All categories
Featured selections
Trade Assurance
Buyer Central
Help Center
Get the app
Become a supplier

حول إزالة الملح من مياه البحر بواسطة المواد الكيميائية

أنواع تحلية المياه المالحة كيميائياً

تشير تحلية المياه المالحة كيميائياً إلى مجموعة من العمليات المستخدمة لإزالة الأملاح والمعادن من مياه البحر، مما يجعلها صالحة للاستهلاك البشري. تعتمد هذه العملية على التفاعلات الكيميائية لمعالجة مياه البحر، ولكن قد تُستخدم العمليات الفيزيائية أيضًا جنبًا إلى جنب مع الإجراءات الكيميائية. تم تطوير العديد من الطرق الكيميائية، وكلها تُستخدم بالتزامن مع الوسائل الميكانيكية.

تُعد التقطير المتتالي أحد الأساليب المستخدمة في التحلية الكيميائية لمياه البحر. في طريقة التقطير المتتالي، يتم خفض الضغط الجوي، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض نقطة غليان الماء. نتيجة لذلك، يتم غلي مياه البحر عند درجات حرارة منخفضة، ويتم جمع بخار الماء وتبريده لاحقًا للحصول على المياه العذبة. يتم عادةً خفض الضغط الجوي في مرافق أو أجهزة مصممة خصيصًا لهذا الغرض. وتشمل هذه الأعمدة أو الغرف التي تتم فيها خطوات غليان وتكثيف متتالية، مما يؤدي إلى تراكم المياه العذبة، بينما يظل الملح والمواد الملوثة الأخرى معرضة لعامل التسخين.

تُستخدم محطات التقطير المتعددة المراحل في تحويل مياه البحر إلى بخار عن طريق تسخينها إلى حوالي 70 إلى 90 درجة مئوية باستخدام البخار كوسط تسخين. في المرحلة الأولى، يتم تسخين مياه البحر مسبقًا في سخان للمياه المالحة، وفي المرحلة الثانية، يتم تقطير مياه البحر المُسخنة مسبقًا في وحدة تقطير عمودية ذات مراحل متعددة. يتم تكثيف المياه العذبة، وتبقى المياه المركزة في الوحدة. ثم تتدفق المياه المالحة المركزة إلى السخان لدورة أخرى من التقطير. قد يأتي مصدر التسخين من بخار ثانوي لمحطات الطاقة، مما جعل هذه العملية تكنولوجيا تحويل الطاقة.

يوفر نظام التناضح العكسي/ضغط مياه البحر الفعال نموذجًا مُدمجًا لتحلية المياه كيميائياً. تتضمن العملية الكيميائية تطبيق ضغط عالٍ لفرض مياه البحر عبر غشاء يسمح فقط لجزيئات الماء بالمرور، تاركًا الأملاح والمواد الملوثة الأخرى خلفها. قد يختلف الضغط المستخدم في هذه العملية اعتمادًا على تركيز المواد الصلبة الذائبة في مياه البحر ونوع الغشاء المستخدم، ولكنه عادة ما يكون في نطاق 50 إلى 80 بار. أدت التطبيقات العالمية وتقنيات الفصل عالية الكثافة إلى جعل التناضح العكسي طريقة رائدة في تحلية المياه كيميائياً.

تُعد الكهروتحليل طريقة أخرى لتحلية المياه كيميائياً حيث يدفع المجال الكهربائي الأيونات إلى التحرك عبر أغشية تبادل الأيونات الانتقائية، وبالتالي فصل الماء المالح عن المياه العذبة. على الرغم من أن الكهروتحليل لديه القدرة على إنتاج المياه العذبة بسرعة أكبر مقارنةً بالتناضح العكسي، إلا أنه لا يزال غير متاح على نطاق واسع كطريقة أساسية لتحلية مياه البحر في المرافق أو المصانع واسعة النطاق. من ناحية أخرى، قد يكون الكهروتحليل أكثر ملاءمة لأنظمة المياه المالحة الأصغر حجمًا حيث يكون الملوحة أقل واحتياجات الطاقة أكثر ملاءمة للجدوى الاقتصادية.

المواصفات وصيانة تحلية المياه كيميائياً

  • القدرة: قدرات مصنع التحلية لتوفير المياه العذبة، وعادة ما تُعطى بالأمتار المكعبة يوميًا أو جالونات يوميًا.
  • معدل الاسترداد: نسبة المياه المالحة التي يتم تحويلها إلى مياه عذبة، مما يسلط الضوء على إنتاجية المصنع وكفاءته.
  • جودة المياه المُغذية: الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه التي تدخل مصنع التحلية. على سبيل المثال، قد تُظهر مياه البحر أو المياه الجوفية المالحة مستويات مختلفة من الملوحة والمواد الملوثة والكائنات الحية الدقيقة.
  • الضغط: القوة الميكانيكية التي تُمارس على مكونات مصنع التحلية لمقاومة ميل المياه المالحة الطبيعي للتدفق عبر الأغشية. هذه القوة أساسية في عملية التناضح العكسي.
  • معدل تدفق المياه المُغذية: حجم المياه المالحة التي تدخل مصنع التحلية كل ثانية أو دقيقة، مما يؤثر على قدرة المصنع وإنتاجه.
  • إزالة الملوحة: قدرة مصنع التحلية على إزالة المياه المالحة من مصدر معين، مثل المحيط أو البحيرات المالحة. تحدد درجة إزالة الملوحة جودة المياه المُعالجة وملاءمتها للاستهلاك البشري والاستخدامات الأخرى.
  • استهلاك الطاقة: استخدام الطاقة في مصنع التحلية، وعادة ما يُعطى بالكيلووات ساعة لكل متر مكعب أو جالون مُنتج، مما يؤثر على تكاليف التشغيل والتأثير البيئي.
  • متطلبات الأرض: مساحة الأرض المطلوبة لبناء وتشغيل مصنع التحلية، بما في ذلك المساحة اللازمة للمباني والمعدات ومرافق التخزين وشبكات التوزيع.
  • إدارة المركز: طريقة التعامل والتخلص من المحلول المالح المركز الذي يتم إنشاؤه أثناء عملية التحلية، والتي قد تشمل اللوائح البيئية ومعالجة واستراتيجيات التخلص.

الصيانة

  • التفتيش الروتيني: إجراء فحوصات منتظمة لتحديد المشكلات المحتملة مثل تآكل المعدات أو تسرب المياه أو الأعطال الكهربائية. سيسمح ذلك باكتشاف المشكلات مبكرًا واتخاذ التدابير المقابلة لمنع تدهور الظروف.
  • الصيانة الوقائية: تطوير خطة صيانة وقائية منتظمة تشمل إجراء صيانة دورية وتفتيش للمكونات والمعدات الرئيسية. على سبيل المثال، تنظيف واستبدال أغشية التناضح العكسي بانتظام، وتزييت الآلات، وضبط ومعايرة المعدات.
  • الاختبار والتحكم: مراقبة واختبار المعلمات بانتظام مثل جودة المياه والضغط ودرجة الحرارة وحالة التشغيل للتأكد من أن المعدات تعمل ضمن النطاق المناسب. استخدم الأنظمة والأدوات الآلية لتحقيق المراقبة والتحكم عن بُعد، مما يحسن من أتمتة وأمان المعدات.
  • معالجة المياه: الحفاظ على جودة مياه التغذية المُعالجة. على سبيل المثال، مراقبة التغيرات في جودة مياه البحر وضبط المواد الكيميائية وعمليات المعالجة وفقًا لذلك. سيمنع ذلك تلف المعدات بسبب الملوثات أو الكائنات الحية الدقيقة أو الرواسب.

سيناريوهات تحلية المياه المالحة كيميائياً

تحلية المياه المالحة كيميائياً هي تقنية مهمة مع سيناريوهات استخدام تشمل إمدادات المياه الطارئة وإمدادات المياه الصناعية وإمدادات مياه الشرب والسياحة المستدامة واستكشاف الموارد البحرية.

  • إمدادات المياه الطارئة: في حالات الكوارث، مثل الزلازل أو الفيضانات أو الأعاصير، يمكن استخدام التحلية الكيميائية كإمدادات مياه طارئة. إذا تضرر نظام إمدادات المياه المحلي، أو حدث تلوث جعل المياه غير صالحة للشرب، يمكن للتحلية الكيميائية توفير مياه الشرب الآمنة. تجعل هذه القدرة على الاستجابة السريعة جزءًا مهمًا من الاستعداد للطوارئ وإغاثة الكوارث.
  • إمدادات المياه الصناعية: تحتاج العديد من الصناعات إلى كميات كبيرة من المياه النقية لعملياتها لتجنب ترسبات الملح البحري والشوائب الأخرى التي قد تلحق الضرر بآلاتها. توفر التحلية الكيميائية مياه عالية الجودة تلبي الاحتياجات الصناعية. يؤدي استخدام المياه المُعالجة كيميائياً إلى زيادة الإنتاجية ونوعية المنتجات الصناعية.
  • إمدادات مياه الشرب: في المناطق القاحلة أو شبه القاحلة حيث تكون مصادر المياه العذبة محدودة، تعمل التحلية الكيميائية كمصدر رئيسي لمياه الشرب. يساعد ذلك على تلبية الطلب المتزايد على المياه في المناطق الحضرية والضواحي والريفية. يمكن للتحلية الكيميائية تمكين المجتمعات من الحصول على مياه شرب آمنة ومستدامة على المدى الطويل.
  • السياحة المستدامة: أصبحت ممارسات السياحة المستدامة أكثر أهمية في وجهات سياحية ساحلية. تعتمد العديد من الأماكن على السياحة الموسمية، وقد لا تكون مصادر المياه العذبة المحلية كافية. يمكن للتحلية الكيميائية توفير إمدادات مياه موثوقة للسكان المحليين والسياح، مما يسمح لها بدعم التنمية مع الحفاظ على مصادر المياه الطبيعية.
  • استكشاف الموارد البحرية: تحتوي المحيطات على موارد طبيعية وفيرة، مثل المعادن والمركبات الطبية. يمكن للتحلية توفير إمدادات مياه ملائمة وفعالة من حيث التكلفة لاستكشاف الموارد البحرية البحرية. يدعم السفن البحثية العلمية ومنصات استخراج النفط والغاز وبعثات استكشاف المعادن البحرية.

كيفية اختيار تحلية المياه المالحة كيميائياً

توفر تحلية مياه البحر التي تستخدم المواد الكيميائية العديد من المزايا، بما في ذلك محطات معالجة عالية القدرة وقابلية التطبيق على نطاق واسع. ومع ذلك، لا يزال من المهم مراعاة بعض الأشياء قبل شراء محطات تحلية كيميائية لمياه البحر.

  • جودة المياه ومتطلبات المعالجة:

    الهدف الأساسي من تحلية مياه البحر كيميائياً هو توفير المياه العذبة من مياه البحر. حدد نوع جودة المياه التي يحتاجها العمل أو المنطقة. انتبه إلى المتطلبات المحددة، مثل الحد الأقصى لكمية المواد الصلبة الذائبة والمواد الملوثة المحددة التي يجب إزالتها. تعتمد احتياجات المعالجة أيضًا على جودة المياه ذات الصلة. على سبيل المثال، إذا كانت مياه البحر تحتوي على مستوى عالٍ من الملوثات الميكروبية، فقد يكون التطهير المسبق بالكلور ضروريًا لتجنب التلوث البيولوجي في مراحل التحلية اللاحقة.

  • القدرة وقابلية التوسع:

    عند شراء محطات تحلية مياه البحر كيميائياً، من الضروري مراعاة القدرات التي تعمل بها المصانع حاليًا وإمكانية التوسع. يشمل ذلك مراعاة كمية المياه العذبة التي يجب إنتاجها يوميًا وتقييم الطلب فيما يتعلق بالقدرة الحالية. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري تحديد ما إذا كان يمكن توسيع المرافق الحالية أو تعديلها لتلبية احتياجات المستقبل، مما سيساعد على تجنب الإنفاق الرأسمالي الكبير واضطرابات التشغيل في المستقبل.

  • كفاءة الطاقة والتأثير البيئي:

    من الضروري مراعاة كفاءة الطاقة في محطات تحلية مياه البحر كيميائياً عند تحديد نوع محطة تحلية المياه التي يجب اختيارها، حيث قد يكون لها تأثير مالي مباشر من خلال زيادة تكاليف التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، قد تزداد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مما يشكل تهديدًا للنظام البيئي القريب. تساهم كفاءة أجهزة استرداد الطاقة واستهلاك الطاقة في عمليات المعالجة المسبقة والمعالجة اللاحقة ونوع تقنية التحلية المختارة جميعها في كفاءة الطاقة في المصانع. وبالتالي، من الضروري البحث عن اختيار المرافق ذات الكفاءة العالية في استهلاك الطاقة والتأثير البيئي المنخفض.

  • تكاليف التشغيل والجدوى الاقتصادية:

    عند تحديد ما إذا كنت ستستثمر في مصنع لتحلية مياه البحر كيميائياً، من المهم مراعاة تكاليف التشغيل ذات الصلة بتقنية مرفق معين، فضلاً عن الجدوى الاقتصادية لمثل هذا الاستثمار بالنظر إلى الطلب المحلي على المياه. بصرف النظر عن الكهرباء، التي تُعد جزءًا كبيرًا من تكاليف التشغيل، فإن التكاليف الأخرى المتعلقة باستبدال الغشاء والنفقات الكيميائية مهمة أيضًا.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هي اتجاهات السوق في صناعة تحلية مياه البحر؟

ج1: يشهد سوق تحلية مياه البحر العالمي ازدهارًا بسبب الحاجة الملحة إلى الوصول إلى المياه النظيفة. في جميع أنحاء العالم، تستثمر المزيد من المدن في محطات التحلية لضمان إمدادات المياه المستمرة. بلغت قيمة السوق 20.71 مليار دولار في عام 2021 ومن المتوقع أن تنمو في المستقبل مع تحسين التكنولوجيا وانخفاض التكاليف.

س2: ما هي المزايا الرئيسية لاستخدام تحلية المياه المالحة كيميائياً؟

ج2: تتمتع تحلية المياه المالحة كيميائياً بالعديد من المزايا، مثل القدرة على توفير كميات كبيرة من المياه العذبة من إمدادات لا نهاية لها من مياه البحر. يمكن استخدامها في المناطق الساحلية، وتوجد تقنيات راسخة لتحلية المياه كيميائياً، مما يجعل من الممكن بناء مصانع موثوقة.

س3: ما هي حدود تحلية المياه المالحة كيميائياً؟

ج3: يمكن أن تكون عملية التحلية الكيميائية باهظة التكلفة من حيث الطاقة ونفقات التشغيل. تتطلب مدخلات طاقة كبيرة، مما قد يزيد من تكلفة إنتاج وحدة المياه. تواجه مصانع التحلية الكيميائية أيضًا مخاوف بيئية، حيث يمكن أن يؤدي تصريف الملح المركز والمواد الكيميائية مرة أخرى إلى البحر إلى إلحاق الضرر بالحياة البحرية. علاوة على ذلك، تحتاج عمليات التحلية الكيميائية إلى أن تكون مركزية، مما يخلق تحديات في توزيع المياه العذبة المُنتجة إلى المناطق الداخلية بعيدة عن الساحل.

س4: ما هي بعض الابتكارات الحديثة في تحلية المياه المالحة كيميائياً؟

ج4: هناك العديد من الطرق الجديدة التي تجعل التحلية الكيميائية أكثر كفاءة، مثل استخدام أغشية أفضل للتناضح العكسي التي تسمح بمرور المزيد من الماء واستخدام طاقة أقل. تشمل التحسينات الأخرى أنظمة استرداد الطاقة التي تستعيد الطاقة من المياه التي تُعالجها لتقليل استخدام الطاقة، جنبًا إلى جنب مع عناصر تحكم ذكية للمصنع تُحسِّن من طريقة عمل التحلية، مما يؤدي إلى انخفاض استخدام الطاقة وإنتاج المزيد من المياه.