في ظل ندرة الموارد المائية العالمية المتزايدة في العالم, تحلية مياه المحيط أصبحت وسيلة مهمة للتخفيف من مشكلة إمدادات المياه العذبة! تقنية التناضح العكسي أصبح الخيار السائد بسبب كفاءته العالية.
محطة تحلية مياه المحيطات بالتناضح العكسي هي عبارة عن جهاز يخدع الأغشية شبه النفاذة لاعتراض الملح وإذابة الشوائب تحت ضغط عالٍ، مما يسمح بمرور جزيئات الماء فقط. يختلف التناضح العكسي عن التقطير التقليدي، ويعتمد التناضح العكسي على الفصل الغشائي الفيزيائي بدلاً من تغيير الطور، وبالتالي له مزايا وعيوب من حيث استهلاك الطاقة وشغل الأراضي وتعقيد المعدات.
تخدع محطة تحلية مياه المحيط مبدأ التناضح العكسي، الذي يطبق الضغط على مياه البحر من خلال مضخة عالية الضغط، مما يجعل جزيئات الماء تنعكس بالتناضح العكسي من خلال غشاء شبه نافذ، وبالتالي فصل الملح والشوائب؛ وهذه القدرة يمكنها زيادة أو تقليل محتوى الملح في مياه البحر من حوالي 36000 ملليغرام في اللتر إلى أقل من 200 ملليغرام في اللتر، بمعدل تحلية يصل إلى 991 تيرابايت في الثالثة أو أكثر، كما أن جودة المياه المنتجة أفضل من جودة مياه الصنبور العادية!
ويكمن تركيز التناضح العكسي في النفاذية الانتقائية للأغشية شبه النفاذة؛ في عملية النفاذ الطبيعي، تتدحرج المذيبات في المحاليل المخففة بشكل طبيعي عبر الغشاء شبه النفاذية نحو جانب المحلول المركز حتى يشكل فرق مستوى السائل على كلا الجانبين توازن الضغط الأسموزي.
عملية المعالجة في محطة تحلية مياه المحيط بالتناضح العكسي هي عملية دقيقة متعددة المراحل، تتضمن بشكل أساسي المرافق التالية
غشاء التناضح العكسي هو المكون الأساسي لتحلية مياه البحر، وتعتمد آلية عمله على مبدأ الفصل الانتقائي. وتتميز أغشية التناضح العكسي بأحجام مسام دقيقة للغاية (0.1-1 نانومتر)، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال الجزيئات الأكبر مثل أيونات الملح المائي وتسمح فقط لجزيئات الماء بالمرور;
في ظل ظروف قياسية تبلغ 25 درجة مئوية، يبلغ الضغط الأسموزي لمياه البحر حوالي 2.5 ميجا باسكال. تطبق برمجة التناضح العكسي ضغط معالجة يتراوح بين 5.5 و6.8 ميجا باسكال لخلق تدرج ضغط تناضحي عكسي لجزيئات الماء عبر غشاء مركب من البولي أميد!
غالبًا ما تعتمد مكونات غشاء التناضح العكسي الحديثة على أغشية مركبة من نوع اللفائف أو عناصر غشاء سلسلة Dow SW، والتي تتميز بخصائص معدل تحلية المياه العالي، ومكافحة التلوث، وما إلى ذلك، ويمكن أن تتكيف مع المتطلبات البيئية القاسية للسفن والجزر وما إلى ذلك!
يعد نظام المعالجة المسبقة حلقة وصل رئيسية لضمان التشغيل المستقر طويل الأجل لنظام التناضح العكسي؛ تحتاج المعالجة المسبقة لمياه البحر إلى معالجة التحديات التالية: هناك عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا والطحالب في مياه البحر، ويمكن أن يؤثر تكاثرها على التشغيل العادي للمنشأة. تعكر مياه البحر يختلف بشكل كبير مع المد والجزر، مما قد يتسبب في عدم استقرار عملية المعالجة المسبقة. مياه البحر لها قابلية تآكل قوية ومتطلبات خاصة لمواد المعدات!
عادةً ما تعتمد المعالجة المسبقة على عملية ترشيح متعددة المراحل من “مرشح متعدد الوسائط + ترشيح فائق + مرشح مدمج”، بهدف إزالة الغرويات والشوائب العالقة في مياه البحر، وتقليل مؤشر التلوث (قيمة FI) إلى متطلبات مدخل غشاء التناضح العكسي (SDI <3)، وإطالة عمر خدمة غشاء التناضح العكسي بشكل فعال؛ تشمل المعالجة المسبقة أيضًا التعقيم ومعالجة قتل الطحالب. تعتمد بعض المشاريع على مولدات هيبوكلوريت الصوديوم في مياه البحر، والتي تنتج هيبوكلوريت الصوديوم عن طريق التحليل الكهربائي لمياه البحر، مما يقتل البكتيريا والطحالب والكائنات الدقيقة في مياه البحر بشكل فعال.
بعد الخضوع لمعالجة تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي، تكون جودة المياه نقية ويقل محتوى الملح بشكل كبير. وعادة ما يتطلب الأمر معالجة لاحقة قبل أن يمكن استهلاكها مباشرة؛ وتشمل المعالجة اللاحقة مرافق مثل تنظيم التمعدن والتطهير، والتي تستخدم لتنظيم عسر وقلوية المياه وإضافة المعادن الأساسية لجسم الإنسان، مما يجعل جودة المياه مناسبة لطريقة منظمة الصحة العالمية لمياه الشرب!
إن جودة المياه العذبة التي ينتجها جهاز التناضح العكسي أفضل من جودة مياه الصنبور العادية وطريقة مياه الشرب المرضية؛ وإذا أخذنا إسرائيل كمثال، فقد لبت الدولة 601 تيرابايت 3 تيرابايت من احتياجات البلاد من المياه من خلال تطبيق محطات تحلية مياه البحر على نطاق واسع، وجودة المياه المنتجة تلبي تماماً معايير قوانين المعيشة ومياه الشرب!
وتجدر الإشارة إلى أن مياه البحر غير مقبولة ويمكن استهلاكها مباشرة بعد الغليان البسيط! يمكن للغليان أن يقتل البكتيريا فقط، ولكن لا يمكنه إزالة الملح والمعادن من مياه البحر;
إن مجرد غليان مياه البحر ببساطة سيؤدي إلى تبخير الماء، تاركاً وراءه تركيزات أعلى من الملح. إذا لم يكن هناك جهاز تقطير وتكثيف مصاحب لاستعادة البخار وتكثيفه إلى مياه عذبة، فلا يمكن استهلاكه. يمكن لأنظمة التقطير الشمسي المحمولة أو أنظمة التكثيف التبخيري المحمولة أن تنتج بالفعل كميات صغيرة من المياه العذبة، ولكن قدرتها الإنتاجية وكفاءتها في استخدام الطاقة أدنى من أنظمة التناضح العكسي في إمدادات المياه على نطاق واسع.
تتألف تكلفة محطة تحلية مياه المحيط بشكل رئيسي من استهلاك الطاقة (مدفوعة بمضخات الضغط العالي)، والاستثمار في الإعداد (مواد عالية الضغط ومقاومة للتآكل)، وتبادل الأغشية واستهلاك المواد الكيميائية، وكذلك التشغيل والصيانة (الاصطناعية، والتنظيف والمراقبة)؛ ويتطلب المحتوى الملحي العالي لمياه البحر ضغط تشغيل أعلى وصيانة أكثر تواترا، خاصة في ظل ظروف التدفق الزيتي أو العكارة العالية، مما يزيد من التكاليف;
في عملية محطة تحلية مياه المحيط بالتناضح العكسي لتحلية مياه المحيط، يتم تحويل حوالي نصف مياه المحيط إلى مياه عذبة، وتصبح المياه المتبقية مياه مالحة مركزة! وتبلغ ملوحة هذه المياه المالحة المركزة حوالي ضعف ملوحة مياه البحر العادية، ويجب معالجتها بشكل صحيح لمنع أي تأثير على البيئة.
ويتمثل النهج السائد في حقن المياه المالحة المركزة ببطء في المحيط من خلال ناشر. ويمكن لهذه الطريقة أن تعزز الخلط السريع بين المياه المالحة المركزة ومياه البحر، مما يقلل من التأثير على البيئة البحرية المحلية.
تكلفة استهلاك الطاقة هي إحدى تكاليف التشغيل الرئيسية لمحطات تحلية مياه المحيطات! وقد قللت محطات تحلية مياه المحيطات من استهلاك الطاقة التشغيلية بشكل كبير من خلال امتصاص الطاقة وتجميعها.
أجهزة استقبال الطاقة الرئيسية هي جهاز استقبال الطاقة لتبادل الطاقة بالشبكة والتوربينات الهيدروليكية جهاز استرداد الطاقة. إذا أخذنا محطة الجبيل لتحلية مياه البحر في المملكة العربية السعودية كمثال، فإن المحطة تعتمد تجميع استعادة الطاقة ونظام التحكم الذكي، مما يقلل من استهلاك الطاقة التشغيلية بمقدار 301 تيرابايت 3 تيرابايت مقارنة بالعمليات التقليدية!
مع نضج التقنيات الجديدة مثل اقتران التناضح العكسي الكهروضوئي، انخفض استهلاك الطاقة لتحلية مياه المحيطات بمقدار 801 تيرابايت 3 تيرابايت مقارنة بالمراحل السابقة، وانخفضت التكلفة بشكل أكبر؛ حيث تقترب تكلفة تحلية مياه البحر الحديثة من 3 يوان للطن الواحد، ومع تقدم التكنولوجيا، سيتحسن اقتصادها بشكل أكبر;
محطة تحلية مياه المحيطات بالتناضح العكسي هي الحل الأساسي لمعالجة ندرة المياه العذبة في المناطق الساحلية والقاحلة. وعلى الرغم من أن تكاليف الاستثمار الأولي وتكاليف التشغيل مرتفعة نسبياً، إلا أنه مع تقدم تكنولوجيا الأغشية، وقبول الطاقة، والتحضير الآلي، فإن اقتصاد واستدامة حلول التناضح العكسي تتحسن تدريجياً!
كيسارو هي شركة رائدة في تصنيع معالجة المياه ومقرها الصين، وهي متخصصة في تصميم وتصنيع أنظمة معالجة المياه عالية الكفاءة.
مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في هذا المجال، نحن متخصصون في تنشيط مصادر المياه المختلفة، بما في ذلك مياه البحر، ومياه الآبار، ومياه الآبار، ومياه الآبار، ومياه الصنبور، والمياه الجوفية وغيرها.
المنتجات
الشركة
اتصل بنا
