محطات تحلية المياه تستخدم في تنقية مياه البحر لجعلها مناسبة للعديد من الاستخدامات كالاستخدام الصناعي ، وتنتشر هذه المحطات في منطقة الشرق الأوسط وتشكل ثلثي المحطات المنتشرة حول العالم أي حوالي 60٪ منها. وذلك لأنها المنطقة الأكثر جفافاً وخاصة منطقة الخليج العربي.
محطات تحلية المياه
- إنها سلسلة من العمليات الصناعية التي تزيل الأملاح الزائدة والمعادن من المياه ، ويمكن تحلية مياه الشرب لاستخدامها في الزراعة والصناعة والشرب.
- تهتم العديد من الدول التي تعاني من نقص المياه بهذا العلم التطبيقي.
- من المتوقع أن يزداد هذا التطبيق في السنوات العشر القادمة بسبب نقص المياه في العديد من البلدان.
- تتطلب عملية تحلية المياه الكثير من الطاقة والمال.
- يعد استهلاك الطاقة في عملية التحلية من أصعب المشاكل والعقبات التي يجب التغلب عليها.
- هذا هو أحد الأهداف التي تعمل عليها المراكز العلمية.
- تركز المراكز العلمية على إيجاد بدائل تستهلك طاقة أقل وأكثر كفاءة وصديقة للبيئة.
- يتغير الاتجاه العالمي الحالي بين تحلية مياه البحر ومعالجة مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار.
- تقع معظم مرافق تحلية المياه في الخليج العربي وليبيا.
- ومعظم محطات تنقية المياه في الولايات المتحدة والدول الأوروبية.
- تعد المملكة العربية السعودية أكبر منتج للمياه المحلاة على مستوى العالم ، تليها الولايات المتحدة الأمريكية التي تمتلك أكثر من 800 محطة تحلية وتنتج ما يقرب من مليون متر مكعب يوميًا ، وهو ما يمثل 12٪ من المياه المحلاة في العالم. إنتاج.
طرق التحلية
هناك طريقتان لتحلية المياه
باستخدام الأغشية
- ويتم ذلك من خلال استخدام غشاء شبه منفذ يعرف بغشاء التناضح العكسي حيث يسمح هذا الغشاء بمرور المياه العذبة باتجاه الضغط المنخفض ومرور الملح والبكتيريا من خلاله.
- وهذا يتطلب زيادة الضغط في جزء الغشاء المملوء بمياه البحر ، ويصل هذا الضغط إلى 70 ضغط جوي.
- عادة ما ينتج هذا الضغط عن طريق مضخات كهربائية.
- يتم استخدام أغشية أخرى في عملية الفرز الكهربائي الحاجز.
- هناك أغشية أخرى تمت دراستها: التناضح الأمامي ، مرشح النانو وغشاء التحلية.
- تركز معظم الأبحاث على إيجاد أغشية أفضل وأكثر كفاءة.
حاجة
- وتتكون من رفع درجة حرارة الماء المالح إلى درجة الغليان وخلق بخار ماء يتكثف بعد ذلك في ماء مقطر ، بحيث يصبح الماء المقطر خاليًا من الملح.
- هذا الماء المقطر ليس له طعم ويتم معالجته بعد ذلك لجعله مناسبًا للشرب أو الري.
- غالبًا ما تستخدم هذه التقنية عندما تكون معالجة المياه شبه الحرة مطلوبة للتطبيقات الصناعية والكيميائية والبيولوجية.
- تأتي الطاقة الحرارية المستخدمة لتبخير الماء من الغاز الطبيعي أو الفحم أو المفاعل النووي.
ننصحكم قراء موضوع بحث كامل عن الطاقات المتجددة: بحث كامل عن الطاقات المتجددة
ينقسم التقطير إلى أربعة أنواع
- التقطير الطبيعي يتم ذلك عن طريق غلي الماء المالح في خزان بدون ضغط ، ويرتفع بخار الماء إلى أعلى الخزان ويخرج من خلال مسار متصل بمكثف ، والذي يكثف بخار الماء ، والذي يتحول إلى قطرات ماء مجمعة في المكثف. خزان الماء المقطر: تستخدم هذه الطريقة في محطات تحلية المياه ذات الطاقة الإنتاجية الصغيرة.
- التقطير الومضي متعدد المراحل في هذه الطريقة يمر الماء المالح بعد تسخينه إلى غرف متتالية بضغط منخفض بحيث يصبح الماء بخار ماء يتكثف على الأسطح الباردة ويتم تجميعه ومعالجته بكميات صالحة للشرب ، وتستخدم هذه الطريقة في المحطات ذات الطاقة الإنتاجية الكبيرة. .
- تقطير متعدد المراحل يستخدم البخار المتصاعد من المبخر الأول ليتكثف في المبخر الثاني. يتم استخدام حرارة التكثيف لغلي الماء المالح في المبخر الثاني ، لذلك يتم استخدام المبخر الثاني كمكثف للبخار القادم من المبخر الأول ، ويصبح هذا البخار في المبخر الثاني مثل بخار التسخين في المبخر الأول.
- التقطير باستخدام الطاقة الشمسية تعتمد هذه الطريقة على استخدام الطاقة الشمسية لتسخين المياه المالحة حتى تصل إلى نقطة التبخر وتتكثف على الأسطح الباردة وتتجمع في أنابيب.
مراحل التحلية
- معالجة المياه الأولى يتم فيها إزالة المواد العالقة مثل الأوساخ والبكتيريا ، ويتم ذلك من خلال معالجة المياه الأولية التقليدية أو المعالجة الأولية الحديثة للمياه ، وفي هذه العملية يتم إضافة بعض المواد الكيميائية لتسهيل عملية المعالجة.
- عملية إزالة الملح في ذلك ، يتم إذابة جميع الأملاح القابلة للذوبان في الماء والفيروسات والمواد الكيميائية والمواد العضوية القابلة للذوبان في الماء من خلال استخدام الأغشية والتقطير.
- المعالجة النهائية للمياه يتم إضافة بعض الأملاح والمواد الأخرى إليها لجعل المياه مناسبة للاستخدام البشري ، ويتم ذلك عندما يكون للاستهلاك البشري المباشر مثل الشرب أو الزراعة أو الاستخدام المنزلي. إذا تم استخدامها في الصناعة أو الطب ، فلا يضاف إليها الملح لأنه سيؤثر سلبًا على جودة المنتج.
المشاكل البيئية الناتجة عن تحلية المياه
- تستهلك عملية التحلية الكثير من الطاقة التي يتم الحصول عليها من حرق الوقود أو الزيت أو استخدام الطاقة الكهربائية أو الطاقة النووية مما يؤدي إلى زيادة ثاني أكسيد الكربون ومضاعفات التسرب النووي المشع.
- المخلفات من عملية التحلية وهي عبارة عن محلول ماء مالح مركز يزداد عند إغراقه في البحر مما يؤثر سلبًا على الحياة البحرية.
- تؤدي المواد الكيميائية المستخدمة في عملية التحلية ، إذا تجاوزت الحد المسموح به ، إلى العديد من الأمراض على المدى الطويل.
- تعتبر عملية التحلية من أغلى المشاريع التي تحتاج إلى إدرار الكثير من المال لتنفيذها ، لذلك لم تكن شائعة من قبل في الماضي ، لكنها أصبحت شائعة في الوقت الحاضر بسبب التطور التكنولوجي وقلة الشرب معدات. مصادر المياه.
مجالات البحث والتطوير
تبحث العديد من مراكز الأبحاث حول العالم عن الموضوعات التالية
- إيجاد بدائل للطرق الحالية لعملية التحلية ، من خلال إيجاد أغشية جديدة أفضل من الأغشية الحالية في فصل الأملاح واختيار العوامل الكيميائية والتشغيلية المناسبة.
- إيجاد بدائل للمواد الكيميائية المضافة من خلال استخدام الهندسة الوراثية لتسريع عملية تنقية المياه ومعالجتها باستخدام الكائنات الحية الدقيقة.
- إيجاد بدائل للطاقة المستخدمة في عملية التحلية ، من خلال استخدام الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو طاقة مياه البحر.
أول محطة لتحلية المياه
- تعتبر الحكومة البريطانية أول من أقام محطة لتحلية المياه في عدن عام 1899 ، قامت ببنائها لتوفير المياه الصالحة للشرب للسفن التي تتوقف عند ميناء البحر الأحمر.
- ثم تم بناء أول محطة كبيرة لتحلية المياه لأغراض تجارية عام 1930 في أوروبا بالقرب من فنزويلا.
- بعد ذلك ، استمرت محطات التحلية في الانتشار حول العالم حتى وصلت إلى حوالي 10500 محطة في عام 2005 وأنتجت أكثر من 55 مليار لتر من مياه الشرب يوميًا على مستوى العالم.
والتعرف على موضوع الدولة الخليجية الأولى التي ظهر فيها النفط وتأثير النفط على دول الخليج بشكل عام: الدولة الخليجية الأولى التي ظهر فيها النفط وتأثير النفط على دول الخليج بشكل عام.
شرحنا في هذا المقال عن مرافق التحلية المستخدمة في تنقية مياه البحر ، ومفهوم عملية تحلية المياه ، والمراحل التي تمر بها المياه في عملية التحلية ، وطرق التحلية ، والمشاكل البيئية الناشئة عن تحلية المياه. عملية التحلية ، والبحث عن استخدام طرق بديلة لطريقة تحلية المياه ومنشأة التحلية الأولى.