تعتبر تحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية مشروعًا مبتكرًا أطلقته مبادرة خادم الحرمين الشريفين بهدف معالجة مياه البحر المالحة.
تقنية تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية
لفهم كيفية تحلية مياه البحر بواسطة الطاقة الشمسية، يجب التعرف على الطريقتين الرئيسيتين المستخدمتين في هذه العملية، وهما:
الطريقة المباشرة
- تشير تقنية تحلية المياه التي تعتمد على الطاقة الشمسية إلى الطريقة التي يتم من خلالها تحويل المياه غير الصالحة للشرب، مثل المياه المالحة، إلى مياه آمنة للشرب باستخدام طاقة وحرارة الشمس. تعود أصول هذه التقنية إلى العصور القديمة، لاسيما في زمن الإغريق.
- لتحقيق أفضل النتائج في تحلية مياه البحر، يتم تصميم وحدات تحلية المياه بشكل خاص. هذه الوحدات غير مكلفة وبسيطة، حيث يتم تسخين مياه البحر تحت أشعة الشمس، مما يؤدي إلى تحويلها إلى بخار دون وجود كمية من الملح بها.
- تتضمن العملية رفع بخار الماء إلى الأعلى ثم تجميعه على السطح الداخلي للوحدة، حيث يتم تكثيفه مرة أخرى. وبهذه الطريقة، يتم تحويل المياه المالحة إلى مياه قابلة للشرب.
- تُركّز الطريقة المباشرة على تحلية مياه البحر في مناطق معزولة بعيداً عن المياه المالحة.
الطريقة غير المباشرة
تتوفر أيضًا طريقة غير مباشرة لتحلية المياه، والتي تنقسم إلى قسمين: مجموعة التجميع الشمسية ومحطة التحلية التقليدية:
- تستخدم مجموعة التجميع الشمسية مجموعة من المجمعات الحرارية التي تعتمد إما على الألواح الضوئية أو الخلايا الشمسية.
- تستخدم هذه المجموعة أيضًا مبدأ التناضح العكسي.
- تعتمد فعالية مياه الشرب التي يتم تحليتها على كفاءة المصنع وحجم الوحدات المتوفرة فيه.
- تشمل هذه الطريقة استخدام طرق مختلفة مثل الترطيب، والتقصر متعدد التأثير، أو التقطير متعدد المراحل.
- تستخدم مراحل الغليان متعددة التأثير أيضًا في هذه العملية.
- تعتبر هذه الطريقة من بين الأفضل في إنتاج مياه الشرب، حيث يمكن أن يصل الإنتاج إلى حوالي 1600 لتر في الساعة.
- تستخدم بشكل رئيسي في المحيط الهادي.
خطوات تحلية مياه البحر
هناك طرق أخرى يمكن اتباعها بسهولة لتحلية مياه البحر، مما يتيح استخدام مياه آمنة للاستهلاك:
المرحلة الأولى
في هذه الخطوة، يتم إزالة المواد الكبيرة مثل الحجارة والأتربة والكائنات الحية الصغيرة من المياه.
يتم ذلك من خلال استخدام مصافٍ كبيرة الحجم مع إضافة بعض المواد الكيميائية إلى المياه.
المرحلة الثانية
في هذه المرحلة، يتم التخلص من الأملاح الموجودة في مياه البحر عن طريق مجموعة من الأساليب، بما في ذلك:
- التقطير: تعتمد هذه العملية على تعريض مياه البحر لدرجات حرارة مرتفعة قد تصل إلى درجة الغليان. نتيجة لذلك، تتبخر المياه تاركة الأملاح في قاع وعاء التبخير. يتم بعد ذلك معالجة المياه المتبخرة بواسطة عملية التقطير العادي.
- التقطير الومضي: يعتمد على تعريض المياه لضغط عالٍ لتقليل درجة غليانها.
- التقطير متعدد التأثير: يتم فيه استغلال البخار المتصاعد من المبخر الأول لتكثيفه في المبخر الثاني، مما يسمح باستخدام الحرارة من المكثف لتبخير مياه البحر في العملية المستمرة.
- يمكن أيضًا استخدام الطاقة الشمسية في التقطير.
- تتضمن طرق الأغشية استخدام أغشية خاصة لفصل المياه عن الأملاح، مما لا يتطلب أي تسخين.
- تعتبر طريقة التجميد أو البلورة من الطرق الأخرى، حيث تتضمن تقليل درجة حرارة مياه البحر لتجميدها ومن ثم التخلص من الأملاح المذابة فيها.
المرحلة الثالثة
- تشمل الخطوة الأولى في هذه المرحلة إضافة الأملاح وبعض المواد الكيميائية إلى المياه في حالة استخدامها للزراعة أو الاستخدام البشري.
- أما إذا كانت المياه تهدف إلى تشغيل المصانع أو استخدامها في الصناعات الدوائية، فلا يُسمح بإضافة أي مواد كيميائية أو أملاح.
