تحلية مياه البحر

----------------

في السنوات الأخيرة ظهرت في بلادنا مشكلة صعبة اشغلت تفكير المسؤولين في مجال المياه. تتمثل بنقص واضح في كمية المياه في البلاد. وقد نتج ذلك نتيجة ازدياد عدد السكان بشكل كبير, هذا مما ادى الى عدم الاتزان ما بين كمية الماء المتوفرة وكمية الماء المستهلكة, حيث تصل الى ملياري متر مكعب سنويا مما سبب نقصا في المياه ما يعادل 400x10 متر مكعب. لذا اصبح ضروريا التغلب على هذه المشكلة, والتفتيش عن مصدر جديد لسد هذا العجز الفطيع.

احدى هذه المصادر:"البحر" عن طريق تحلية مياهه. الا انه في تحقيق هذا الهدف تكمن مشكلة! حيث اننا نحتاج الى طاقة لعملية التقطير. هناك عدة مصادر للطاقة منها:

1)      حرق مواد وقود خاصة البترول وهو مصدر غال الثمن وبلادنا فقيرة به لعدم توفر ابار النفط الكافية لذلك.

2)      الطاقة الكهربائية, وهو ايضا مصدر تكاليف انتاجه باهظه جدا.

لذا فقد بات من الضروري التفتيش عن مصدر طاقة تكاليفه قليلة ومتوفرة بكثرة في البلاد, ولا مصدر كهذا سوى الشمس.

استغلال الطاقة الشمسية لتحلية مياه البحر

تتم هذه العملية بطريقتين:

1)      الطريقة المباشرة- احواض تقطير بالطاقة الشمسية.

2)      وحدتين منفصلتين- الاولى للطاقة الشمسية, والثانية للتقطير. المباشرة بدرجة حرارة منخفضة, حيث اشعة الشمس تبخر المياه مباشرة وهذا البخار يعود ويتكاثف لمروره بمنطقة درجة حرارتها منخفضة.

تتركب احواض التقطير من احواض ارضيتها مكسوة بمادة بوتيلين بولي اثيلين سوداء وعلى هذه الطبقة توضع المياه المالحة بسمك 25-150 ملم ويمكن استعمال احواض تتسع لسمك حتى 300ملم . فتحات الاحواض العلوية مغطاه بغطاء زجاجي او غطاء بلاستيكي شفاف موضوع بزاوية ميلان من 10-20 درجة مئوية. على جوانب الحوض قنوات وفتحة(مزراب) لجمع واخراج المياه المقطرة. وفي اسفل كل حوض توجد فتحات لدخول المياه المالحة وفتحات لخروج الرواسب الملحية.

طريقة العمل:

تسخن اشعة الشمس ارضية الاحواض السوداء فيتبخر الماء الملامس لها فيرتفع الى الغطاء الزجاجي فيتكاثف عليه بسبب حرارته المنخفضه نسبيا, ولميلان الغطاء تجري المياه المقطرة في القنوات ومن ثم الى اوعية الجمع عن طريق المزراب.

ان الكمية التي ينتجها الحوض هي 3 لتر\متر  مربع\يوم. الا ان هذه الكمية ليست ثابته لتعلقها بموقع المنطقة وفصول السنه.

ايجابيات الحوض الشمسي:

1)      استعمال طاقة كهربائية قليلة.

2)      مصاريف التشغيل منخفضة.

3)      لا حاجة لوجود عاملين اخصائيين   .

    4) مفيد ونافع نسبيا بوحدات صغيرة

       5) سهل الاستعمال في مناطق نائية ومنفردة

    6) ملائم لمياه بتراكيز ملوحه مختلفة, وتشغيله ليس حساسا للتغيرات في الاشعاع

سلبيات الحوض الشمسي:

1)      يتطلب مساحات واسعة

2)       العلاقة بيت التكاليف والمساحة المستغلة طردية.

تتم عملية تحلية مياه البحر عن طريق البحر عن طريق وحدات لاستيعاب الطاقة الشمسية ووحدة لطاقة حرارية منفصلة. هذه الوحدات تعمل بالاساس بو       بواسطة التبخير او التقطير بمراحل عديدة وكذلك بعملية التجميد, حيث ان الطاقة الشمسية تزود الحرارة المطلوبة للوحدات.

هذه الوحدات تتركب من ثلاثة عوامل هي:

أ) استيعاب الطاقة الشمسية:

*احواض شمسية(تستوعب حرارة ب 90-100 درجات مئوية)

*احواض مسطحة (تستوعب حرارة ب 65-70 درجة مئوية)

*خلايا مسطحة (تستوعب حرارة حتى 100 درجة مئوية)

*خلايا مركزية(حرارة عالية)

ان الحرارة المطلوبة لتقطير  المياه هي من 100-150 درجة مئوية.

ب) خزن الطاقة الحرارية المستوعبة:

نظرا لقوة الطاقة الحرارية التي نحتاجها في عملية التقطير فالمطلوب ان نحافظ على هذه الطاقة ان تكون مستمرة بنفس القوة, وبما ان مصدر هذه الطاقة الحرارية متعلق باشعة الشمس فستكون متغيرة تبعا للتغيرات في فصول السنة.

لذلك عند تسخين الماء العادي (العذب) عن طريق اشعة الشمس فان هذا الماء الساخن ينتقل الى اوعية خزن زمنها يستطيع ان يزود طاقة حرارية ثابتة رغم التغير الذي يطرأ على اشعاع الشمس خلال ساعات النهار.

ج) وحدة حرارية:

وهي وحدة تبخير او تقطير بمراحل عديدة او وحدة تجميد. هذه الوحدات ليست بالضرورة ان ترتبط بوحدات استيعاب الطاقة الشمسية, اذ يمكن تشغيلها عن طريق حرق مواد وقود رخيصة.

لتنفيذ عملية التقطير امكانيتان هما:

1)ان المياه المالحة نفسها تستوعب الطاقة الشمسية وتمر في وحدات التقطير.

2)استيعاب الطاقة عن طريق مياه عذبة او أي سائل عضوي في دائرة مغلقة, وتنتقل وتنتقل هذه الطاقة الى المياه المالحة التي تمر فقط بوحدة التقطير. (كما هو موضح في التخطيطين التاليين):

                 مياه مقطرة                                                                   مياه

                                                                                                                                                           البحر

                                           املاح

تخطيط رقم (1)

                          مخرج الأملاح         

                                           مياه البحر

تخطيط رقم(2)

                                                               مياه مقطرة

                                                                          مياه عذبه

                                                                                         في دورة مغلقة

                                      مخرج الاملاح

في التخطيط الثاني يوجد سائلان منفردان :

1)      دائرة مغلقة للمياه الغذبة التي تزود الطاقة لوجة التقطير من اشعة الشمس كمصدر طاقة

2)      وحدة تقطير والتي تستقبل مياه البحر المالحة لتقطيرها.

تلخيص:

ان اكبر مشكلة اليوم تواجه الدولة هي النقص الكبير المستمر في كمية المياه, وذلك لان مياه الينابيع والنهار وبحيرة طبريا في تناقص مستمر بسبب:

1)      الاستهلاك الكبير الناتج من كثرة عدد السكان.

2)       الطرق التكنولوجية الحديدثة في الزراعة"الري"

3)       القضاء على ظاهرة التصحر.

4)       قلة في مياه الساقطة سنويا.

لذلك نتجت الحاجة للتفتيش عن مصادر اخرى للمياه. وافضلها مياه البحر التي يمكن ان تزودنا بعد تحليتها ما يعادل 15-20% من معدل الاستهلاك العام في البلاد.

ان افضل يمكن استغلالها لتحلية مياه البحر هي الطاقة الشمسية فهي اقل تكاليفا واكثر توفرا وضمانا.

هناك بعض الدول تستغل الرياح,الشلالات,الانهار , او الطاقة النووية كمصادر للطاقة,الا اننا هنا في بلادنا نفتقر لجميعها.