ما هي تحلية المياه وكيف تعمل؟

على الرغم من أن معظم سطح الأرض مغطى بالمياه، إلا أن حوالي 70% منها مالحة بسبب ملوحة المحيطات والبحار، إضافة إلى ندرة المصادر المائية العذبة. ولذلك، يبقى نقص المياه معضلة عالمية وأحد المشاكل الرئيسية التي يواجهها البشر في الوقت الحالي. لذا، فإن الحاجة الملحة لتحلية المياه لأغراض صناعية ومنزلية مختلفة واضحة بذاتها. عملية تحلية المياه هي عملية معقدة تتطلب تجهيزات متخصصة، وأحد هذه الأجهزة الضرورية هو جهاز تحلية المياه.

ما هو جهاز تحلية المياه؟

جهاز تحلية المياه هو جهاز يُستخدم لفصل الملوحة مثل الصوديوم عن الماء. يتمتع هذا الجهاز بفلاتر متقدمة تقوم بإزالة الملح من الماء وأيضًا فصل الأملاح الإضافية والشوائب.

كيف يعمل جهاز تحلية المياه؟

تستخدم أجهزة تحلية المياه طريقتين لإزالة الملح:

• طريقة الاسمز المعكوس (RO)
• طريقة الحرارية (HTH)

سنشرح كل منهما بإيجاز كما يلي:

طريقة الاسمز المعكوس (RO):

جهاز تحلية المياه بطريقة الاسمز المعكوس يستخدم نوعًا من الترشيح يتكون من غشاء أو غشاءين نصف نفاذية رقيقة. تكون المسامات في هذه الأغشية صغيرة بما يكفي للسماح لجزيئات الماء بالمرور خلالها ولكنها تمنع جزيئات الملح الأكبر الذائبة في الماء من العبور. يُسمى هذا الغشاء الرقيق بالغشاء النصف نفاذ أو الاسمزي الذي يوجد بشكل طبيعي في الكائنات الحية.

كما تعلمون، في ظاهرة الاسمزي، يمر المحلول الرقيق من خلال غشاء نصف نفاذ نحو محلول مركز على الجانب الآخر. ومع ذلك، فإن عملية الاسمز المعكوس في هذه الأجهزة تعمل بالاتجاه المعاكس لظاهرة الاسمزي. كلما كان الضغط المطبق أعلى من الضغط الاسمزي، زادت سرعة انتقال الماء العذب من خلال الأغشية.

تستخدم بعض أجهزة تحلية المياه أيضًا التيار الكهربائي لكسر روابط الأيونات التي تفاعلت مع الماء لمنعها من دخول المياه.

الأجهزة التي تستخدم طريقة RO تُسمى أيضًا أجهزة تحلية بالغشاء. هذه الطريقة هي تكنولوجيا متقدمة معترف بها عالميًا من قبل الباحثين العلميين.

ميزة هذه الطريقة هي استهلاك الطاقة المنخفض بفضل الكهرباء ذات الجهد العالي، والتحدي هو ارتفاع تكلفة الأغشية المستخدمة.

طريقة الحرارية (HTH):

في هذه الطريقة، يُسخن الماء أولاً إلى نقطة الغليان لتبخيره. ثم يتم تبريده لتكثيف البخار إلى ماء مقطر. على الرغم من بساطة هذه الطريقة، إلا أنها تواجه أيضًا تحدياتها.

أحد المشاكل في الطريقة الحرارية هو الكمية العالية من الطاقة المطلوبة لتبخير الماء. الحل لهذه المشكلة هو عملية MSF (التقطير المتعدد المراحل بالفلاش)، حيث يمر الماء المتبخر خلال محفظة تبخير. ثم يقللون فجأة من ضغط الماء لتحوله إلى بخار. يتم فصل البخار المنتج عن الماء ويدخل وحدة التقطير. هذه الطريقة تتطلب استهلاكًا أقل للطاقة وتحلل كمية كبيرة من المياه في وقت قصير.

أنواع أجهزة تحلية المياه:

يمكن تصنيف أجهزة تحلية المياه بناءً على تطبيقاتها على النحو التالي:

– جهاز تحلية المياه البحرية

– جهاز تحلية المياه الصناعية

– جهاز تحلية المياه المنزلية