الاتصالات السلكية واللاسلكية وتطبيقاتها ..ومستقبلها

           

                     أساليب وطرق معالجة وتحلية مياه البحر

تحلية مياه البحر هي عملية إزالة المعادن الذائبة من مياه البحر لجعلها صالحة للشرب وتُستخدم تحلية المياه في جميع أنحاء العالم لتوفير المياه العذبة للبلديات والصناعة والزراعة. 

إنه مهم بشكل خاص في المناطق الساحلية القاحلة حيث تكون موارد المياه العذبة محدودة و هناك نوعان رئيسيان من تحلية المياه: الحرارية والغشائية. 

 

 حيث تستخدم التحلية الحرارية الحرارة لتبخير المياه، تاركًا وراءها المعادن الذائبة.

 

و تستخدم تحلية الغشاء غشاء شبه نافذ لتصفية المعادن الذائبة. 

 

تعد تحلية مياه البحر عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة، لذلك من المهم استخدام مصادر الطاقة المتجددة كلما أمكن ذلك و يتم استخدام الطاقة الحرارية الشمسية وطاقة الرياح على حد سواء لتشغيل محطات تحلية المياه وتتمتع المياه المحلاة بدرجة نقاء عالية، ولكنها تحتوي أيضًا على نسبة عالية من المعادن الذائبة.

 

 تعتبرتحلية المياه البحروجعلها مياه عذبة حل شائع بشكل متزايد لنقص المياه الناجم عن النمو السكاني وتغير المناخ والتلوث و على الرغم من أن تحلية المياه باهظة الثمن، إلا أنها أصبحت أكثر كفاءة وأرخص مع تطور التكنولوجيا.

طرق تحلية مياه البحر 

  هناك مجموعة متنوعة من الطرق التي يمكن استخدامها لتحلية المياه، ولكن الطريقة الأكثر شيوعًا هي التناضح العكسي. يعمل التناضح العكسي باستخدام الضغط لإجبار جزيئات الماء عبر غشاء شبه نافذ، تاركًا وراءه المعادن الذائبة و يمكن استخدام هذه العملية لإزالة الملح من مياه البحر، مما يجعلها صالحة للشرب.

 

 طريقة أخرى شائعة لتحلية المياه هي التقطير حيث في عملية التقطير، يتم غلي الماء لتكوين بخار، ثم يتم تكثيفه مرة أخرى في الماء و يتم ترك الملح والشوائب الأخرى في غرفة الغليان، ولم يتبق سوى الماء العذب. 

 

تتطلب هذه الطريقة أيضًا قدرًا كبيرًا من الطاقة، ولكن يمكن إجراؤها على نطاق أصغر من التناضح العكسي وهناك أيضًا العديد من الطرق الحديثة لتحلية المياه التي أصبحت أكثر شيوعًا لأنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة و تسمى إحدى هذه الطرق بالديلزة الكهربائية حيث تستخدم التيارات الكهربائية في غسيل الكلى.

 

 تاريخ تحلية مياه البحر

يمكن إرجاع تاريخ تحلية مياه البحر إلى الأيام الأولى للحضارة وقد تم استخدام إحدى أقدم الطرق المسجلة من قبل قدماء المصريين الذين استخدموا عملية تعرف باسم "التناضح العكسي" و تم استخدام هذه العملية أيضًا من قبل الإمبراطورية الرومانية ولاحقًا في العالم العربي , واليوم  تستخدم محطات التحلية الحديثة مجموعة متنوعة من التقنيات بما في ذلك التناضح العكسي والتقطير الحراري والتقطير الوميض متعدد المراحل.

 

مع الإغريق والرومان القدماء الذين استخدموا الشمس والتبخر لإزالة الملح من الماء و على مر القرون، كان هناك العديد من التطورات في التكنولوجيا، ولكن تحلية المياه لم تنطلق حقًا حتى القرن العشرين , و اليوم هناك المئات من محطات التحلية العاملة في جميع أنحاء العالم، وتوفر المياه العذبة لملايين الأشخاص.

 

 تم تدوين وتأريخ  اول  مثال  مسجل لتحلية المياه حوالي عام 2000 قبل الميلاد عندما تم استخدام العملية لصنع مياه الشرب لطاقم أسطول مصري , و بحلول القرن الرابع الميلادي، كانت تحلية المياه تُستخدم في الصين لمعالجة المياه قليلة الملوحة من الآبار.

 

 على مر القرون، كان هناك العديد من التطورات في التكنولوجيا المستخدمة لتحلية المياه، ولكن العملية الأساسية لا تزال كما هي: يتم سحب المياه من مصدر (عادة من المحيط)، ويتم إزالة الشوائب من خلال سلسلة من المرشحات أو عن طريق التناضح العكسي. 

 

 اما اليوم، تحلية المياه هي عمل تجاري كبير و هناك أكثر من 16000 محطة تحلية تعمل في جميع أنحاء العالم، وتوفر المياه العذبة لمئات الملايين من الناس و يقع أكبر مصنع في المملكة العربية السعودية، حيث ينتج أكثر من 600 مليون جالون (2.3 مليار لتر) من المياه العذبة يوميًا.

تحلية مياه البحر في المغرب

في عام 2014، أطلقت الحكومة المغربية المبادرة الوطنية للتنمية البشرية (INDH)، والتي تضمنت تحلية مياه البحر كأحد ركائزها  والمبادرة الوطنية للتنمية البشرية  هي خطة خمسية بميزانية قدرها 2.65 مليار دولار هدفها هو الحد من الفقر والتفاوتات الاجتماعية من خلال تحسين الوصول إلى الخدمات الأساسية، بما في ذلك المياه.

 

 في المناطق الريفية والحضرية المحرومة استثمرت الحكومة المغربية بكثافة في تحلية مياه البحر، بهدف توفير مياه الشرب النظيفة لجميع المغاربة بحلول عام 2025  واعتبارًا من 2018، كان هناك 18 محطة لتحلية المياه قيد التشغيل في المغرب، بطاقة إجمالية تبلغ 1.1 مليون متر مكعب في اليوم. يقع أكبر مصنع في مدينة أغادير الساحلية وتبلغ طاقته الإنتاجية 500000 متر مكعب في اليوم و كما تعمل الحكومة المغربية على خطط لبناء محطة ثانية لتحلية المياه بأكادير، بسعة 800000 متر مكعب في اليوم.

تحلية مياه البحر للزراعة

تحلية مياه البحر لأغراض الزراعة هي عملية إزالة المعادن الذائبة من مياه البحر لجعلها مناسبة للري و إنها صناعة متنامية في المناطق الساحلية حيث تكون موارد المياه العذبة محدودة وهناك حاجة لزيادة إنتاج المحاصيل و يمكن أن يكون لتحلية مياه البحر تأثير إيجابي على الزراعة من خلال زيادة إمدادات المياه المتاحة وتحسين جودة المياه وتقليل الاعتماد على المياه الجوفية. 

 ولكن ومع ذلك، هناك أيضًا بعض الآثار السلبية المرتبطة بتحلية مياه البحر الزراعية، بما في ذلك الأضرار البيئية، وارتفاع تكاليف الطاقة وإمكانية تصريف المياه المالحة.

 

تحلية مياه البحر خففت الضغط على استخدام المياه الجوفية

في ولاية كاليفورنيا خلال فترة الجفاف الأخيرة، تحلية المياه هي عملية تزيل المعادن الذائبة من مياه البحر، مما يجعلها مياه عذبة وقد  تم افتتاح أول محطة كبيرة لتحلية مياه البحر في ولاية كاليفورنيا في كارلسباد في عام 2015، ومنذ ذلك الحين وفرت حوالي 7 في المائة من إمدادات المياه في المنطقة. 

يمكن للمحطة أن تنتج 50 مليون جالون من المياه يوميًا وهي أكبر محطة لتحلية مياه البحر في نصف الكرة الغربي. خلال فترة الجفاف الأخيرة، انخفض ضخ المياه الجوفية على مستوى الولاية بنحو الثلث ولكن في المناطق التي استمر فيها ضخ المياه الجوفية بلا هوادة، مثل وادي سان جواكين، انخفضت مستويات المياه الجوفية بشكل حاد و في بعض الأماكن، غرق سطح الأرض فعليًا بعدة أقدام.

تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية

تحلية المياه بالطاقة الشمسية هي تقنية تستخدم طاقة الشمس لتبخير المياه وإنتاج المياه العذبة ويمكن استخدامه لتكملة أو استبدال الطرق التقليدية لتحلية المياه، مثل التناضح العكسي، والتي تتطلب كميات كبيرة من الطاقة ولا تزال تحلية المياه بالطاقة الشمسية في المراحل الأولى من التطوير، ولكن لديها القدرة على توفير المياه العذبة للمناطق التي تواجه نقصًا في المياه بسبب تغير المناخ أو النمو السكاني أو عوامل أخرى.

 

تحلية مياه البحر في الجزائر

الجزائر بلد يقع في شمال إفريقيا و يبلغ عدد سكانها أكثر من 40 مليون نسمة، وهي عاشر دولة من حيث عدد السكان في العالم و الجزائر هي أيضًا أكبر دولة في إفريقيا، حيث تبلغ مساحتها 2.381 مليون كيلومتر مربع.

 يمتد ساحل البلاد لمسافة 998 كيلومترًا، وتغطي مياهها الإقليمية مساحة إضافية تبلغ 1.6 مليون كيلومتر مربع و للجزائر تاريخ طويل في تحلية مياه البحر، يعود تاريخه إلى أوائل الستينيات حيث تم بناء أول محطة لتحلية المياه في وهران عام 1962، ومنذ ذلك الحين، قامت الدولة ببناء ما مجموعه تسعة محطات لتحلية المياه و تبلغ الطاقة الإجمالية لهذه المحطات 500 ألف متر مكعب في اليوم، مما يجعل الجزائر ثالث أكبر منتج للمياه المحلاة في العالم.