تحلية المياه
تسربات المياه

تعريف تحلية المياه

تحلية المياه

هي عملية تحويل المياه المالحة إلى مياه عذبة نقية ،و صالحة للشرب و الإستعمال اليومي ،بحيث تنقى من الأملاح و التي تستخدم و يستفيد منها الشخص ،عملية تحلية المياه المالحة تتم عبر طرق عديدة مستخدمة في عملية التحلية ،و هي عبارة عن سلسلة كبيرة من العمليات لفصل الأملاح و المعادن من المياة المالحة ،و التي من الممكن أن يتم استخدامها من قبل جميع الأشخاص لغايات و أغراض متعدّدة ،يتم اللّجوء إلى إجراء هذة العمليات لتحلية و تنقية المياه و خاصة لدى الدول الفقيرة نسبياً بكمية المياه لديها .

المراحل الأساسية لتحلية المياه

و هي كالآتي المعالجة الأولية التي تتم للمياه المالحة .

  • يتم إزالة الأملاح و المعادن من المياه المالحة .
  • المعالجة النهائية التي تتم للمياه المالحة .

العوامل المتعلقة بإستخدام الطريقة السليمة لتحلية المياه :

نوعية مياه البحر ،و نسبة تركيز الملح في المياه .

درجة حرارة مياه البحر .

العوامل الطبية المتعلقة بالمياه المالحة .

تحديد التكلفة و مقدار النفقة التي تصرف على الكهرباء و الماء .

وصف عملية تحلية المياه المالحة يتم تجميع المياه المالحة من البحر لتحليتها وتنقيتها ،يتم وضع مصافي خاصّة لتصفية المياه من الشوائب ،توضع المياه المالحة في المضخات ،التي تعمل على ضخ المياه المالحة إلى المبخرات ،يتم وضع هيدروكلوريد الصوديوم إلى المياة المالحة ،قبل ضخ المياه المالحة إلى المبخّرات ،ليتم معالجة المياه المالحة من المواد و الشوائب البيولوجية الموجود و العالقة بالمياه المالحة ،يجهز محلول هيدروكلوريد الصوديوم في خزانات كبيرة ،و بعد ذلك يضاف إلى المياة المالحة ،بعد ذلك يتم نقل جميع المياة المالحة إلى المبخرات ،و بحيث تمر هذة المياه المالحة بعدة عمليات و مراحل ،بحيث تتبخر مياه البحر من خلالها ،و حدوث عملية التكاثف لمياه البحار ،و بعد ذلك يتم تجميع المياه ،يتم إضافة الفوسفات قبل الحصول على مياه عذبة ،و ذلك لمنع جميع الشوائب و القشور من الترسب ،تمر المياه المالحة داخل أجهزة خاصة تدعى ( نوازع الهواء ) ،حتى يتم التخلص من جميع الغازات المذابة و المتواجدة في مياه البحر المالحة ،تنقى المياة من الملح و المعادن و الشوائب ،و يتم الإستفادة من الملح أيضاً .

 تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية

تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسسة Solar water distillation عبارة عن عملية تنظيف ماء البحر من الأملاح، والمعادن، والشوائب، والرواسب عن طريق التبخير، ثم التكثيف باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية، بهدف الحصول على ماء نقي صالح للاستخدام، سواءً للشرب أو للزراعة. تاريخ تحلية المياه بالطاقة الشمسية يعتبر علماء الكيمياء العرب بأنهم أول من استخدم الطاقة الشمسية لتحلية مياه البحر في القرن السادس عشر، بينما تأسس أول مشروع تقطير شمسي سنة 1872م في تشيلي، وتحديداً في مدينة لاس ساليناس المتخصصة في التعدين، وبلغت مساحة منطقة تجميع الطاقة الشمسية حينها حوالي 4.700م²، وتمكن المشروع من إنتاج حوالي 22.700 لتر من الماء النقي بشكل يومي لمدة أربعين سنة، ويذكر أن أرسطو أول من تخيل طريقة لتحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية في القرن الرابع قبل الميلاد.

جهاز تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية

يعرف الجهاز المستخدم بالتحلية باسم جهاز التقطير الشمسي، وهو عبارة عن حيز مغلق على شكل صوبة زجاجية، مغطى من القاع باللون الأسود، بينما الأسقف مغطاة بألواج زجاجية شفافة موضوعة بشكل هرمي مائل، ويوجد داخل الصوبة وعلى جانبيها قناتان بهدف تجميع بخار الماء الذي سيتكاثف على سقف الصوبة، ويتجمع على شكل ماء عذب.

آلية تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية

يوضع ماء البحر المالح في قاع الصوبة الأسود، ثم يتم تعريض الصوبة لأشعة الشمس التي ستنفذ من خلال الأسطح الزجاجية، مما يؤدي إلى امتصاص الماء لحرارة الشمس، وارتفاع درجة حرارتها، وإكسابها الطاقة، وتحولها من الحالة السائلة إلى البخار، وعندما يلامس البخار جدار الصوبة الزجاجي، فإنّ البخار سيتكاثف ويتجمع على شكل نقاط من الماء العذب الذي سيتجمع لاحقاً في القناتين الجانبيتين، ويستخدم للشرب أو الطهي أو الزراعة.

تنبيه: في هذه الحالة لا يصل الماء إلى درجة الغليان وإنما يسخن فقط، وبالتالي يتبخر بمعدلات بطيئة أو سريعة بناءً على قوة أشعة الشمس الساقطة على الحوض.

فوائد تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية

غير مكلفة، وتنتج حوالي خمسة لترات من الماء النقي يومياً لكل متر مربع من المساحة، وبالتالي توفر الماء العذب لعدد كبير من السكان وبشكل خاص مع تفاقم مشكلة نقص الماء الصالح للاستهلاك حول العالم. تصلح للاستخدام في المناطق الصحراوية التي يقل فيها الماء العذب، كما تصلح لعمال المناجم.

تستخدم للحصول على ملح الطعام في العديد من الدول حول العالم.

تستخدم الطريقة لتحلية المياه الجوفية أيضاً. صديقة للبيئة، حيث يمكن إقامة محطات تحلية عائمة على مسافات بعيدة داخل البحر، وبالتالي تقلل الضوضاء، وتوفر الأراضي ذات الأهمية الاقتصادية.
 نقص المياه

مشكلة تؤرق العالم والبديل سيكون تحلية المياه بطاقة الشمسية الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان بتسخيرهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار.

وتضم تقنيات تسخير الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستخدام ألواح الخلايا الضوئية الجهدية بالإضافة إلى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز في حل بعض من أكثر مشاكل العالم إلحاحا اليوم.

تُعزى معظم مصادر الطاقة المتجددة المتوافرة على سطح الأرض إلى الإشعاعات الشمسية بالإضافة إلى مصادر الطاقة الثانوية، مثل طاقة الرياح وطاقة الأمواج والطاقة الكهرومائية والكتلة الحيوية.. من الأهمية هنا أن نذكر أنه لم يتم استخدام سوى جزء صغير من الطاقة الشمسية المتوافرة في حياتنا.

يتم توليد طاقة كهربية من الطاقة الشمسية بواسطة محركات حرارية أو محولات فولتوضوئية.وبمجرد أن يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية، فإن براعة الإنسان هي فقط التي تقوم بالتحكم في استخداماتها.ومن التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، الماء الساخن، الطهو بالطاقة الشمسية، ودرجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية.

معالجة الماء التقطير باستخدام الطاقة الشمسية:

تعتمد هذه الطريقة على الاستفادة من الطاقة الشمسية في تسخين المياه المالحة حتى درجة التبخر ثم يتم تكثيفها على أسطح باردة وتجمع في مواسير.

تطبيق تكنولوجيا تطهير الماء بالطاقة الشمسية ,يُستخدم التقطير الشمسي لجعل الماء المالح والماء متوسط الملوحة صالحًا للشرب. وأول من استخدم هذا الأسلوب علماء الكيمياء العرب في القرن السادس عشر هذا وقد تم تأسيس أول مشروع تقطير شمسي ضخم في عام 1872 في مدينة “لاس ساليناس” التشيلية المتخصصة في التعدين.

ويستطيع المصنع، الذي تبلغ مساحة منطقة تجميع الطاقة الشمسية الموجودة به 4.700 متر مربع، إنتاج ما يصل إلى 22.700 ليتر من الماء النقي يوميًا لمدة 40 عامًا.

ومن أنواع التصميمات الفردية لأجهزة التقطير الشمسي الأجهزة ذات السطح المنحدر المفرد والمزدوج (التي تشبه الصوبة الزجاجية) والأجهزة الرأسية والمخروطية وذات الألواح الماصة العكسية ومتعددة التأثير.

ومن الممكن أن تعمل هذه الأجهزة في وضع نشط أوغير نشط أو مختلط.

وتُعد أجهزة التقطير ذات السطح المنحدر المزدوج الأقل تكلفة ويمكن استخدامها في الأغراض المنزلية، بينما تُستخدم الأجهزة متعددة التأثير في التطبيقات واسعة النطاق.

تعتمد عملية تطهير الماء باستخدام الطاقة الشمسية على تعريض زجاجات بلاستيكية من تيرفثالات البولي إيثيلين مملوءة بالماء الجاري تطهيره لضوء الشمس لعدة ساعات.

وتختلف مدة تعريضها للشمس حسب حالة الجو، وتتراوح من 6 ساعات كحد أدنى إلى يومين في أسوأ الظروف الجوية.وتنصح منظمة الصحة العالمية بالقيام بعملية تطهير الماء باستخدام الطاقة الشمسية كأسلوب بسيط لمعالجة الماء في المنازل والتخزين الآمن لها.

ومن الجدير بالذكر أن أكثر من مليوني شخص في البلاد النامية يستخدمون عملية تطهير الماء باستخدام الطاقة الشمسية لمعالجة ماء الشرب العادية المستخدمة يوميًا.

محطة معالجة ماء الصرف الصحي

تعمل بالطاقة الشمسية على نطاق صغير يمكن استخدام الطاقة الشمسية مع برك الماء الراكد لمعالجة ماء الصرف دون استخدام مواد كيميائية أو الكهرباء.

ومن المميزات البيئية الأخرى لهذا الأسلوب أن الطحالب تنمو في مثل هذه البرك وتستهلك ثاني أكسيد الكربون في عملية البناء الضوئي.

علاوة على ذلك، يتم استخدام الطاقة الشمسية أيضًا في إزالة السموم من الماء الملوث بواسطة التحلل الضوئي.