تحلية الآبار المالحة و 4 مراحل للمعالجة لجأت الدول مؤخرًا إلى تحلية مياه الآبار المالحة ، نظرًا لأهمية المياه في حياة الإنسان . كما ترجع أهمية الماء في حياتنا اليومية إلى استخدامات عديدة سواء للشرب أو لطهي الطعام أو الاستحمام أو التنظيف أو غسل الملابس .

بالإضافة إلى أن الماء هو سر الحياة وهو الشيء الرئيسي الذي يتكون منه كل شيء ، ولكنه يستخدم أيضًا في أمور الترفيه مثل استخدامه في حمامات السباحة . بالإضافة إلى ذلك ، يدخل الماء في عمليات ري المحاصيل والنباتات التي تساعد في الحفاظ على حياة الإنسان وتساعده على البقاء على قيد الحياة .

تحلية مياه الآبار المالحة

تحلية مياه الآبار المالحة مفهوم تحلية مياه الآبار قليلة الملوحة هي عملية إزالة الأملاح الزائدة من المياه حتى تصبح مناسبة لجميع الاستخدامات البشرية سواء للشرب أو الري أو غير ذلك من الاستخدامات .

أصبحت تحلية المياه جزءًا لا غنى عنه من آليات إدارة المياه حول العالم. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن نسبة المياه المالحة على الكوكب تصل إلى 97٪ من إجمالي المياه المتاحة .

في الوقت الحاضر ، يتم تحلية ما يقرب من 75 مليون متر مكعب من المياه يوميًا حتى تتمكن الدول من تلبية احتياجات المواطنين .

كما أن تحلية المياه أمر ضروري للغاية في الوقت الحاضر ، حيث أشارت الدراسات إلى أن هناك مئات الآلاف من الوفيات التي تحدث سنويًا بسبب نقص المياه العذبة .

بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد دول الخليج بشكل شبه كامل على تحلية مياه البحر لاستخدامها في المجال الصناعي .

اقرأ أيضا : تحلية مياه الآبار المالحة 2021 . وسيتم نشر فيديو تحلية مياه الآبار على قناة الخليج المائية فيما بعد

أسباب تلوث المياه

أسباب تلوث المياه تعود أسباب تحلية مياه الآبار المالحة إلى تلوث المياه الذي انتشر في العصر الحالي بنسبة كبيرة جدًا. فيما يلي أسباب تلوث المياه :

طبقات الحجر الجيري للأرض ووجود الكبريت .
يلقي بعض الناس النفايات والقمامة في البحار .
تراكم المواد في القمامة داخل مياه البحر ويستغرق تحليلها أسبوعين أو 200 عام .
تسرب المواد النفطية من المركبات البحرية مما يؤدي إلى تدمير الكائنات البحرية .
عندما يتم حرق الفحم أو الزيت ، تخرج كميات هائلة من الرماد المحتوي على مواد كيميائية سامة .
اختلاط المواد الكيميائية المنبعثة من احتراق الفحم مع بخار الماء الخارج من البحار لإنتاج المطر الحمضي وثاني أكسيد الكربون ، مما يتسبب في الاحتباس الحراري .
النفايات الصناعية بكميات ضخمة وتسبب تلوث الهواء لما تحتويه من مواد سامة تساعد على تدمير البيئة وحياة الإنسان .
بالإضافة إلى أعمال التعدين التي تتم عن طريق تكسير الصخور من أجل الحصول على الفحم داخلها مما يؤدي إلى اختلاط الماء ببعض المواد الخام السامة الأخرى بداخلها .

مميزات تحلية المياه

مميزات تحلية المياه تحلية المياه المالحة من الآبار ، ومنها النقاط التالية :

توفير مياه الشرب في المناطق التي لا تصل إليها إمدادات المياه العذبة .
في بعض البلدان ، تستخدم المياه العذبة في تحلية المياه المالحة بنسبة 70 ٪.
إمكانية توفير المياه العذبة للأماكن التي غالباً ما تكون جافة .
في بعض الأحيان ، تتجاوز جودة المياه المحلاة جودة المياه العذبة نفسها .
تعمل بعض محطات معالجة المياه على تقليل الاعتماد على المياه العذبة المستخرجة من بعض المناطق التي تحتاج إلى حماية .
كما أن تحليل المياه المالحة يجعل الناس أكثر وعياً بالحفاظ على المسطحات المائية ، مما يؤدي إلى تقليل تلوث المياه .

عيوب تحلية المياه المالحة

عيوب تحلية المياه المالحة على العكس من ذلك ، فإن تحلية مياه الآبار المالحة لما لها من مزايا عديدة ، لها بعض السلبيات التي يجب الانتباه إليها لحلها ، ومنها النقاط التالية :

تتأثر البيئة بعمليات تحلية المياه المالحة ، حيث يؤدي التخلص من الأملاح في الماء ، أو ما يعرف بالمحلول الملحي ، إلى تغيير كمية الأكسجين في الماء .
قد يؤدي الأكسجين الزائد في الماء إلى قتل الحيوانات عند مستويات تحتوي على مستويات عالية من الملح .
كما أن عملية تحلية الآبار المالحة قد ينتج عنها بعض المواد الكيميائية الضارة مثل الكلور وحمض الهيدروكلوريك وثاني أكسيد الكربون .
بالإضافة إلى تركيبة مضادات الانتفاخ التي تعتبر من المكونات الضارة التي تحتوي على تركيزات عالية .
بالإضافة إلى كل هذه النقاط ، فإن من أهم النقاط أن تحلية المياه تتطلب تكلفة عالية لبناء المحطات اللازمة وبدء التشغيل .
كما أن تكلفة إنشاء محطة تحلية واحدة ، والتي يجب بناؤها ، تتراوح بين 3000 فرد وتصل إلى 2.9 مليار دولار أو أكثر للحكومات والشركات .
بالإضافة إلى ذلك ، فإن تكلفة الطاقة المستخدمة في المحطات هي ثلث التكلفة المطلوبة للمحطة بأكملها ، وكلما تغير سعر الطاقة ، زادت تغيرات التكلفة المطلوبة .

معدات تحلية المياه

معدات تحلية المياه تحلية مياه الآبار المالحة ومن أهم الوسائل التي تستخدم في تحلية مياه الآبار المالحة ما يلي :

صيانة حفر الآبار من خلال استخدام مادة خرسانية تساعد في بناء حفرة لتصريف وتنقية المياه ومنع دخول المياه الملوثة إلى الآبار .
كما يتم اكتشاف الرواسب في البئر نتيجة ترسب الرمل والطمي في قاعها مما يتطلب التنظيف والتخلص من الشوائب والرواسب .
وضع طبقة من الحصى في قاع البئر للحفاظ على الرواسب المستقبلية في القاع وعدم خلط الرواسب والطمي بالماء .
استخدام محلول الكلور في تعقيم الآبار عن طريق فرك جدرانها ؛ من أجل القضاء على الميكروبات المسببة للأمراض .
تغطية فتحات الآبار بغطاء مغلق بإحكام لمنع دخول الملوثات إلى المياه .
تركيب مضخة مياه في بداية عمل البئر لتسهيل استخراج المياه من داخلها .

تركيب محطة تحلية مياه الآبار

تعتبر محطات تحلية مياه الآبار الحل الجزري لتحلية مياه الآبار بعد معرفة عناصر المياه ، ولكن هناك إجراءات يجب معرفتها .
معرفة عدد الأغشية وحجم كل غشاء وقدرته على التخلص من الملح وحجم الأقنعة ، يجب عمل تحليل أولي لمياه البئر .
ثم يجب تحديد الطاقة اللازمة لإنتاجها من الماء مسبقاً لمعرفة سعة خزان ترسيب المياه قبل محطة تحلية الآبار .

مرحلة ما قبل المعالجة

قبل البدء في عملية التحلية ، يجب إزالة المياه من الآبار الملحية من خلال عملية معالجة بسيطة .

كما تقوم بإزالة العديد من الشوائب كبيرة الحجم مثل العصي والقمامة ، خاصة في الأماكن التي تحتوي على بحيرات وأنهار ، حيث أنها الأكثر تعرضًا لتلوث المياه .

كما يجب الاهتمام بمعالجة وتعقيم المياه وخاصة المياه التي تحتوي على مواد معدنية عالية أو ما يسمى بالماء العسر وذلك من خلال استخدام كربونات الصوديوم .

تستخدم كربونات الصوديوم أيضًا لغرض استخلاص كربونات الكالسيوم التي تعد من المكونات الرئيسية التي تحتويها قشريات الحياة البحرية ، حيث تسد هذه الرواسب الأنابيب إذا لم تتم معالجتها .

مراحل معالجة المياه

مراحل معالجة المياه بعد التحضير لتحلية مياه الآبار المالحة في مرحلة ما قبل المعالجة ، هناك العديد من المراحل التي تتبعها محطات التحلية ومعالجة المياه. تتم مراحل تحلية المياه على أربع مراحل :

1) التخثر

إنها الخطوة الأولى التي يتم فيها إضافة بعض المواد الكيميائية التي تضيف شحنة موجبة إلى الماء مما يساعد في تحييدها مع الشحنة السالبة لجميع المواد الموجودة في الماء وارتباطها بهذه المواد لتكوين جزيئات تسمى floc.

2) الترسيب

في هذه المرحلة ، تبدأ الجزيئات الناتجة عن تكوين المواد في الماء بالمواد الكيميائية في الترسب في قاع البئر بسبب وزنها .

3) فلتر

بعد عملية ترسيب الجسيمات ، يبدأ الماء الموجود في الجزء العلوي بالمرور عبر مجموعة من الفلترات التي تم تركيبها لتنقية المياه من الماء والحصى والحصى وإزالة الفيروسات والطفيليات .

4) التطهير

بعد مرور الماء خلال المراحل الثلاث السابقة ، يتم إضافة بعض المواد المطهرة مثل الكلور لقتل الطفيليات والفيروسات ؛ لحماية الماء من الجراثيم .

المياه المستخدمة في تحلية المياه

تعتبر كبريتات الألومنيوم من أكثر المواد المستخدمة في عملية تحلية الآبار المالحة ، حيث أنها المادة الأساسية التي تعمل على تخثر المياه .
بالإضافة إلى الجير المطفأ الذي يستخدم لضبط درجة حموضة الماء للحصول على أفضل النتائج بعد التخثر .
تُستخدم الإلكتروليتات أيضًا للمساعدة أثناء مرحلة التخثر ، ويستخدم الكلور في المرحلة الأخيرة لقتل البكتيريا .
بالإضافة إلى استخدام الأمونيا التي تعمل على معالجة المياه التي تحتوي على الكلور الحر الذي يعمل على تكوين رواسب الكلور في الماء .
كما يستخدم الكربون المنشط لأنه يزيل أي رائحة أو طعم .

طرق تحلية المياه المالحة

طرق تحلية المياه المالحة تحلية مياه الآبار المالحة تحلية الآبار المالحة حول طريقتين رئيسيتين :

الأول هو استخدام الأغشية ، التي تسمى أحيانًا التناضح العكسي ، والتي تعمل بالكهرباء .
الطريقة الثانية تعتمد على التبخر بالحرارة أو ما يسمى بالتقطير .

أولا: الغشاء التحلية

في هذه الطريقة ، يتم تحلية المياه باستخدام غشاء تناضح عكسي يعمل على مرور المياه العذبة في اتجاه الضغط المنخفض ، ولا يسمح بمرور الأملاح أو البكتيريا .
بالإضافة إلى ضرورة زيادة الضغط على الأغشية ، حيث يصل هذا الضغط إلى حوالي 70 ضغط جوي ، وينتج هذا الضغط عن طريق مضخات كهربائية .
يمكن أيضًا استخدام أغشية أخرى مثل الرحلان الكهربائي والتناضح الأمامي وفلتر النانو وغشاء تحلية المياه. تبحث محطات التحلية عن أفضل الأغشية وأكثرها فاعلية .

ثانياً: تحلية المياه بالتقطير

في هذه الطريقة ، تتم عملية تحلية مياه الآبار المالحة عن طريق رفع درجة حرارة الماء إلى درجة الغليان حتى يتكون بخار الماء .

بعد ذلك يتكثف بخار الماء في ماء مقطر خالي من الأملاح وليس له طعم ، ثم تبدأ عملية معالجة المياه بإضافة بعض المواد التي تجعلها صالحة للشرب وللاستخدامات الأخرى .

تستخدم هذه الطريقة في حالة معالجة المياه شبه الخالية من الملح المستخدمة في المجالات البيولوجية والكيميائية والصناعية .

هناك أربعة أنواع من عمليات التقطير المستخدمة في تحلية المياه المالحة. هم على النحو التالي :

(1) التقطير العادي

يأتي هذا النوع عن طريق غلي الماء المالح داخل خزان بدون ضغط بحيث يرتفع بخار الماء إلى أعلى الخزان ويمر عبر مسار محدد متصل بالمكثف .

بعد ذلك يبدأ المكثف في تكثيف بخار الماء ليتحول إلى قطرات ماء ويخزن في خزان ماء مقطر. تستخدم هذه الطريقة أيضًا في محطات تحلية المياه ذات الطاقة الإنتاجية الصغيرة .

(2) تقطير فلاش متعدد المراحل

يمر الماء المالح في هذه المرحلة بعد الغليان إلى العديد من الغرف التالية التي تحتوي على ضغط منخفض ، مما يؤدي إلى تحول الماء إلى بخار ماء .

ثم يبدأ بخار الماء بالتكثف على الأسطح الباردة ويتم تجميعه ومعالجته لجعله صالحًا للشرب. تستخدم هذه الطريقة في محطات تحلية المياه ذات الطاقة الإنتاجية الكبيرة .

(3) تقطير متعدد التأثير

في هذه الطريقة ، تبدأ نواتج التقطير المتعددة في الاستفادة من بخار الماء المتصاعد من المبخر الأول ليتكثف داخل المبخر الثاني .

تُستخدم حرارة التكثيف أيضًا لغلي الماء المالح في المبخر الثاني ، بحيث يصبح الثاني مكثفًا للأبخرة التي تأتي من المبخر الأول .

تصبح مهمة الأبخرة داخل المبخر الثاني مثل مهمة تسخين البخار داخل المبخر الأول ، ونتيجة لذلك يتكثف الثالث إلى الثاني وهكذا .

(4) التقطير باستخدام الطاقة الشمسية

في هذه الطريقة تستخدم الطاقة الشمسية لتسخين المياه المالحة حتى تصل إلى نقطة التبخر ، ثم تبدأ بالتكثف على الأسطح الباردة ، ثم تبدأ بالتجمع في أنابيب أو خزانات أخرى .

التحليل الميكروبيولوجي

تحلية مياه الآبار المالحة

هي الطريقة التي يتم بها الكشف عن المياه الصالحة للشرب من العدم ، خاصة إذا كانت البئر في منطقة سكنية للتأكد من عدم اختلاطها بمياه الصرف الصحي . تتم من خلال عدة إجراءات وطرق وهي كالتالي :

1. التحليل الكيميائي

من خلاله يتم قياس الأيونات والعناصر الموجودة في الماء ، حيث أن وجودها بتركيز عالٍ في الماء يشير إلى تلوث المياه الذي يشكل تهديدًا للكائنات الحية . تقاس نسب العناصر والأيونات بالآتي :

معرفة نسبة الأملاح الموجودة بطريقة التوصيل الكهربائي EC
تقدير حموضة الماء بمعرفة عددها .
وكذلك تقدير نسبة أيونات البيكربونات والكربونات والكلوريدات .
معرفة نسب الكبريتات والمواد العضوية .
بالإضافة إلى معرفة نسبة النيتروجين في الماء .
قياس النسبة المئوية لعناصر البورون والرصاص والموليبدينوم التي تتركز في الماء بنسبة كبيرة ولا يمكن اكتشافها إلا من خلال التحليل الميكروبيولوجي .
بالإضافة إلى كل ما سبق ، يجب قياس جودة المياه من خلال الجدول القياسي لكل عنصر موجود في الماء .

2. التحليل البكتريولوجي

يستخدم هذا النوع من التحليل لاكتشاف ما إذا كانت المياه تحتوي على ميكروبات وجراثيم برازية ، سواء كانت ناجمة عن فضلات بشرية أو حيوانية .

في هذا النوع من التحليل ، يتم استخدامه إذا كانت المياه تستخدم للشرب أو للاستخدامات المنزلية ، وبالتالي فهي تخضع لعدة إجراءات ، وهي :

معرفة العدد الإجمالي للميكروبات الموجودة في عينة المياه المأخوذة من خلال التحليل الميكروبيولوجي .
فحص المياه والتأكد مما إذا كانت عينة المياه ملوثة بمياه الصرف الصحي أم لا .

طريقة أخذ عينات المياه

يتم أخذ عينات المياه لإجراء التحليلات اللازمة وفق عدة شروط ، منها ما يلي :

يجب أن تكون العينة من الماء المراد فحصها .
تأكد من عدم تعرض العينة للتلوث أثناء أخذها للفحص .
عقم صنبور الماء باللهب واتركه مفتوحًا لمدة خمس دقائق على الأقل قبل سحب العينة المطلوبة .
في حالة أخذ العينة من المياه الجارية أو مياه القناة. يجب أخذ العينة عن طريق فتح الأنبوب الذي سيتم من خلاله سحب العينة وأخذ العينة من تحت سطح الماء .
ولكن إذا كان الماء المراد اختباره هو ماء المضخات ، فيجب فتح المضخة والسماح بتسرب المياه الموجودة في أنابيب المضخة ، ثم يتم أخذ العينة .
يجب الانتباه إلى أنه إذا تم سحب الماء المحتوي على الكلور للخضوع للتحلية ، فيجب إضافته في زجاجة تحتوي على 0.02 حرام من مسحوق ثيوسلفات الصوديوم لكل لتر من الماء ، لأنه إذا لم يتم إضافة هذه المادة ، فإن تأثير سيتم تخفيف الكلور في الماء .
بعد الحصول على العينة يجب فحصها على الفور وعدم تركها لفترة طويلة قبل الفحص .
إذا كان لابد من ترك العينة قبل الفحص لمدة ثلاث ساعات تقريبًا ، فيجب حفظها في الثلاجة عند درجة حرارة تتراوح بين 5 إلى 10 درجات مئوية ؛ للتأكد من عدم حدوث تغييرات في العينة .

أثبتت الدراسات الحديثة أن العدد الإجمالي للبكتيريا الموجودة في الماء يشير إلى صلاحية الماء ، حيث يعتبر الماء صالحًا إذا كان عدد البكتيريا في الماء أقل من 100 ميكروب / مل .