الرئيسية / موسوعة المياه / ماء البحر وطرق تحليته

ماء البحر وطرق تحليته

كثير من الدول تفتقر إلى مصادر للمياه الصحالحة للشرب لكنها لا تفتقر إلى مياه البحار ، حيث تكون هذه الدول مجاورة لأحد البحار ، و ما يميز مياه البحر إنها لا تصلح للشرب و لا تصلح لري المزروعات بسبب ملوحة مياه البحر ، و لكن إذا تخلصنا من الملوحة و قمنا بمعالجة ممكن أن نحصل على ماء صالح للشرب و على ماء جاهز للري لذلك تلجأ هذه الدول إلى ما يسمى بتحلية مياه البحر و المقصود بهذه التحلية هي تحويل الماء المالح إلى ماء مقطر صافي خالى من الملوحة و المعادن و جاهز للشرب و يكون بفصل جزيئات الملح عن الماء حت يصبح ماء صالح للشرب و تكون عملية التحلية بعدة طرق و تشتهر المملكة العربية السعودية من أكثر الدول التي تقوم بتحلية المياه و خصوصا تحلية مياه البحر الأحمر .
طريقة تحلية مياه البحر عن طريق التّقطير
عملية التّقطير تعتمد على تحويل الماء من الحالة السّائلة إلى الحالة الغازية حيث بعد ذلك يتكاثف و يتحول إلى الحالة السائلة ، و بتوضيح أكثر هناك ما يسمى بمحطات تحلية المياه و هي عبارة عن خزانات كبيرة جداً يتم وضع مياه البحر فيها و تخضع هذه الخزانات لدرجات حرارة عالية تصل لدرجة الغليان حيث عندما يصل الماء إلى درجة الغليان يتحول إلى بخار و البخار هو جزيء الماء أي لا يحتوي على أملاح لأنها تبقى متجمعة في قاع الخزان ، و يذهب هذا البخار عبر أنبابيب حتى يتكاثف داخل هذه الأنابيب إذا تعرض لدرجة حرارة منخفضة عن طريق التبريد و يتحول إلى سائل أي مياه تجري داخل الأنبوب حى تصب في خزانات أخرى و يتم معالجتها عن طريق الأوزون من الأملاح و البكتيريا و المعادن حتى تصبح صالحة للشرب ، ثم تضخ عبر أنابيب و توزع على المنازل و أحياء المدن .

طريقة تحلية مياه البحر عن طريق الأغشية
و المقصود بهذه العملية حيث يتم ضخ كميات كبيرة من المياه المالحة من مياه البحر بعد تجميعها في خزانات و بإستخدام المضخة يتم ضخ مياه البحر عبر مجرى يحتوي على أغشية و ظيفتها هو فصل الأملاح عن المياه و تسمى هذ الطريقة الترشيح حيث تترشح الأملاح إلى أسفل الخزان و يتم طرها عبر مجرى خاص ثم تذهب المياه التي تم تشيحها إلى ما يسمى بوحدة المعالجة المركزية و تقوم بمالجة الميه من البكتيريا و تحويله لمياه صالحة للشرب ، أو يتم ضخها في خزانات ليتم ري المناطق الزراعية المجاورة لها ، و يذكر إن الأملاح التي تم إزالته يتم إرجاعها للخزان الأول حتى يتم تصفية المياه مع كمية المياه الجديدة و أحيانا يتم معالجتها و تحويلها لملح طعام نقي .

تحلية مياه البحر
تغطي المياه مساحة كبيرة من الأرض تصل إلى حوالي ثلاثة أرباع سطح هذه الكوكب، ولكن لا يمكننا القول بأن جميع هذه المياه هي عذبة أو صالحة للشرب، فحسب العديد من الإحصائيات تصل نسبة المياه العذبة الموجودة على الأرض إلى حوالي 1% من إجمالي المياه الموجودة على الأرض، ولكن مع الحاجة الكبيرة للمياه العذبة سواء أكان للشرب أو لأغراض أخرى كالزراعة مثلاً.
وأصبح البحث عن وسائل لتنقية المياه أكبر بكثير، وإحدى أهم هذه الوسائل التي تم ابتكارها هي تحلية مياه البحر باستخدام محطات خاصة للتحلية، بحيث يتم من خلالها إزالة الشوائب والأوساخ من المياه إضافةً للمعادن الثقيلة؛ لذلك سوف نتناول هنا أهم الطرق المستخدمة في تحلية مياه البحر.
طرق تحلية مياه البحر
يتم تحلية مياه البحر بطرق مختلفة ومن أبرزها ما يلي.

التقطير
وله عدة أشكال وهي:
أولاً التقطير العادي، والذي يتم على مرحلة واحدة فقط، بحيث يتم الاستفادة من الطاقة التي تنتج من البخار المتكاثف عن تسخين المياه.
التقطير بالتفريغ، والذي يتم استخدام الضغط المنخفض فيه.
إضافةً إلى التقطير الشمسي، والذي يتم فيها تعريض المياه إلى أشعة الشمس، من خلال وضعها على أسطح باردة حتى تتركز عليها أشعة الشمس وتبخرها من ثم تكاثفها، وتعتبر هذه من أقدم طرق التحلية وأقلها كفاءة.

التناضح العكسي
وهنا يتم استخدام فلاتر مصنعة من سيراميك أو مادة مبلمرة معينة؛ حتى تسمح للماء بالنفاذ واحتجاز الأملاح في مكان معين، وتم استخدام هذه التقنية لأول مرة في السبعينات من القرن العشرين وانتشرت لعدة أسباب من أهمها سهولة استخدامها وتركيبها إضافةً إلى توافر قطعها وإمكانية صيانتها بسهولة وتوفيرها لدرجة كبيرة من الأمان، أمّا المشاكل التي التي تنتج عن استخدام هذه التقنية فهي وجود كميات من المياه المالحة؛ نتيجةً وجود ضغط عالٍ في المضخات وتحديداً الضخمة؛ لذلك يتم إضافة وحدات أخرى لتتناضح العكسي وأهمها ما يلي:

المعالجة الأولية، التي تتضمن استخدام فلاتر رملية أو مصنوعة من الحصى بطبقات متعددة، بحيث تعمل على احتجاز المود الطينية والعضوية الموجودة في الماء، وبعد ذلك يتم وضع فلاتر مضغوطة تعمل على إزالة المواد الصالبة العالقة في المياه.
وحدة من التناضح العكسي، والتي يستخدم فيها ثلاثة فلاتر يقوم كل واحد منها باستقبال المياه المالحة؛ لزيادة كمية المياه المالحة وبالتالي التقليل من الطاقة المستهلكة.
المعالجة النهائية، التي تشمل التعديل والتعقيم للأملاح ونسبتها؛ للتخلص من جميع رواسبها.

أنواع تحلية المياه بالطاقة الشمسية :

هناك نوعان من الوسائل الأساسية لتحقيق تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، من خلال مرحلة تغيير من قبل إدخال الحرارية، أو في مرحلة واحدة خلال الفصل الميكانيكي. مرحلة تغيير (أو متعددة المراحل) ويمكن تحقيق ذلك إما عن طريق التقطير الشمسي المباشر أو غير المباشر. ويتم إنجاز مرحلة واحدة في الغالب عن طريق استخدام الخلايا الضوئية لإنتاج الكهرباء لدفع مضخات بالرغم من أن هناك طرق تجريبية قيد البحث باستخدام جمع الحرارية الشمسية لتوفير هذه الطاقة الميكانيكية

المشاكل :

هناك نوعان من المشاكل المتأصلة التي تواجه تصميم أي مشروع تحلية المياه بالطاقة الشمسية. أولا، يخضع كفاءة النظام بفعل الحرارة العالية ويفضل نقل الجماعي خلال التبخر والتكاثف. السطوح يجب أن تكون مصممة بشكل صحيح ضمن أهداف متناقضة من كفاءة نقل الحرارة والاقتصاد والموثوقية.

ثانيا، حرارة التكثيف هو قيمة لأنها تأخذ كميات كبيرة من الطاقة الشمسية لتتبخر المياه وتوليد المشبعة، الهواء الساخن بخار لادن. هو، بحكم التعريف، ونقل هذه الطاقة إلى سطح مكثف خلال التكثيف. مع معظم أشكال اللقطات الشمسية، يتم إخراج هذه الحرارة من التكثيف من نظام شكل حرارة النفايات. التحدي التي لا تزال قائمة في مجال اليوم، هو تحقيق الفرق في درجة الحرارة المثلى بين بخار لتوليد الطاقة الشمسية ومكثف مياه البحر المبردة وإعادة الاستخدام القصوى من الطاقة من التكثيف، والتقليل من الاستثمار فى الاصول.

حلول : حل واحد لحاجز قدمها مستوى عال من الطاقة الشمسية المطلوبة في جهود تحلية المياه بالطاقة الشمسية هو تقليل الضغط داخل الخزان. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام مضخة فراغ، ويقلل بشكل ملحوظ من كمية الطاقة المطلوبة للتحلية. على سبيل المثال، الماء عند ضغط 0.1 ضغط جوي يغلي عند 50 درجة مئوية بدلا من 100 درجة مئوية[[تصنيف:علوم الأرض

لجأت الكثير من الدول التي لها ضفاف بحريّة إلى تحلية مياه البحر لاستخدامها في مجالاتٍ مختلفة مثل الشرب أو الزراعة أو الصناعة، وذلك بسبب قلة المياه في العالم. تحتاج عمليّة تحلية مياه البحر إلى الدقة والإمكانات من أجل الحصول على مياهٍ صالحةٍ وخاليةٍ من المواد الكيميائيّة والسموم التي قد تضرّ بالكائنات الحيّة، فكيف تقوم الدول بتحلية مياه البحر لديها.
كيفية تحلية مياه البحر
تمر عمليّة تحلية مياه البحر بعدّة مراحل للوصول إلى الشكل النهائي منها ويكون صالحاً للاستعمال، ومراحل التحلية تتم كالتالي:
المرحلة الأولى

ويتم في هذه المرحلة التخلّص من المواد الكبيرة العالقة بالمياه مثل الأتربة والحجارة وبعض الكائنات الحية الدقيقة كالبكتيريا، ويتم ذلك من خلال مصافٍ كبيرة الحجم وإضافة بعض المواد الكيميائية إلى المياه.
المرحلة الثانية

ويتم في هذه المرحلة التخلّص من الأملاح التي تكون عالقةً مع مياه البحر، وهناك عدّة طرق، منها:

التقطير: وهي عمليّة تعريض مياه البحر لدرجات حرارةٍ عاليةٍ جداً تصل إلى درجة الغليان، فتتبخّر المياه تاركةً وراءها الأملاح في أسفل وعاء التبخير، ومن ثم تتم عملية معالجة المياه المتبخرة حسب الحاجة منها. هناك عدة طرق متبعة للتقطير وهي:
التقطير العادي: حيث يتمّ الاعتماد على رفع درجة حرارة المياه لوصولها لدرجة الغليان ومن ثمّ تجميع الأبخرة المتصاعدة وتكثيفها في مكثّفٍ للحصول على المياه الخالية من الأملاح.
التقطير الومضي: ويعتمد على تعريض المياه لضغطٍ عالٍ ممّا يُقلّل من درجة غليانها.
التقطير متعدد التأثير: ويتم في هذه الطريقة استغلال الأبخرة المتصاعدة من المبخّر الأول للتكاثف في المبخّر الثاني، ويتمّ استغلال الحرارة في هذا المكثف لتبخير مياه البحر ليتكثف في المبخر الثالث وهكذا.
استخدام الطاقة الشمسيّة في التقطير: ويتم الاعتماد على طاقة الشمس لتبخير مياه البحر.
اعتماد البخار المضغوط في التقطير: وتعتمد عمليّة التقطير هنا على الطاقة الخارجة من بخار المياه.
استخدام طرق الأغشيثة في التحلية: وهنا يتمّ فصل المياه عن الأملاح باستخدام غشاءٍ خاصٍ ولا تحتاج هذه العملية إلى حرارة أو تسخين.
استخدام طريقة البلورة أو التجميد في التحلية: تعتمد هذه الطريقة على خفض درجة حرارة مياه البحر لتجميدها وبالتالي التخلّص من الأملاح الذائبة فيها.

المرحلة الثالثة

وتتمّ في هذه المرحلة إضافة الأملاح وبعض المواد للمياه وذلك إذا كانت مخصّصةً للاستخدامات البشرية أو للزراعة، بينما إذا كان الهدف من المياه هو تشغيل المصانع أو في الصناعات الدوائية فلا تتمّ إضافة أي أملاح أو مواد كيمائية.

شاهد أيضاً

تعرف علي السبب وراء ملوحة ماء البحر

يرجع السبب في ملوحة مياه البحار ، إلى وجود كلوريد الصوديوم الموجود في المياه ، …

error: Content is protected !!

Powered by themekiller.com anime4online.com animextoon.com apk4phone.com tengag.com moviekillers.com