مفهوم تحلية مياه البحر هى ازالة ملوحة البحر وتحويله لمياه عذبة صالحة للشرب
المياه على وجه الأرض
تُعدّ المياه عصب الحياة وأساس قيام الحضارات، وكانت سببًا لكثير من الحروب والنزاعات، إذ تشكل المياه ما نسبته 71% من مساحة سطح الأرض، ويتواجد معظمها في البحار والمحيطات على هيئة مياه مالحة بنسبة تقدر بحوالي 96.5% من مجموع المياه، لذلك يسعى الإنسان دائمًا إلى توفير المياه العذبة، إما عن طريق استخدامها بشكل مباشر أو عن طريق معالجة المياه المتوفرة للحصول على المياه العذبة لتغطية احتياجاته.[١]
تحلية المياه
يُعبّر مصطلح تحلية المياه (Desalination) عن إزالة الأملاح المعدنية الذائبة من الماء، عن طريق عدة عمليات وبمراحل مختلفة، بهدف إنتاج مياه صالحة للاستخدام سواء للشرب أوالاستخدامات الأخرى، حسب المواصفات والمعايير المتبعة لكل استخدام، وتشهد الدراسات والأبحاث المتعلقة بتطوير تقنيات تحلية المياه تطورًا وانتشارًا واسعًا بهدف تحسينها لزيادة الإنتاج وتقليل تكلفتها لمواكبة الاحتياجات وتزايد الطلب على المياه العذبة.[٢]
تُعدّ تحلية مياه البحر والمحيطات تقنية قديمة نسبيًا فقد درسالعالم جابر بن حيان عملية التقطير وفوائدها بالإضافة إلى إنشاء محطة تحلية مياه بدائية في تونس عام 1650م ,[٣]إلا أن استخدامها على المستوى التجاري لم يظهر حتى منتصف القرن الماضي، إذ أقرت حكومة أمريكا قانونًا باسم “قانون المياه المالحة” في عام 1952 يهدف إلى دعم العملية وإنشاء مكتب خاص لحشد تمويل خلال فترة الخمسينات والستينات من القرن الماضي بهدف تطوير التكنولوجيا المستخدمة وإنشاء مصانع للبدء بالإنتاج، وقد أُنشِئت أول محطة تحلية مياه في أميركا عام 1961م في ولاية تكساس.[٢]
حسب إحصائية أجرتها منظمة الصحة العالمية (World Health Organization) والتي تعرف اختصارًا WHO في عام2007 م أن عدد مصانع التحلية في العالم في عام 2006م قدرت يحوالي 12,000 مصنع، بقدرة إنتاجية مقدارها 40 مليون متر مكعب، وتتركز نصفها تقريبًا في منطقة الخليج العربي بينما أمريكا الشمالية تنتج ما نسبته 17% من مجموع الإنتاج الكلي.[٤]
طرق التحلية
توجد عدة طرق تستخدم في تحلية المياه تتلخص بثلاث طرق رئيسية من خلال تغير في درجات الحرارة أو استخدام الأغشية بعملية التناضح العكسي أو حتى باستخدام الفصل الكهربائي، لكنها كل من الطرق الثلاث تعتمد على الطاقة لإنتاج المياه فبها.[٣]
- التحلية بالتناضح العكسي: التناضح العكسي (Reverse osmosis) وتعرف اختصارًا RO تعرف عملية التناضح أو الخاصية الإسموزية بمرور الماء عبر غشاء شبه منفذ من الأقل تركيزًا بالأملاح إلى الأعلى تركيزًا، وهي عملية تلقائية لا تحتاج لطاقة لحدوثها، أما التناضح العكسي فهو عملية انتقال الماء من الأعلى تركيزًا بالأملاح للأقل تركيزًا عبر غشاء شبه منفذ من خلالها يمكن الحصول على ماء عذب، وتعدّ العملية غير تلقائية أي أنها تحتاج لطاقة لحدوثها.[٣]
- الديلزة أوالفصل الكهربية: وفي هذه العملية تفصل الأيونات ذات الشحنات الكهربائية الذائبة بالماء من خلال تمرير تيار كهربائي في المياه المالحة فتنجذب الأيونات للأقطاب المغايرة لها بالشحنة وبذلك تفصل عن المياه العذبة والتي لا تحمل شحنات عليها وبالتالي لا تنجذب للأقطاب المشحونة.[٣]
- التحلية الحرارية: وهي تتكون من عدة مراحل وعمليات تعتمد فيها على رفع درجة الماء المالح الى درجات حرارة عالية ومن ثم تكثيف الماء للحصول على ماء نقي، وتندرج تحت هذه العمليات عدة طرق تستخدم كلًا على حدة أو يمكن الجمع بين أكثر من طريقة مع بعضها، وفيما يأتي بيان لكل منها.[٣]
- التحلية بالتبخير الومضي: تُرفع درجة حرارة المياه لدرجات فوق الغليان، عن طريق زيادة الضغط، ومن ثم إدخاله في مرحلة ذات ضغط منخفض، فيحدث تبخير وتكثيف مفاجئ وعادة يكون فيها أنابيب تكثيف بدرجات حرارة منخفضة، ثم يجمع الماء المتكثف على الأنابيب على شكل مياه عذبة كمنتج نهائي، ويمكن أن تكون هذه العملية على عدة مراحل وفي هذه الحالة تسمى التبخير الومضي متعدد المراحل Multi-Stage Flash وتعرف اختصارًا MSF.
- التحلية بالتبخيرمتعدد التأثير: هنا كما كل الطرق الحرارية تعتمد على التبخير والتكثيف، لكنها تختلف عن التبخير الومضي بأن هذه العملية تعتمد على الغليان باستخدام أنابيب تسخين، وفي هذه الحالة تتكون رواسب ملحية على أنابيب التسخين فتقلل كفاءة التسخين لذلك فإن درجات الحرارة بالعادة لا تتعدى 70 درجة مئوية بينما قد تصل لـ 120 درجة في حالة التبخير الومضي.
- التحلية بضغط البخار: يتكون من عدة مراحل، ويستخدم البخار في المراحل الأخيرة كمصدر للتسخين للمراحل الأولى بدلًا من استخدام الغلايات، كنوع من تقليل استهلاك الطاقة المستخدمة في الوحدات، ويكون هذا بعد فترة من تشغيل الوحدة، إذ لا بد من التسخين بالبداية، وقد استخدمت هذه الطريقة في أوروبا منذ 1910م واليابان في عام 1920م.
- التحلية بالتجميد:(Freezing) تختلف هذا الطريقة عن الطرق السابقة في أنها تعتمد على التجميد بدل التبخير، إذ إن التجميد يعمل كما هو الحال مع التبخير على فصل الماء عن الأملاح بسبب اختلاف الخصائص الفيزيائية لكل منها، وفي هذه العملية يجمّد الماء المالح ومن ثم تُجمع بلورات الثلج الناتجة وبهذا ينتج ماء عذب إلا ما قد علق بها من الأملاح أثناء فصل الثلج عنها.
- التحلية بالمقطرات الشمسية: في هذه العملية تكون فيها محاكاة لدورة المياه في الطبيعة من حيث استخدام الشمس في تسخين الماء المالح ليتكون بخار ومن ثم تبريد البخار ليتكاثف، وتتكون قطرات ماء عذبة تجمع كمنتج نهائي، وتكون عادة في بيوت زجاجية ذات تصميم معين مناسب لتسخين وجمع الماء، وقد استخدمت هذه العملية خلال الحرب العالمية الثانية.
- التحلية بالتقطير الغشائي: تستخدم عمليات التبخير والتكثيف كما معظم عمليات التحلية الحرارية، لكنها تختلف عن غيرها في أنه عند تسخين الماء المالح وتكوين البخار فإنه يمر بغشاء شبه منفذ يمرر الماء دون الأملاح فتتكاثف قطرات الماء العذبة على الطرف الثاني من الغشاء، ومن الجدير بالذكر أن الماء العذب لا يمر مرة أخرى عبر الغشاء حسب خصائص الغشاء.
