الملخص مع تفاقم التغير المناخي العالمي والنمو السكاني, تحلية مياه البحر أصبحت التكنولوجيا حلًا أساسيًا للأمن المائي في المناطق القاحلة. وتتخذ هذه المقالة من تكنولوجيا التناضح العكسي مدخلاً لها، وتحلل بشكل منهجي مبدأ عمل تحلية مياه البحر، وتناقش مزاياها التكنولوجية وفوائدها البيئية وقيمتها الاقتصادية مع حالات نموذجية وبيانات موثوقة حول العالم. يستشهد المقال بأحدث تقرير للرابطة الدولية لتحلية المياه (IDA) ومنظمات أخرى لإظهار مسار الابتكار التكنولوجي من خلال مقارنات متعددة الأبعاد، مما يوفر أساسًا علميًا للإدارة المستدامة لموارد المياه.
يعد التناضح العكسي (RO) حاليًا أكثر تقنيات تحلية المياه شيوعًا، ويتمثل جوهرها في دفع مياه البحر عبر أغشية شبه نفاذة بالضغط العالي. وكما هو موضح في محطة تحلية المياه في بيرث، تتكون العملية من ثلاث مراحل:
يعمل الوميض متعدد المراحل (MSF) على تبخير مياه البحر وتكثيفها عن طريق خفض ضغطها خطوة بخطوة. لنأخذ مشروع الجبيل الثالث في المملكة العربية السعودية كمثال، حيث تعتمد طاقته البالغة 900,000 طن/يوميًا على حرارة نفايات محطات الطاقة النووية، مما يحسن استخدام الطاقة بمقدار 401 تيرابايت 3 تيرابايت. ومقارنةً بالتناضح العكسي، فإن تقنية التناضح العكسي أكثر ملاءمة للجمع مع مشاريع التوليد المشترك (الجدول 1).
مقارنة بين تقنيات تحلية المياه السائدة وحضارة الأرض.
| المؤشرات | التناضح العكسي (RO) | التبخير الوميضي متعدد المراحل (MSF) |
|---|---|---|
| استهلاك الطاقة (كيلوواط/ساعة/متر مكعب) | 3-4 | 10-15 |
| الملوحة المطبقة | 35,000 جزء من المليون | 50,000 جزء من المليون |
| تكاليف الاستثمار | متوسط منخفض | عالية |
| تعقيدات الصيانة | منخفضة | عالية |
قامت المملكة العربية السعودية ببناء أكبر شبكة لتحلية المياه في العالم من خلال “رؤية 2030”، حيث تنتج أكثر من 7 ملايين متر مكعب من المياه العذبة يوميًا، يتم إنتاج 601 طن تيرابايت 3 طن منها باستخدام تقنية التناضح العكسي. ويعتمد مشروع الطويل في الإمارات العربية المتحدة (بطاقة إنتاجية يومية تبلغ 900,000 طن) على وحدات غشائية مزدوجة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة للتآكل طوّرتها شركة الإلكترونيات المُتعددة بمعدل تحلية يبلغ 99.91 تيرابايت 3 تيرابايت.
وقد قامت الصين بالفعل ببناء مشاريع معيارية مثل جزيرة تشوشان ليوهانغ (36,000 طن/يوم) وتشينغداو دونغجياكو (100,000 طن/يوم)، إلخ. ستعتمد قاعدة تحلية المياه في خليج بوهاي التي سيتم تشغيلها في عام 2025 على التكنولوجيا المزدوجة “الطاقة النووية + التناضح العكسي”، ومن المتوقع أن تصل إمدادات المياه السنوية إلى 120 مليون متر مكعب.
يمكن أن تصل ملوحة المحلول الملحي المركز المحلى إلى 70,000 جزء في المليون، مما يتطلب خلطًا سريعًا في المحيط من خلال ناشرات. ويستخدم مشروع عسقلان في إسرائيل نظام تصريف متعدد النقاط لتقليل تدرج الملوحة إلى حدود 31 تيرابايت 3 تيرابايت من مياه البحر الطبيعية.
يدمج مشروع مدينة نيوم الجديدة في المملكة العربية السعودية بين توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة بالجاذبية لتقليل استهلاك الطاقة في محطة تحلية المياه إلى 2.8 كيلوواط/ساعة/متر مكعب. ووفقًا لتقديرات الهيئة الدولية للطاقة المتجددة، إذا طبقت صناعة تحلية المياه العالمية الطاقة المتجددة بالكامل، يمكن خفض انبعاثات الكربون السنوية بمقدار 120 مليون طن.
ويستخدم نظام FO-MBC الذي طوره معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا فرق الضغط الأسموزي لدفع عملية تحلية المياه، مع استهلاك طاقة أقل بـ 30% من RO. ويتمتع غشاء الجرافين بكفاءة في غربلة الأيونات تبلغ 5 أضعاف كفاءة المواد التقليدية، وهو الآن في المرحلة التجريبية. .
تستخرج شركات الشرق الأوسط البروم والمغنيسيوم وعناصر أخرى من محلول ملحي مركز، بقيمة مضافة تبلغ $0.5/م³. يستخلص مجمع “تحلية المياه المالحة الكيميائية” الذي بنته المؤسسة العامة لتحلية المياه المالحة في المملكة العربية السعودية أكثر من 2 مليون طن من كلوريد الصوديوم سنويًا.
يقوم مشروع هيئة كهرباء ومياه دبي بضبط ضغط الغشاء ومعدل التدفق في الوقت الفعلي من خلال خوارزميات الذكاء الاصطناعي، مما يطيل عمر المعدات بمقدار 20%. تحاكي منصتها الرقمية التوأم تقلبات السعة في المناخات القاسية وتحسن استجابة القرار بمقدار 50%.
على مدار العقد الماضي، انخفضت تكلفة تحلية المياه بالتناضح العكسي من 1 تيرابايت و4.5 تيرابايت 1.5 تيرابايت 1.5 تيرابايت/متر مكعب إلى 1 تيرابايت 4 تيرابايت 0.5 تيرابايت/متر مكعب. ومن المتوقع أن يتجاوز سوق تحلية المياه العالمي $T30 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2027، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 8.4%.
إن تكنولوجيا تحلية المياه، من المختبر إلى التصنيع، لم تعيد تشكيل نمط الموارد المائية في المناطق القاحلة فحسب، بل أفرزت أيضًا ابتكارات متقاطعة في مجال الطاقة الخضراء والمواد الجديدة والتحكم الذكي. وبفضل التقدم التكنولوجي ودعم السياسات، سيستمر هذا الإنجاز العلمي والتكنولوجي المتمثل في “طلب المياه من البحر” في تنشيط التنمية المستدامة للبشرية. وكما قال رئيس الرابطة الدولية للمياه: “إن هندسة تحلية المياه ليست خيارًا بل ضرورة - إنها حلقة الوصل الزرقاء بين حضارة المحيطات وحضارة اليابسة”.”
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
