الرئيسية / المدونة / تعرفوا علي طرق تحلية مياه البحر

تعرفوا علي طرق تحلية مياه البحر

تعرفوا علي طرق تحلية مياه البحر

تحلية مياه البحر
تغطي المياه مساحة كبيرة من الأرض تصل إلى حوالي ثلاثة أرباع سطح هذه الكوكب، ولكن لا يمكننا القول بأن جميع هذه المياه هي عذبة أو صالحة للشرب، فحسب العديد من الإحصائيات تصل نسبة المياه العذبة الموجودة على الأرض إلى حوالي 1% من إجمالي المياه الموجودة على الأرض، ولكن مع الحاجة الكبيرة للمياه العذبة سواء أكان للشرب أو لأغراض أخرى كالزراعة مثلاً.
وأصبح البحث عن وسائل لتنقية المياه أكبر بكثير، وإحدى أهم هذه الوسائل التي تم ابتكارها هي تحلية مياه البحر باستخدام محطات خاصة للتحلية، بحيث يتم من خلالها إزالة الشوائب والأوساخ من المياه إضافةً للمعادن الثقيلة؛ لذلك سوف نتناول هنا أهم الطرق المستخدمة في تحلية مياه البحر.

تدعى عملية تحلية مياه البحر أو المياه المالحة أو الآسـنة بواسـطة إسـتخدام الطاقة الشمسـية بالتحلية الشمسـية. وتسـتخدم تقنية التحلية الشـمسـية لسـد الإحتياجات المتزايدة لمياه الشـرب أو للأغراض الزراعية. هذه التقنيـة تعتبر الحـل المسـتقبلي لمشـاكل نقص المياه نظرا لكونهـا إقتصـادية الى جانب توفر الكثير من مصـادر المياه المـالحة والشمس في المناطق التي تشـح فيها مصـادر المياه العذبة.

التقنية تعتمد على تبخيـر الميـاه المالحة لفصل الأملاح والمواد العـالقة ومن ثم تكثيف بخـار المـاء الى ميـاه عذبـة صـالحة للشـرب أو للإسـتخدام أينمـا تطلبت الإحتياجات في المجالات الزراعية أو الصنـاعية. النظام يتكون من وحدة عالية الكفـاءة لتجميع وتركيز لأشـعة الشـمس لتغذية عمليـة التبخير الأوليـة بالطـاقة والحرارة اللازمتين. ومن ثم يقوم النظـام يتمريرالبخـار الى نظـام متعدد المراحل للتكثيف والتنقية والتجميع. يمكن للنظـام أن يعمـل على مدى الأربع والعشـرين سـاعة عن طريق إضـافة نظام كهروضوئي ليقوم خلال سـاعات النهـار بتوليد وتخزين الطـاقة التي يتطلبهـا النظـام خلال الليـل بعد غيـاب الشـمس.

وقد استخدمت أساليب التقطير الشمسي من قبل البشر منذ آلاف السنين. من البحارة اليونانيين في وقت مبكر لالكيميائيون الفارسي، وقد استخدمت هذه التكنولوجيا الأساسية لإنتاج المياه العذبة والمياه المقطرة الطبية. وكانت اللقطات الشمسية في الواقع الأسلوب الأول يستخدم على نطاق واسع لمعالجة المياه الملوثة وتحويلها إلى شكل الصالحة للشرب. في عام 1870 تم منح أول براءة اختراع أمريكية لجهاز التقطير الشمسي لنورمان يلر والتون ايفانز. وبعد ذلك بعامين في لاس ساليناس، وشيلي، وكارلوس ويلسون، وهو مهندس السويدية، بدأ بناء الطريقة المباشرة الشمسية مصنع التقطير بالطاقة لتزويد المياه العذبة للعاملين في نترات الفضة والألغام. انها تعمل بشكل مستمر لمدة 40 عاما وأنتج ما معدله 22.7 M3 من الماء المقطر يوميا باستخدام النفايات السائلة من عمليات التعدين وتغذية المياه لها

أنواع تحلية المياه بالطاقة الشمسية :

هناك نوعان من الوسائل الأساسية لتحقيق تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، من خلال مرحلة تغيير من قبل إدخال الحرارية، أو في مرحلة واحدة خلال الفصل الميكانيكي. مرحلة تغيير (أو متعددة المراحل) ويمكن تحقيق ذلك إما عن طريق التقطير الشمسي المباشر أو غير المباشر. ويتم إنجاز مرحلة واحدة في الغالب عن طريق استخدام الخلايا الضوئية لإنتاج الكهرباء لدفع مضخات بالرغم من أن هناك طرق تجريبية قيد البحث باستخدام جمع الحرارية الشمسية لتوفير هذه الطاقة الميكانيكية

المشاكل :

هناك نوعان من المشاكل المتأصلة التي تواجه تصميم أي مشروع تحلية المياه بالطاقة الشمسية. أولا، يخضع كفاءة النظام بفعل الحرارة العالية ويفضل نقل الجماعي خلال التبخر والتكاثف. السطوح يجب أن تكون مصممة بشكل صحيح ضمن أهداف متناقضة من كفاءة نقل الحرارة والاقتصاد والموثوقية.

ثانيا، حرارة التكثيف هو قيمة لأنها تأخذ كميات كبيرة من الطاقة الشمسية لتتبخر المياه وتوليد المشبعة، الهواء الساخن بخار لادن. هو، بحكم التعريف، ونقل هذه الطاقة إلى سطح مكثف خلال التكثيف. مع معظم أشكال اللقطات الشمسية، يتم إخراج هذه الحرارة من التكثيف من نظام شكل حرارة النفايات. التحدي التي لا تزال قائمة في مجال اليوم، هو تحقيق الفرق في درجة الحرارة المثلى بين بخار لتوليد الطاقة الشمسية ومكثف مياه البحر المبردة وإعادة الاستخدام القصوى من الطاقة من التكثيف، والتقليل من الاستثمار فى الاصول.

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 الماءالتقطير 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.

 

عن Rania

شاهد أيضاً

معلومات هامة عن خصائص المياه

معلومات هامة عن خصائص المياه الماء الماء عنصر أساسي للحياة، ويُعرف بأنه سائل شفاف، ينشأ ...

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *