تحلية مياه المحيطات والبحار،في مقال سابق تحدثنا عن طرق تحلية مياه المحيطات والبحار وبعض الطرق الأساسية الحرارية للتحلية.يمكنك قراءة المقال من هنا.
من ناحية اخري في مقال اليوم سوف نتحدث عن بقية الطرق المستخدمه في عمليات تحلية المحيطات والبحار وذلك باستخدام الأغشيه والتناضح العكسي(reverse osmosis).
عمليات الأغشيه والتناضح العكسي في تحلية المياه:
تم تقديم الأغشيه الصناعيه في عمليات التحلية لأول مرة في العام 1960 بينما بدأت تلعب دوراً هاماً في تحلية المياه منذ العام 1980.
الفكرة في استخدام الأغشيه هو نفاذيتها مما يسمح بمرور إما الماء أو الأملاح وهكذا ينتج عنه منطقتين مختلفتين في التركيز علي جانبي الغشاء.
الأختلاف في الوظيفة بين الأغشية يعتمد بشكل كبير علي مدي نفاذيتها او الثقوب الموجودة بها والأيونات او والجزيئات التي تسمح بمرورها والرواسب المتبقيه بعد ذلك.
عمليات الفصل الرئيسية التي تستخدم الأغشية من أجلها هي:
- النانو فلتيريشن.
- الميكرو فيلتيريشن.
- الألترا فيلتيريشن.
- الفلترة المستخدمة قبل عملية التحلية لإزالة الجزيئات الكبيرة والبكتيريا والأيونات من الماء قبل تحليته.
علاوة علي ذلك فإن عملية الفلترة تزيل قساوة الماء والذي يعني إزالة الكالسيوم والماغنسيوم والشوارد الفلزية الأخري، كما ان الماء الناتج يسمي الماء اليسر بناء علي ذلك يكون أكثر ملائمة للصابون ويطيل من عمر المواسير.
تتضمن عملية التحلية بالأغشية بعض العمليات الأساسية علي سبيل المثال:
التناضح العكسي(reverse osmosis).
فصل الأيونات بالكهرباء(electrodialysis).
التقطير بالأغشية.
1- التناضح العكسي في تحلية المياه:
يعتبر التناضح العكسي تقنية جديدة في تحلية مياه المحيطات والبحار بالأغشيه مقارنة بباقي العمليات المستخدمة في التحلية.
في هذه التقنية يتم فصل مكونات المياه من خلال العبور من الأغشية بناء علي ذلك يتم فصل مكونات المياه إلي ماء والجانب الآخر يكون عبارة عن المكونات الأخري سواء كانت أملاح او أيونات او رواسب.
وجود جانبين من المواد الأيونيه يخلق فرق في الضغط الأسموزي.
التناضح العكسي ينتج عن طريق ضغط السائل في الغشاء من التركيز الأعلي في الأملاح إلي التركيز الأقل عن طريق الحرارة.
بناء علي ذلك فإن الماء ينفذ من الغشاء تاركاً خلفه الأملاح بتركيز عالي.
تتكون محطة التناضح العكسي عادة من 5 مكونات رئيسية:
- مصدر للماء المالح المراد تحليته.
- مركز للمعالجة قبل التحلية.
- مضخات عالية الضغط.
- اغشية الفصل(نظم التناضح العكسي).
- مركز للمعالجة بعد التحلية.
1- مصدر للمياه المالحه المراد تحليته:
علي سبيل المثال تقوم قناة او ماسورة ضخمة بمد محطة التناضح العكسي بمياه مالحة كماء البحر.
2-مركز للمعالجة قبل التحلية:
المعالجة قبل تحلية المياه مهمة جدا لأنها تحمي سطح الغشاء من التعفن والتآكل بفعل الملوثات او الأملاح الزائدة في الماء.
للمعرفة اكثر عن هذا الجزء يمكنك قراءة مقال عن محطات تنقية المياه من هنا.
3-مضخات عالية الضغط:
هذه المضخات توفر الضغط الازم لمرور الماء عبر الأغشية.
4-نظم التناضح العكسي:
ينبغي أن يكون الغشاء قوياً كفاية ليتحمل الضغط الناتج عليه من الماء المضغوط.
من ناحية اخري الأغشية عادة تكون منفذة للماء وغير منفذة للأملاح.
كما ينبغي أن يكون الغشاء له سطح واسع ليسمح بتدفق عالي لتسهيل عملية تحلية المياه.
5-مركز المعالجة بعد التحلية:
تتركز هذه المرحلة علي ضبط نسبة ايون الهيدروجين في الماء ليكون صالح للشرب كما انها من ناحية اخري تزيل بعض الغازات الموجودة في الماء مثل ثاني اكسيد الكربون.
للمزيد عن التناضح العكسي من هنا.
2-فصل الأيونات بالكهرباء:
تم أنشاء الفصل بالكهرباء حوالي 10 سنوات قبل التناصح العكسي.
كما يوفر طريقة رخيصة نسبياً لتحلية المياه مقارنة بالتكلفة.
علاوة علي ذلك تستخدم ايضاً هذه الطريقة في إنتاج ملح المادة.
هكذا في هذه العملية يتم استخدام الكهرباء وبعض المواد الكيميائية.
تعتمد هذه العملية علي أن معظم الأيونات الموجودة بالماء ذات شحنة كهربية موجبة أو سالبة بناء علي ذلك فإنها في عملية الفصل تتجه إلي القطب المعاكس لها في الشحنه وبذلك يتم الفصل.
3-التقطير بالأغشية:
تعتمد هذه التقنية في تحلية المياه بشكل كبير علي الحرارة.
كما أن هذه العملية بشكل أساسي تعتبر عملية تبخير للمياه.
تستخدم في هذه التقنية اغشية غير منفذة للماء بينما تكون منفذة للبخار.
تعتمد هذه التقنية أن الماء الساخن يواجه سطح الغشاء فالفرق في درجات الحرارة يؤدي إلي تكون البخار وبناء علي ذلك نفاذ البخار من الغشاء الي الجانب الآخر.كذلك في الجانب الآخر يتواجد السطح المكثف حيث يتكثف الماء ويعود للحالة السائلة بدون الأملاح.