحر في إسرائيل واحدة من أكبر محطات تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي في العالم، حيث تبلغ طاقتها الإنتاجية اليومية 625 ألف متر مكعب.
سلامة شرب المياه المحلاة
1. معايير جودة المياه العادمة
قبل الشرب، يجب أن تخضع المياه المحلاة لاختبارات صارمة لجودة المياه للتأكد من أنها تلبي معايير مياه الشرب. يتم اعتماد معايير منظمة الصحة العالمية (من) والمعايير الوطنية لمياه الشرب في مختلف البلدان بشكل عام على المستوى الدولي لرصد وتقييم جودة المياه في المياه المحلاة. يمكن لتقنيات تحلية المياه مثل التناضح العكسي والتبخر السريع متعدد المراحل أن تزيل بشكل فعال الملح والمعادن الثقيلة والمواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة من مياه البحر، بحيث تلبي جودة المياه المتدفقة معايير مياه الشرب أو حتى تتجاوزها.
2. خطر التلوث الثانوي
على الرغم من أن تكنولوجيا تحلية المياه يمكن أن توفر مياه عذبة عالية الجودة، إلا أنه لا يزال يتعين منع التلوث الثانوي أثناء التخزين والنقل. على سبيل المثال، تحتاج خطوط الأنابيب ومرافق تخزين المياه في محطة تحلية المياه إلى التنظيف والصيانة بانتظام لمنع نمو البكتيريا وغزو المواد الضارة. بالإضافة إلى ذلك، ومن أجل ضمان سلامة مياه الشرب، غالبًا ما يكون من الضروري تركيب معدات مثل المطهرات فوق البنفسجية أو مولدات الأوزون في النهاية.
ما هي مميزات وعيوب تحلية المياه؟
مميزات تحلية المياه:
1.1 موارد وفيرة
تمثل مياه البحر، كمورد وفير، أكثر من 70% من مساحة سطح الأرض. ومن خلال تحلية المياه، يمكن الحصول على إمدادات غير محدودة تقريبًا من المياه العذبة، وهي طريقة فعالة لحل النقص في موارد المياه العذبة.
1.2 موثوقية عالية
بعد سنوات من التطوير والتطبيق، أصبحت تكنولوجيا تحلية المياه ناضجة بشكل متزايد، وأصبحت نوعية المياه العادمة مستقرة وموثوقة، والتي يمكن أن تلبي المعايير العالية لمياه الشرب والمياه الصناعية.
1.3 القدرة على التكيف قوية
تعتبر تكنولوجيا تحلية المياه مناسبة لمختلف التضاريس الساحلية والظروف المناخية، وخاصة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة، ويمكن أن تخفف بشكل فعال من النقص في موارد المياه العذبة.
عيوب تحلية المياه:
2.1 استهلاك الطاقة العالية
تستهلك عملية التحلية الكثير من الطاقة، خاصة أن تقنية التبخير الوميض متعدد المراحل تتمتع باستهلاك عالي للطاقة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل والاعتماد القوي على الطاقة.
2.2 التأثير البيئي
تصريف المحلول الملحي المركز الناتج خلالعملية تحلية المياهسيكون لها تأثير معين على البيئة البيئية البحرية. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام العوامل الكيميائية واستهلاك الطاقة في عملية تحلية المياه قد يسبب أيضًا مشاكل بيئية.
2.3 استثمار أولي كبير
إن الاستثمار في بناء وتجهيز محطات تحلية المياه كبير، خاصة مشاريع تحلية المياه واسعة النطاق، والتي تتطلب الكثير من الاستثمارات الرأسمالية، مما قد يشكل ضغوطا اقتصادية على بعض الدول والمناطق النامية.
خاتمة
باعتبارها وسيلة فعالة لحل النقص في موارد المياه العذبة، تتمتع تحلية المياه بآفاق تطبيق واسعة وإمكانات هائلة. على الرغم من وجود تحديات حاليًا مثل ارتفاع استهلاك الطاقة والأثر البيئي والاستثمار الأولي الكبير، فمن المتوقع أن يتم حل هذه المشكلات تدريجيًا مع التقدم المستمر والابتكار التكنولوجي.