تحلية المياه: مفهوم وأهمية
تحلية المياه (بالإنجليزية: Desalination) هي عملية إزالة الأملاح الذائبة من المياه، سواء كانت مياه البحر أو المياه الجوفية، بهدف جعلها مناسبة للاستخدام البشري، وكذلك لري المحاصيل والتطبيقات الصناعية. يمكن أن يحدث هذا بشكل طبيعي كجزء من الدورة الهيدرولوجية، أو يمكن القيام به بواسطة الإنسان كمحاولة لتلبية احتياجات المجتمع الاقتصادية من المياه. إن تلوث المياه الجوفية وزيادة عدد السكان أدت إلى الحاجة الملحة لتقنيات تحلية المياه.
تتطلب تقنيات تحلية المياه كميات كبيرة من الطاقة، غالبًا ما تنتج عن حرق الوقود الأحفوري، مما يجعل هذه العمليات مكلفة. لذلك، يتم اللجوء إلى التحلية في حالة عدم توفر مصادر المياه العذبة، حيث يمكن أن تُسبب محطات تحلية المياه انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، إضافة إلى تشكيل مياه عادمة ملحية، مما يمثل تهديدًا للبيئة.
الفوائد الرئيسية لتحلية المياه
تحمل عملية تحلية المياه العديد من الفوائد، والتي يمكن تلخيصها في النقاط التالية:
- توفير مياه الشرب:
تسهم تحلية المياه في تأمين مياه شرب في المناطق التي تفتقر للإمدادات الطبيعية. حتى في البلدان التي تمتلك مصادر للمياه العذبة، يمكن أن تسهم محطات التحلية في تلبية احتياجات المناطق الأكثر جفافًا أو خلال فترات الجفاف.
- حماية المصادر العذبة:
تحافظ تحلية المياه على المصادر الرئيسية للمياه العذبة في العالم. فبدلًا من استنزاف هذه المصادر والقضاء على المواطن الطبيعية فيها، يمكن الاعتماد على تحلية المياه من البحار والمحيطات، مما يسهم في حماية هذه المسطحات وزيادة الوعي بأهمية حمايتها.
- توفير مياه للاستخدام الزراعي:
تقدم محطات التحلية مياهًا صالحة للشرب واستخدامها في ري المحاصيل والماشية، مما يمكن المزارعين من إنتاج المحاصيل الزراعية وتعزيز الاقتصاد المحلي.
أساليب تحلية المياه
تتضمن تحلية المياه عددًا من الأساليب الأكثر شيوعًا، والتي تشمل:
التناضح العكسي
تستند عملية التناضح العكسي إلى استخدام أغشية شبه نفاذة تسمح بمرور جزيئات الماء فقط، مع حجز الأملاح. تمر المياه بعدة مراحل تشمل:
- إزالة المواد الصلبة من المياه.
- تطبيق ضغط عالٍ بواسطة المضخات لدفع المياه عبر الأغشية، مما يؤدي إلى احتجاز الأملاح.
- تعقيم المياه المحلاة وتعديل الرقم الهيدروجيني لجعلها مناسبة للشرب.
التقطير متعدد المراحل
تعد تقنية التقطير متعددة المراحل إحدى الطرق التقليدية المستخدمة منذ الستينات. تعتمد على الحرارة والضغط، حيث يتم تسخين المياه تحت ضغط عالٍ، ثم تدخل إلى القسم الأول حيث ينخفض الضغط، مما يؤدي إلى غليان جزء من الماء وتبخره. تتكرر هذه العملية عبر عدة أقسام حتى يتم جمع البخار وتحويله إلى مياه عذبة.
الفصل الكهربائي
يستخدم الفصل الكهربائي التيار الكهربائي لفصل الماء عن الملح باستخدام غشاء نفاذ. تعتمد هذه الطريقة على تركيز الملح في المياه، لذا فهي مثالية للمياه ذات التركيز المنخفض بالأملاح، إلا أنها تحتاج إلى كميات كبيرة من الطاقة لتحلية مياه البحر.
مراحل تحلية مياه البحر
تتضمن عملية تحلية مياه البحر عدة مراحل رئيسة، وتشمل:
سحب مياه البحر
يتم سحب المياه من البحر عبر أنابيب تقع على عمق 25 مترًا تحت سطح البحر، حيث تُنقل المياه عبر أنابيب إلى محطة التحلية عبر نفق خرساني. يكون معدل تدفق المياه بطيئًا للسماح للكائنات البحرية بمغادرة النفق دون دخول المصنع.
الفرز والترشيح قبل المعالجة
تستخدم مصافٍ للتخلص من المواد الصلبة الكبيرة، مثل النفايات وقطع الصدف، قبل أن تدخل المياه مرحلة التناضح العكسي. تُعالج المياه العادمة الناتجة عن الترشيح باستخدام جهاز طرد مركزي لإزالة الأوساخ.
التناضح العكسي
تمر المياه المصفاة عبر آلاف الأغشية لفصل الأملاح والمعادن، حيث تُدفع المياه بقوة عبر الأغشية لتترك الأملاح خلفها، بينما تمر المياه العذبة منها.
معالجة المياه المرشحة
بعد الترشيح والتناضح العكسي، تحتاج المياه إلى تعقيم وإعادة إضافة المعادن الضرورية لتكون مناسبة للاستهلاك البشري، حيث تُخزن في خزانات خاصة قبل توزيعها على المستفيدين.
حقائق حول تحلية المياه على مستوى العالم
إليك بعض الحقائق الهامة حول تحلية المياه على مستوى العالم:
- تعد المياه المحلاة المصدر الرئيسي لمياه الشرب في العديد من المناطق، خاصة في المناطق القاحلة ذات الكثافة السكانية العالية، حيث تطبيق التحلية في أكثر من 120 دولة.
- تنتج مناطق الشرق الأوسط وشمال أفريقيا حوالي نصف إجمالي المياه المحلاة في العالم.
- تصدرت كل من المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة والكويت قائمة الدول المنتجة للمياه المحلاة حتى عام 2019، تليها الولايات المتحدة التي تنتج حوالي 13% من الإجمالي العالمي.