إزالة الملح

أنواع محطات تحلية المياه

محطات تحلية المياه هي آلات ومعدات صناعية تستخدم لتنفيذ عملية تحلية المياه، وهي عملية إزالة الملح والمعادن الأخرى من مياه البحر أو المياه المالحة لإنتاج مياه عذبة مناسبة للاستهلاك البشري، والري، وغيرها من الأغراض.

• التقطير الفلاش متعدد المراحل (MSF): MSF هي عملية تحلية حرارية. تقوم بتسخين مياه البحر لإنشاء بخار، يتم تكثيفه بعد ذلك إلى مياه عذبة. تتم العملية على مراحل متعددة أو غرف، كل منها بدرجة حرارة أقل من سابقتها. يسمح ذلك لمحطة MSF باستخدام الحرارة المتبقية من المرحلة السابقة لتسخين المرحلة التالية.
• التقطير متعدد التأثيرات (MED): مثل MSF، MED هي أيضًا عملية تحلية حرارية. ومع ذلك، تعمل عن طريق تبخير مياه البحر من خلال العديد من الأوعية (تسمى التأثيرات)، والتي يتم تسخينها بالبخار. يوفر بخار التأثير الأول في MED الحرارة للتأثيرات التالية، مما يجعل الإجراء أكثر كفاءة من حيث الطاقة.
• التقطير بضغط البخار (VCD): VCD هي طريقة تحلية حرارية تستخدم ضاغطًا خاصًا لتبخير مياه البحر. يضغط الضاغط على بخار الماء، مما ينتج عنه حرارة تستخدم لتبخير مياه البحر في غرفة التقطير. تتميز العملية بميزة استخدام طاقة أقل من طرق التحلية الحرارية الأخرى.
• التناضح العكسي (RO): على عكس عمليات التحلية الحرارية، تستخدم آلة تحلية المياه بالتناضح العكسي تقنية ترشيح غشائية. في هذه الطريقة، تمر مياه البحر عبر أغشية دقيقة جدًا تحت ضغط عالٍ لفصل الملح والشوائب الأخرى، والسماح فقط بمرور المياه العذبة. تعتبر تقنية التناضح العكسي (RO) واحدة من أشهر طرق التحلية المستخدمة حاليًا. تُعرف محطات المياه التي تستخدم التناضح العكسي بكفاءتها العالية في تحويل الطاقة.

مواصفات وصيانة محطات تحلية المياه

المواصفات

• السعة

  تشير إلى حجم المياه العذبة التي يمكن لمحطة تحلية المياه الصناعية إنتاجها من مياه البحر، والتي تُقاس عادةً بالأمتار المكعبة في اليوم (م3 / يوم) أو جالونات في اليوم (gpd). على سبيل المثال، قد تكون لدى بعض محطات التحلية الكبيرة سعات تتراوح من عشرات الآلاف إلى مئات الآلاف من م3 / يوم.

• الأساليب

  تستخدم محطات تحلية المياه الصناعية طرقًا متنوعة لفصل الملح وتحلية مياه البحر. الطريقتان الرئيسيتان هما عمليات الغشاء، مثل التناضح العكسي (RO) والترشيح النانوي (NF)، والعمليات الحرارية، بما في ذلك التقطير الفلاش متعدد المراحل (MSF)، والتقطير متعدد التأثيرات (MED)، وتحلية الرطوبة.

• طلب الطاقة

  تستهلك عملية التحلية كمية كبيرة من الطاقة، والتي تُقاس عادةً بالكيلووات ساعة لكل متر مكعب (kWh / m3) من المياه المحلاة. اعتمادًا على التقنية المستخدمة، قد يختلف استهلاك الطاقة لمحطات التحلية بشكل كبير. على سبيل المثال، يبلغ استخدام الطاقة لمحطات التناضح العكسي عمومًا من 2 إلى 5 كيلووات ساعة / م3.

الصيانة

• التفتيش الروتيني

  يجب فحص محطات تحلية المياه الصناعية بشكل روتيني لضمان عمل المعدات بشكل صحيح. يجب أن تشمل الفحوصات المنتظمة فحص الحالات الفيزيائية للمكونات، مثل فحص الأضرار والتعب والتسريبات. بالإضافة إلى ذلك، يجب فحص الأنظمة الحرجة، مثل أنظمة التحكم والمراقبة، لضمان دقتها وعملها. وفي الوقت نفسه، يجب على المشغلين مراقبة بيانات التشغيل للمحطة، مثل الضغط والتدفق ودرجة الحرارة واستهلاك الطاقة، للبحث عن التغييرات غير الطبيعية في الوقت المناسب والتعامل معها في أسرع وقت ممكن.

• الصيانة والإصلاح

  يجب صيانة وإصلاح آلات ومعدات محطات التحلية بانتظام لضمان التشغيل المستقر وطويل الأمد. يجب على المشغلين وضع خطط لصيانة وإصلاح المعدات بناءً على اقتراحات الشركات المصنعة والظروف الفعلية. وفي الوقت نفسه، يجب شراء قطع الغيار بانتظام، ويجب تسجيل خدمة وإصلاح المعدات للرجوع إليها وتتبعها لاحقًا.

• التعريف والتحقق

  يجب معايرة وتحقق الأجهزة والمقاييس الرئيسية في محطات تحلية المياه الصناعية، مثل عدادات التدفق ومقاييس الضغط ووحدات التحكم في درجة الحرارة، بانتظام للحفاظ على دقة القياس والموثوقية. يجب على المشغلين معايرة هذه الأجهزة والمقاييس من قبل المنظمات الرسمية والحفاظ على سجلاتها المرتبطة. بالإضافة إلى ذلك، يجب تقييم أداء وكفاءة المعدات الحرجة، على سبيل المثال، وحدات الغشاء ومبادلات الحرارة، بشكل دوري. يجب على المشغلين اتخاذ إجراءات الصيانة على الفور لضمان عمل هذه المعدات بشكل صحيح إذا تم العثور على أي تدهور أو انخفاض في الأداء.

تطبيقات آلات تحلية المياه

تُعد آلات تحلية المياه الصناعية أساسية لإدارة الملح في الصناعات مثل النفط والغذاء ومعالجة المياه وتوليد الطاقة والتصنيع الكيميائي.

• في صناعة النفط والغاز، توفر آلات التحلية المياه العذبة للاستخدام في مصافي النفط وعمليات استخراج النفط. في منصات استخراج النفط البحرية، تُستخدم مياه البحر لإنشاء الماء للتبريد، وتُستخدم آلة تحلية المياه لتحويل مياه البحر تلك إلى مياه عذبة للاستخدام في عمليات المنصة. تُستخدم آلات التحلية أيضًا في منصات النفط والغاز البحرية لتوفير المياه العذبة للشخصيات الموجودة على المنصة. بدلاً من نقل المياه العذبة إلى المنصة البحرية، يمكن استخدام آلات التحلية لإنشاء المياه العذبة من مياه البحر المتوفرة بسهولة حول المنصة.
• تُستخدم آلات التحلية أيضًا في مرافق إنتاج النفط والغاز القائمة على الأرض. غالبًا ما تتطلب المصافي ومرافق إنتاج الغاز كميات كبيرة من المياه العذبة. بدلاً من شراء أو نقل المياه العذبة، يمكن للمرافق استخدام منشأة لتحلية المياه لإنتاج الماء من مياه البحر القريبة.
• عادةً ما تستخدم محطات الطاقة (الفحم والغاز والنووية، وما إلى ذلك) ماء مقطرًا أو منزوع المعادن لأنظمة التبريد وتوليد البخار وتغذية الغلايات. تشتري هذه المحطات المياه العذبة أو تعالج مياه البحر للتحلية لإنتاج الماء المقطر أو منزوع المعادن اللازم لعملياتها.
• في صناعة التصنيع الكيميائي، تتطلب بعض العمليات مياه خالية من الملح. عندما تكون المرافق قريبة من المحيط، يتم استخدام آلات التحلية أحيانًا بدلاً من شراء الماء من مرافق معالجة المياه على بعد أميال من المرفق.
• توفر آلات تحلية المياه الصناعية طريقة صديقة للبيئة لمعالجة المياه. بدلاً من معالجة كميات كبيرة من الماء ثم بيعها كمياه عذبة، يمكن استخدام آلات التحلية بكفاءة واستدامة لإنتاج الماء فقط للمرفق.

كيفية اختيار آلات تحلية المياه

من المهم مراعاة العديد من العوامل المتعلقة بمحطات التحلية عند اختيار المحطات المثالية.

• تحليل الطلب

  يشمل ذلك تحديد الحاجة إلى الماء. يؤثر هذا التقييم بشدة على سعة ومقياس محطة التحلية. من المهم التأكد من أن المحطة المختارة يمكنها تلبية الطلب المتوقع على المياه.

• تقييم التكنولوجيا

  من المهم دراسة مختلف تقنيات التحلية المتاحة، مثل التناضح العكسي والتقطير الفلاش متعدد المراحل وغيرها. ضع في اعتبارك مزاياها وعيوبها وكفاءتها في استخدام الطاقة وملاءمتها لظرف معين. اختر طريقة تتوافق مع المعايير والمواصفات.

• اعتبارات الموقع

  استثمر في محطة تحلية يكون موقع تشغيلها قريبًا من مصدر المياه المالحة. يقلل هذا من النفقات والتحديات اللوجستية المرتبطة بسحب المياه. ضع في الاعتبار أيضًا البنية التحتية للأنابيب في الموقع لتسهيل توزيع المياه بسهولة.

• الجوانب البيئية

  من المهم مراعاة الآثار البيئية لمحطة التحلية. يشمل ذلك التخلص من المحلول الملحي المركز واستهلاك الطاقة. اختر محطة ذات إجراءات صديقة للبيئة لتقليل التأثير البيئي.

• تقييم التكلفة

  تلعب تكاليف الإعداد الأولية ونفقات التشغيل والصيانة والحوافز المالية أو التمويل المتاحة دورًا كبيرًا في اختيار محطة التحلية. من المهم إجراء تحليل دقيق للتكلفة واختيار المحطة التي تتماشى مع الأهداف المالية.

• الامتثال للوائح

  تأكد من أن محطة التحلية المختارة تتوافق مع القواعد والمعايير المحلية. يشمل ذلك الحصول على التصاريح المطلوبة والامتثال للوائح البيئية وضمان الامتثال لمعايير جودة المياه.

• التعاون والدعم

  اختر مزودًا موثوقًا به لحلول التحلية يمكنه تقديم مساعدة قوية وصيانة وتوافر قطع الغيار. من المهم إقامة شراكة قوية لضمان التشغيل الفعال للمحطة والنجاح على المدى الطويل.

أسئلة وأجوبة حول تحلية المياه

س1: ما هي الاختلافات بين محطات تحلية المياه وآلات تحلية المياه؟

ج1: المصطلحان "المحطة" و"الآلة" متبادلان ويمكن أن يشيران إلى نفس الشيء. بشكل عام، يشير مصطلح "المحطة" إلى مرافق تحلية المياه على نطاق صناعي كبير تنتج المياه العذبة بكميات كبيرة، عادةً للاستخدام البلدي أو الصناعي. في المقابل، قد يشير مصطلح "الآلة" إلى وحدات أو تقنيات تحلية المياه الأصغر حجمًا والتي يمكن استخدامها في المواقع النائية أو على السفن أو كنظم إمداد بالمياه في حالات الطوارئ.

س2: كم عدد أنواع محطات وآلات تحلية المياه؟

ج2: هناك نوعان رئيسيان من محطات وآلات تحلية المياه: التحلية الحرارية وتحلية الغشاء. تستخدم محطات التحلية الحرارية الحرارة لتبخير مياه البحر، تاركة الملح وراءها. ثم يتم تبريد البخار لإنتاج المياه العذبة. تشمل محطات تحلية المياه الحرارية التقطير والتقطير متعدد التأثيرات. تعتبر التحلية الحرارية هي التقنية السائدة في منطقة الخليج. تستخدم محطات التحلية الحرارية الحرارة لتبخير مياه البحر، تاركة الملح وراءها. ثم يتم تبريد البخار لإنتاج المياه العذبة. تعتبر التحلية الحرارية هي التقنية السائدة في منطقة الخليج. تستخدم محطات تحلية المياه الغشائية ضغطًا لدفع مياه البحر عبر أغشية شبه نفاذة لفصل الملح عن الماء. تستخدم عملية التناضح العكسي الضغط لدفع مياه البحر عبر الأغشية وتحلية المياه بالكهرباء، التي تستخدم القوى الكهربائية لسحب الملح عبر أغشية تبادل الأيونات. تعتبر تحلية المياه الغشائية هي الطريقة الأكثر شيوعًا في النصف الغربي من الكرة الأرضية.

س3: ما هو تدفق عملية آلات تحلية المياه؟

ج3: تختلف عملية تحلية المياه حسب نوع المحطة أو الآلة. بشكل عام، تبدأ العملية بسحب مياه البحر ومعالجتها مسبقًا. يتم تسخين أو تبخير الماء المعالج مسبقًا في جزء التسخين أو التبخير من الآلة أو المحطة. وتليها مرحلة إنتاج المياه العذبة، وأخيرًا، هناك إدارة المحلول الملحي ومعالجة المخلفات.

س4: ما هو العدد الإجمالي لمحطات تحلية المياه في العالم؟

ج4: تتركز محطات تحلية المياه في المناطق التي تعاني من نقص المياه مثل الشرق الأوسط وشمال إفريقيا وأجزاء من آسيا والأمريكتين. حاليًا، يوجد أكثر من 20,000 محطة تحلية مياه في العالم. تقريبًا 60٪ منها تقع في منطقة الشرق الأوسط.