51
وان ن ع ت ح ت ت ح ت: اعة ن ص ل ا ي ف لة م ع ت س م له ا ا ن م ل ا ة ي ق ت# ت عادهط ا ط خ م) عة س ل ا- ة ي ل ح# ت ل ا- خطات م ل ا( . اعة ن ص ل ا ي ف لة م ع ت س م له ا ا ن م ل ا ف ت: ظ ن# ت عاده ا ة ي ق ت ك1

تحلية المياه

Embed Size (px)

DESCRIPTION

بحث حول تحلية المياه

Citation preview

Page 1: تحلية المياه

: بحث تحت عنوان

مخطط إعادة تنقية المياه المستعملة فيالصناعة

) المحطات - التحلية- السعة( كيفية إعادة تنظيف المياه المستعملة في

الصناعة.

1

Page 2: تحلية المياه

تحلية المياه المالحة

هي تحوي��ل المي��اه المالح��ة إلىتعريف تحلية المي++اه : مياه نقي�ة من األمالح ص�الحة لالس�تخدام .ويتم ذل�ك ع�بر

طرق عديدة للتحلية .

عوامل اختيار الطريقة المناسبة للتحلية:

أوال : نوعي++ة مي++اه البح++ر ترك++يز األمالح الذائب++ةالكلية

تصل كمية األمالح الكلية المذابة في المياه الخليج العربي جزء من المليون في الخ��بر كم��ا أنه��ا56000إلى حوالي

جزء من الملي��ون في43000 إلى 38000تتراوح ما بين مياه البحر األحمر بمدينه جده .

ثانيا@ : درجة حرارة مياه البح++ر والعوام++ل الطبي++ةالمؤثرة فيه

ويجب مراع���اة ذل���ك عن���د تص���ميم المحط���ات حيث أن المحط��ة تعطي اإلنت��اج المطل��وب عن��د درج��ة الح��رارة المخت��ارة للتص��ميم بحيث ل��و زادت أو انخفض��ت درج��ة الحرارة عن هذا المعدل فإن ذلك ي��ؤثر على كمي��ة المنتج بالزيادة أو النقصان أما العوامل الطبيعية المؤثرة فتشملالمد والجزر وعمق البحر وعند مأخذ المياه وتلوث البيئة .

: ثالثا@ : تكلفة وحدة المنتج من ماء وكهرباء

وذلك بمتابعة أحدث التطورات العالمية في مجال التحلي��ة وتولي��د الطاق��ة للوص��ول إلى أفض��ل الط��رق من الناحي��ة االقتصادية من حيث التكلفة الرأسمالية وتكاليف التشغيل

والصيانة .

2

Page 3: تحلية المياه

وصف مبسط لمحطة تحلية:

يب��دأ دخ��ول مي��اه البح��ر إلى مآخ��ذ مي��اه البح��ر من خالل مصافي وذل��ك لمن��ع الش��وائب من ال��دخول إلى مض��خات مي��اه البح��ر ال��تي تق��وم ب��دورها بض��خ مي��اه البح��ر إلى المبخرات . هذا ويتم حقن مياه البحر بمحلول هيبوكلوري��د الصوديوم عند مآخذ مياه البحر أي قبل دخولها المبخ��رات وذلك لمعالجتها من الم��واد البيولوجي��ة العالق��ة به��ا . ويتم تجهيز هذا المحل��ول في خزان��ات ومن ثم يتم حقن��ه خالل

مضخات بمعدالت حسب الطلب .

يوجد بمآخذ مي��اه البح��ر لوح��ات توزي��ع الق��وى الكهربائي��ة التي تغذي المضخات وغيرها بالكهرب��اء ، كم��ا يوج��د أيض��ا أجهزة القياس والتحكم الالزمة لهذه المع��دات . ه��ذا ويتم انتقال مياه البحر بعد ذلك إلى المبخرات والتي تتكون من عدة مراجل يتم خاللها تبخير مي��اه البح��ر ومن ثم تكثيفه��ا

وتجميعها .

وبالنظر إلى ما يح��دث للعملي��ات المتتابع��ة المي��اه لحظ��ة دخولها المبخرات وحتى الحصول على المياه العذب��ة نج��د أنه يتم إضافة بعض الكيماويات منها ) الب��ولي فوس��فات ( إلى مي��اه البح��ر قب��ل دخوله��ا المبخ��رات وذل��ك لمن��ع

( داخ��ل أن��ابيب المكثف��اتSCALESالترسبات )القش��ور والمبادالت الحرارية كم��ا نج��د أن مي��اه البح��ر ه��ذه تم��رر على أجه��زة تس��مى بن��وازع اله��واء وذل��ك للتخلص من الغازات المذابة بمياه البحر كم��ا يتم تس��خين مي��اه البح��ر بواس���طة مب���ادالت حراري���ة تعم���ل بالبخ���ار وتس���مى ) مسخنات المياه المالحة ( . هذا ويلزم للمبخ��رات أن��واع متعددة من المضخات منها ما يل��زم لت��دوير الم��اء الملحي داخل المبخرات ومنها م��ا يل��زم لتص��ريف الرجي��ع الملحي إلى قناة الص��رف ومنه��ا م��ا يل��زم لض��خ الم��اء المنتج إلى

محطة المعالجة الكيماوية .

3

Page 4: تحلية المياه

هذا وبعد ضخ الماء المنتج إلى محطة الكيماوية والتي يتم فيها معالجة المياه المنتجة بالمواد المختلف��ة مث��ل الكل��ور وث���اني أكس���يد الكرب���ون والج���ير ح���تى يص���بح حس���بy يتم نقله من محطة المعالجة المواصفات المطلوبة عالميا الكيماوية إلى الخزانات الكبيرة ال��تي تم��د الش��بكة بالم��اء

الصالح للشرب.

إنتاج الطاقة الكهربائية في محطات التحلية:

عادة ما يتم استغالل جزء من البخ��ار المنتج من محط��ات التحلية في عملية انتاج الطاقة الكهربائية لتغذية احتياجات محطة التحلية والمجمع السكني ومحطات الض��خ ، وعلي��ه يتم تص�دير ب�اقي الطاق�ة المنتج�ة من ه�ذه المحط�ة إلى

الشبكة الكهربائية .

y وبالنظر إلى محطة توليد الكهرباء نجد أنها تتك��ون أساس��ا من مجموعة من الغاليات تقوم بتحميص البخار المنتج من

4

Page 5: تحلية المياه

محطة التحلية والتوربين�ات البخاري�ة الموص�لة بالمول�دات التي تنتج الطاقة الكهربائية . هذا وتش��تمل المحط��ة على بعض المعدات المساعدة ومضخات وزانات وقود وأنظم��ة مكافح��ة الحري��ق وبطاري��ات كهربائي��ة إلم��داد األجه��زة الض��رورية بالطاق��ة عن��د ح��دوث إي خل��ل بالش��كة ، ه��ذا باإلض���افة إلى الحاس���ب اآللي ال���ذي بواس���طته يمكن السيطرة على جمي��ع أجه��زة القي��اس والتحكم والمراقب��ة

لكافة معدات المشروع .

5

Page 6: تحلية المياه

تحلية المياه المالحةمقدمه

يعد الم��اء ذل�ك الس�ائل العجيب القاع��دة األساس�ية ال�تي تقوم عليها الحي��اة ف��وق األرض فعلي المي��اه ق��امت أولي الحضارات البشرية وحيثما وجد الم��اء وج��دت الحض��اراتy للتزايد الهائل في عدد الس��كان وارتف��اع المس��توي ونظرا المعيشي والتطور الصناعي والزراعي مما أدي إلي تلوث المياه ومصادره المح��دودة ، ونتيج��ة لقل��ة مص��ادر المي��اه العذب��ة في ك��وكب األرض ب��رزت مش��كلة النقص الح��اد للمياه العذبة ولقد أجريت العديد من الدراسات والبح��وث حول مس��تقبل الوض��ع الم��ائي والبحث عن مص��ادر مائي��ة جديدة غير المصادر التقليدية التي منها علي سبيل المثال تحلي��ة المي��اه المالح��ة فكم��ا نعلم وبال��ذات نحن س��كان الجماهيرية العظمي أنن�ا نعتم�د علي مص�در وحي�د للمي�اه العذبة وهو المياه الجوفية ، فهي مص��در مح��دود وبالت��الي فإن�ه يف�ترض علين�ا القي�ام بالدراس�ات الالزم�ة واألبح�اث الض��رورية في كيفي��ة االس��تفادة من مي��اه البح��ر القريب��ة

منا .

وعلي ضوء ذل�ك ق�امت الجماهيري�ة العظمي بتنفي�ذ ع�دد من المشاريع التي تض��من توف��ير االحتياج��ات الالزم��ة من المي���اه ومن ض���من ه���ذه المش���اريع محط���ات التحلي���ة المختلف��ة في الجماهيري��ة علي س��بيل المث��ال ) محط��ة تحلي���ة الخمس - زليتن -ت���اجوراء - مص���راته ....... الخ ( وكذلك مشروع النهر الصناعي العظيم الذي أعطي صورة علي مدي استغالل الموارد المائية المتاح��ة بص��ورة جي��دة

وفعال�ة

6

Page 7: تحلية المياه

عريف تحلية المياه :ت

هي تحوي��ل المي��اه المالح��ة إلى مي��اه نقي��ة من األمالحصالحة لالستخدام . ويتم ذلك عبر طرق عديدة للتحلية.

اختيار مصدر المياه :

توجد العديد من أن��واع مص��ادر المي��اه علي ك��وكب األرض غير انه يمكن إجمالها في ثالثة صور تض��م :مي��اه األمط��ار والمياه الس��طحية والمي��اه الجوفي��ة ومن األهمي��ة بمك��ان معرفة خصائص المصدر وكمية المي��اه ب��ه وم��دي إمكاني��ة ايفائة بالكميات المطلوبة من المياه واستمرارية المص��در وطاقته االنتاجيه ونوع المياه ب��ه وق��رب المص��در أو بع��ده من منطق��ة االس��تهالك ورغب��ة جمه��ور المس��تهلكين في

استخدام المصدر .

7

Page 8: تحلية المياه

وتستخدم مي�اه األمط�ار بط�رق مباش�رة أو غ�ير مباش�رة بواس��طة المواط��نين وتعتم��د كمي��ة المي��اه ال��تي يمكن الحص��ول عليه��ا علي ش��دة األمط��ار وعلي زمن هطوله��ا وفترة الهطول والعوامل المناخي��ة الم��ؤثرة علي األمط��ار وطريقة تجميع المياه وحفظها وسبل االستخدام ومظاربها ونوعي��ة المي��اه المجمع��ة أم��ا المي��اه الس��طحية فتش��كل النس���بة الك���برى في الحص���ول علي المي���اه وتض���م في مجمله��ا األنه��ار والبح��يرات وال��برك واألنه��ار الص��غيرة والخيران الموسمية والدائمة والبحار وتتفاوت كمية المياه بالمص��در طبق��ا لن��وع المص��در وكمي��ة األمط��ار الهاطل��ة بالمنطق���ة ومق���دار الجري���ان الس���طحي وطبغرافي���ة وجيولوجي���ة وجغرافي���ة المنطق���ة والظ���روف المناخي���ة المحيط�ة والنسبة المصرح باس��تغاللها من ه��ذه المي��اه ال سيما وغالبا ما تش��ترك العدي��د من ال��دول في مص��در من مصادر المياه وتحدد االتفاقيات الثنائي��ة والمش��تركة كمي��ة المياه التي ممكن أن تستغل وعادة ف��ان اس��تغالل المي��اه الس�طحية تحكم�ه ن�وع المي�اه ودرج�ة التل�وث الموج�ودة وإمكاني��ة تنقيته��ا ب��الموارد واإلمكاني��ات المحلي��ة المتاح��ة وم��دي مواكب��ة التنقي��ة للتش��ريعات المنظم��ة لالس��تخدام والبد من توخي الحذر واخد الحيطة عن��د اس�تخدام المي��اه الس��طحية لتف��ادي مش��اكل التل��وث به��ا ولع��دم مض��اعفة الملوثاث الموجودة أو اإلتي��ان ب��أخرى تص��عب أزالته��ا من المصدر والبد من أخد العوامل الصحية في الحس��بان عن��د تص��ميم وإج��ازة وإنش��اء المش��اريع التنموي��ة تعت��بر المي��اه الجوفية من افضل مصادر لالستهالك نسبة إلى نوع المياه وجودتها مقارنة بالمياه السطحية خاصة عند غياب التلوث وعند وج��ود الكمي��ات الكافي��ة من المخ��زون الج��وفي أم��ا عملية اختيار المص��در الم��ائي المالئم فتتم باالعتم��اد علي عوام��ل م��ؤثرة ومتداخل��ة فيم��ا بينه��ا مث��ل درج��ة القب��ول للمصدر من قبل جمهور المستهلكين ،وكمية ون��وع المي��اه بالمص��در ، وس��بل اس��تخدام المص��در ، وتكلف��ة اإلنت��اج والتوزيع ، وقرب المصدر من منطقة االس��تهالك والطاق��ة المس��تهلكة ، وج��ودة التقني��ة المحلي��ة المالئم��ة وأس��اليب

8

Page 9: تحلية المياه

الت��دريب ، وج��ود العمال��ة ومتطلب��ات التش��غيل والص��يانة والترميم ، وإمكانية التنمية والزي��ادة علي الم��دى القص��ير والطوي��ل كم��ا ويمكن اس��تخدام اك��ثر من مص��در لإليف��اء باالحتياجات وتعتمد النسبة المئوية الس��تخدام ك��ل مص��در علي العوامل االقتصادية والفنية والبيئي��ة وعوام��ل التقني��ة

في المقام األول .

y نستخلص أنه يجب علي المصمم أن يقوم باالختيار وأخيراy المناسب لمصدر المياه وذلك بأن يكون هذا المصدر ملم��ا بالعدي��د من المواص��فات ال��تي يجب أن تت��وفر في��ه فعلي

((2))سبيل المثال نوعية مائه وعمره االفتراضي .... الخ

عوامل اختيار الطريقة المناسبة للتحلية : 

أوال : نوعي++ة مي++اه البح++ر - ترك++يز األمالح الذائب++ةالكلية

تص��ل كمي��ة األمالح الكلي��ة المذاب��ة إلى درج��ات مختلف��ة فعلي س��بيل المث��ال في مي��اه الخليج الع��ربي تص��ل إلى

جزء من المليون في الخبر كما أنها تتراوح ما56000حوالي ج���زء من الملي���ون في مي���اه البح���ر43000 إلى 38000بين

األحمر بمدينه جده .

ثانيا@ : درجة حرارة مياه البح++ر والعوام++ل الطبي++ةالمؤثرة فيه :

ويجب مراع���اة ذل���ك عن���د تص���ميم المحط���ات حيث أن المحط��ة تعطي اإلنت��اج المطل��وب عن��د درج��ة الح��رارة المخت��ارة للتص��ميم بحيث ل��و زادت أو انخفض��ت درج��ة الحرارة عن هذا المعدل فإن ذلك ي��ؤثر على كمي��ة المنتج بالزيادة أو النقصان أما العوامل الطبيعية المؤثرة فتشملالمد والجزر وعمق البحر وعند مأخذ المياه وتلوث البيئة .

9

Page 10: تحلية المياه

ثالثا@ : تكلفة وحدة المنتج من ماء وكهرباء :

وذلك بمتابعة أحدث التطورات العالمية في مجال التحلي��ة وتولي��د الطاق��ة للوص��ول إلى أفض��ل الط��رق من الناحي��ة االقتصادية من حيث التكلفة الرأسمالية وتكاليف التشغيل

والصيانة .

وصف مبسط لمحطة تحلية : 

يب��دأ دخ��ول مي��اه البح��ر إلى مآخ��ذ مي��اه البح��ر من خالل مصافي وذل��ك لمن��ع الش��وائب من ال��دخول إلى مض��خات مي��اه البح��ر ال��تي تق��وم ب��دورها بض��خ مي��اه البح��ر إلى المبخرات . هذا ويتم حقن مياه البحر بمحلول هيبوكلوري��د الصوديوم عند مآخذ مياه البحر أي قبل دخولها المبخ��رات وذلك لمعالجتها من الم��واد البيولوجي��ة العالق��ة به��ا . ويتم تجهيز هذا المحل��ول في خزان��ات ومن ثم يتم حقن��ه خالل

مضخات بمعدالت حسب الطلب .

يوجد بمآخذ مي��اه البح��ر لوح��ات توزي��ع الق��وى الكهربائي��ة التي تغذي المضخات وغيرها بالكهرب��اء ، كم��ا يوج��د أيض��ا أجهزة القياس والتحكم الالزمة لهذه المع��دات . ه��ذا ويتم انتقال مياه البحر بعد ذلك إلى المبخرات والتي تتكون من عدة مراجل يتم خاللها تبخير مي��اه البح��ر ومن ثم تكثيفه��ا

وتجميعها .

10

Page 11: تحلية المياه

وبالنظر إلى ما يح��دث للعملي��ات المتتابع��ة المي��اه لحظ��ة دخولها المبخرات وحتى الحصول على المياه العذب��ة نج��د أنه يتم إضافة بعض الكيماويات منها ) الب��ولي فوس��فات ( إلى مي��اه البح��ر قب��ل دخوله��ا المبخ��رات وذل��ك لمن��ع

( SCALESالترس��بات )القش��ور داخ��ل أن��ابيب المكثف��ات والمبادالت الحرارية كم��ا نج��د أن مي��اه البح��ر ه��ذه تم��رر على أجه��زة تس��مى بن��وازع اله��واء وذل��ك للتخلص من الغازات المذابة بمياه البحر كم��ا يتم تس��خين مي��اه البح��ر بواس���طة مب���ادالت حراري���ة تعم���ل بالبخ���ار وتس���مى ) مسخنات المياه المالحة ( . هذا ويلزم للمبخ��رات أن��واع متعددة من المضخات منها ما يل��زم لت��دوير الم��اء الملحي داخل المبخرات ومنها م��ا يل��زم لتص��ريف الرجي��ع الملحي إلى قناة الص��رف ومنه��ا م��ا يل��زم لض��خ الم��اء المنتج إلى

محطة المعالجة الكيماوية .

هذا وبعد ضخ الماء المنتج إلى محطة الكيماوية والتي يتم  فيها معالجة المياه المنتجة بالمواد المختلف��ة مث��ل الكل��ور وث��اني أكس��يد الكرب��ون والج��ير ح��تى يص��بح حس����ب

11

Page 12: تحلية المياه

y يتم نقله من محطة المعالجة المواصفات المطلوبة عالميا الكيماوي��ة إلى الخزان����ات الكب��يرة ال��تي تم���د الشبك���ة

.بالم�اء الصال�ح للش�رب

إنتاج الطاقة الكهربائية في محطات التحلية:

عادة ما يتم استغالل جزء من البخ��ار المنتج من محط��ات التحلية في عملية إنتاج الطاقة الكهربائية لتغذية احتياجات محطة التحلية والمجمع الس��كني ومحط��ات الض��خ وعلي��ه يتم تص�دير ب�اقي الطاق�ة المنتج�ة من ه�ذه المحط�ة إلى

الشبكة الكهربائية .

y وبالنظر إلى محطة توليد الكهرباء نجد أنها تتك��ون أساس��ا من مجموعة من الغاليات تقوم بتحميص البخار المنتج من محطة التحلية والتوربينات البخارية الموصل����ة بالمول��دات التي تنتج الطاقة الكهربائية . هذا وتش��تمل المحط��ة على بعض المع�دات المساعدة ومضخات وزانات وقود وأنظمة مكافح��ة الحري��ق وبطاري��ات كهربائي��ة إلم��داد األجه��زة الض��رورية بالطاق��ة عن��د ح��دوث إي خل��ل بالش��كة ، ه��ذا باإلض���افة إلى الحاس���ب اآللي ال���ذي بواس���طته يمكن السيطرة على جميع أجه�زة القي��اس والتحكم والمراقب��ة لكافة معدات المشروع حلية المياه تعني إنتاج مياه تصلح لالستهالك اإلنساني من مياه مالحة مث�ل / مي�اه البح�ار أو

مياه عالية الملوحة .

12

Page 13: تحلية المياه

درجات تركيز المواد الصلبة الذائبة لعدد منأنواع المياه

   المياه نوعالكلية المواد الذائبة الصلبة

لتر) / ( ملجم

مياه مالحة 12000 إلى 1500

مياه البحر )منطقةالشرق األوسط (

5000

مياه البحر ) بحرالشمال (

35000

كما وأن تحلي��ة المي��اه تع��ني الط��رق ال��تي تتطلب طاق��ة  لفص��ل الم��اء واألملح الموج��ودة في الم��اء الخ��ام . ويتم اإليفاء بالطاقة المطلوبة من وحدات معينة مص��ممة له��ذا الغرض . ويمكن إتم��ام تحلي��ة المي��اه بط�رق عدي��دة منه��ا التقطير ، والتجم��د ، والتناض��ح العكس��ي وال��ديلزة . وأهم الطرق المستخدمة في عمليات تحلية الم��اء وال��تي يمكن تلخيصها في عملي��ات حراري��ة وعملي��ات ق��درة . وتش��مل الطرق الحرارية تلك الوحدات ال��تي تأخ��ذ م��ا تحتاج��ه من طاقة في ش��كل ش��غل ، ومث��ال له��ذه الوح��دات التناض��ح العكس��ي ، والفص��ل الغش��ائي الكهرب��ائي ) ال��ديلزة ( ،

والتجمد

تعتبر عملية التقطير من وح��دات تحلي��ة المي��اه وال��تي يتم فيه���ا ف���رز األمالح بالغلي���ان في أوعي���ة مناس���بة لتنتج مسارين . أحد المسارين تقل في��ه الم��واد الص��لبة الذائب��ة ويس��مي بمس��ار الم��اء النقي ، واآلخ��ر يحت��وي علي بقي��ة الم��واد الص��لبة الذائب��ة ويس��مي مس��ار المحل��ول الملحي المركز . ومن ثم يتم تك��ثيف البخ��ار للحص��ول علي الم��اء

النقي .

ومن محاسن هذه الطريقة لتحلية الماء :

13

Page 14: تحلية المياه

التخلص من الج���راثيم والكائن���ات الحي���ة الدقيق���ة.1 الض��ارة الموج��ودة في الم��اء الخ��ام من بكتري��ا و

فيروسات وبروتوزوا وغيرها . التخلص من المواد الصلبة غ��ير الطي��ارة ال��تي يمكن.2

أن تتواجد في الماء الخام مثل الغازات الذائب��ة كغ��ازثاني أكسيد الكربون واألمونيا ) النوشادر ( .

الفك��رة األساس�ية لعملي��ات التقط�ير تكمن في رف��ع.3 درج��ة ح��رارة المي��اه المالح��ة إلى درج��ة الغلي��ان وتكوين بخار الماء الذي يتم تكثيفه بعد ذلك إلي م��اء ومن ثم معالجته ليكون ماء صالحا للشرب أو الري . وطريقة التقطير تعتمد أساسا علي التغ��ير في حال��ة المادة . وعادة يحتاج إلي وح��دتي مب��ادالت حراري��ة ، أحدهما لتبخير الم��اء الخ��ام لبخ��ار ، واآلخ��ر ليس��اعد

( وح��دة4البخ��ار علي التك��ثيف . وي��بين الش��كل ) التقطير التليدية . وتتراكم المواد الصلبة علي أسطح المب��ادالت الحراري��ة لتك��ون الترس��بات . ومن ه��ذه

الترسبات :

Hardترسبات بلورات صلدة - Crystalline .وتلتصق بأس��طح ، المبادالت الحرارية .وه�ذا الن�وع يمكن إزالت�ه بط�رق

طبيعية مثل النحت أو الحفر

ترس��بات نتجت من محل��ول الم��ادة وال��تي تن��اقص- ذوباناتها مع زيادة درجة الحرارة .

ترس��بات بللوري��ة كثيف��ة وتك��ون متح��دة ومترابط��ة.4بصورة جيدة بسطح المعدن

ويمكن تقسيم الترسبات إلى األنواع التالية :

ترسبات قلوي++ة .1ترسبات غير قلوية .2

كما أن هذه الترس��بات تص��عب إزالته��ا ألنه��ا ال ت��ذوب في األحماض المعدني�ة وربما أدت إلى وقف وح��دة التقط��ير .

14

Page 15: تحلية المياه

ومن أنس��ب الط��رق العملي��ة لتقلي����ل مش��اكل ترس��بات كبريتات الكالسيوم تشغيل الوحدة علي درجة حرارة تق��ل

درجة مئوية لمنع تراكم المترسبات .120عن

ومن الط���رق المتبع���ة للتخلص من المترس���بات إض���افة حامض إلزالة أيون����ات الكربون��ات من الم��اء قب��ل إدخال��ه إلي وحدة التقطير وكما يمكن إزالة المترس�بات بالنظاف��ة بالكري��ات اإلس��فنجية ) تس��مي طريق��ة ت��ابوراج نس��بة لصانع ( وهنا يتم استخدام كري��ات مرن��ة من اإلس��فنج له��ا قطر أكبر من قطر أنابي��ب جه���از التقط�ير ومن الط�رق المستخدمة أيضا إلزالة المترسبات تلك التي تعتمد عل���ي إزالة العناصر المكونة للترسب مث�ل أيون���ات الكالسي���وم والمغنيسي��وم والبيكربون��ات والكبريت��ات وتتم إزال��ة ه��ذه الكربون���ات بإض��افة أحم��اض إلزال��ة البيكربون��ات وتب��ادل الكاتيونات عبر الراتنج إلزال��ة أيون��ات الكالس��يوم وإض��افة م��ركب كربون��ات الج��ير والماغنس��يوم لترس��يب أيون���ات الكالسي���وم وأيون��ات البيكربون��ات كم��ا ويمكن اس��تخدام األغشية المتنقاه لأليونات لتمرير األيونات أحادي��ة التك��افؤ عبر الغشاء ومنع األيونات ثنائية التكافؤ من العب�ور مث����ل

أيونات الكالسيوم والماغنسيوم والكبريتات .

وهناك التقانات الميكانيكي��ة والطبيعي��ة لتج���نب الترس��يب حيث تضاف م��واد ناعم��ة للمحل��ول ف��وق المش��بع إليج��اد سطح يزيد من نمو البلورات ومثال لهذه المواد كربون��ات الكال�سيوم وكبريتات الب��اريوم وهيدروكس��يد الماغنس��يوم

والحبيبات الزجاجية وغيرها من المواد .

وتوجد أنماط عدي��دة من ط��رق التقط��ير ال��تي تزي��د فيه��ا وحدات التقطير ويتم غلي الم��اء في الوح��دة األولى تحت ضغط عالي إلى أن يتم التبخ��ر في الوح��دة األخ��يرة تحت

( مخط��ط ع��ام لوح��دات5الضغط الع��ادي وي��بين ش��كل )التقطير والمعالجات المبدئية المطلوبة .

15

Page 16: تحلية المياه

: نذكر منه++ا بعض الط++رق طرق التقطي++++ر المهمة :

التقطير العادي :- 1

يتم غلي الماء المالح في خزان ماء بدون ضغط . ويص��عد بخار الماء إلى أعلى الخ��زان ويخ��رج ع��بر مس��ار موص��ل إلى المكثف الذي يقوم بتك�ثيف بخ�ار الم�اء ال�ذي تتح�ول إلى قطرات ماء يتم تجميعه��ا في خ��زان الم��اء المقط��ر . وتستخدم هذه الطريقة في محطات التحلي��ة ذات الطاق��ة

اإلنتاجية الصغيرة.

التقطير الومضي متعدد المراحل :- 2

y على الحقيقة التي تقرر أن درجة غلي��ان الس��وائل اعتماداy مع الضغط الواقع عيها فكلما ق��ل الض��غط تتناسب طرديا الواق��ع على الس��ائل انخفض��ت درج��ة غليان��ه . وفي ه��ذه الطريقة تمر مياه البح��ر بع��د تس��خينها إلى غ��رف متتالي��ة ذات ض��غط منخفض فتح��ول المي��اه إلى بخ��ار م��اء يتم تكثيفه على أسطح باردة ويجم��ع ويع��الج بكمي��ات ص��الحة للشرب . وتس��تخدم ه��ذه الطريق��ة في محط��ات التحلي��ة

متر مكعب أي ح��والي30000ذات الطاقة اإلنتاجية الكبيرة ).ا ماليين جلون مياه يومي8

التقطير بمتعدد المراحل ) متعدد التأثير: - 3 

تق��وم المقط��رات المتع��ددة الت��أثيرات باالس��تفادة من األبخرة المتصاعدة من المبخر األول للتك��ثيف في المبخ��ر الث��اني . وعلي��ه ، تس��تخدم ح��رارة التك��ثيف في غلي م��اء البح��ر في المبخ��ر الث��اني ، وبالت��الي ف��إن المبخ��ر الث��اني يعمل كمكثف لألبخرة القادم��ة من المبخ��ر األول ،وتص��بح هذه األبخرة في المبخر الثاني مثل مهم��ة بخ��ار التس��خين

16

Page 17: تحلية المياه

في المبخ��ر األول. وبالمث��ل ، ف��إن المبخ��ر الث��الث يعم��ل كمكثف للمبخر الثاني وهكذا ويسمى ك��ل مبخ��ر في تل��ك

السلسة بالتأثير.

التقطير باستخدام الطاقة الشمسية :-4

تعتمد هذه الطريقة على االستفادة من الطاقة الشمس��ية في تسخين مياه البحر حتى درج��ة التبخ��ر ثم يتم تكثيفه��ا على أس��طح ب��اردة وتجم��ع في مواس��ير .معظم ط��رق التقطير التقليدية تستهلك الطاق��ة المس��تمدة من الوق��ود والكهرب��اء لعمله��ا . غ��ير أن الطاق��ة الشمس��ية يمكن أن تستغل في أجهزة التقطير رغم أنها تعتبر طاقة من درجة اق��ل . ومن محاس��ن نظ��ام التقط��ير المس��تخدم للطاق��ة

الشمسية ما يلي:

هو نظام مبسط ..1 معظم الق���وى العامل���ة والم���واد المس���تخدمة في.2

وحدات التقطير الشمسي يمكن أن تكون محلية . معظم ال��ترميم واإلص��الح يمكن أن يتم بعم��ال غ��ير.3

مهرة .

وجهاز التقطير عبارة عن حوض محكم مصنوع من الفوالذ ( وح������دة التقط������ير8المجلفن وي������بين الش������كل)

الشمس����ي .ورغم أن الطاق����ة الشمس����ية ال مح����دودة ومستمرة ومتجددة غ�ير أن تكلف�ة إنش�اء الوح�دة باهظ�ة مم��ا يع��وق اس��تخدام ه��ذه الطريق��ة باإلض��افة إلى ع��دم الحصول على الطاقة الشمسية على مدار الي��وم واعتم��اد هذه الطاقة على عوام��ل الطقس والمن��اخ الس��ائد زي��ادة

على ذلك أثر تغير الموسم عليها .

17

Page 18: تحلية المياه

التقطير بطريقة البخار المضغوط .:-5 

بينم��ا تس��تخدم وح��دات التقط��ير متع��دد الت��أثير والتبخ��ير الفجائي مصدر بخ�ار خ�ارجي للتس�خين كمص�در أساس�ي للحرارة ، فإن التقطير بانض��غاط البخ��ار – وال��ذي يختص��ر ع��ادة إلى التقط��ير باالنض��غاط –يس��تخدم بخ��اره الخ��اص كمص��در ح��راري بع��دما يض��غط ه��ذا البخ��ار . وفي ه��ذه الطريقة ، يمكن الحصول على اقتص��ادية عالي��ة للطاق��ة . ولكن ، من الض��روري الحص��ول على الطاق��ة الميكانيكي��ة باستخدام ضاغط ) أو أي شكل للطاقة المستفادة بأجهزة

(.steam-ejector compressorأخ��رى مث��ل ض��اغط الط��ارد البخ���اري)

وبرغم اختالف هذه العملية للتقط��ير عن العملي��ة المثالي��ة فأنه يلزم التنوي��ه ب��أن مص��ادر حراري��ة كم ه��و الح��ال في عملي��ات التقط��ير األخ��رى وال��تي نوقش��ت في الفص��ل

الحالي.

يس��خن م��اء البح��ر مب��دئيا في مب��ادل ح��راري أنب��وبي مس��تخدما كال من الم��اء الملح والم��اء المط��رود والم��اء الع��ذب الخ��ارجي من الوح��دة ثم يغلى م��اء البح��ر داخ��ل

18

Page 19: تحلية المياه

أنابيب المقطر . وتضغط األبخرة ، ثم ترج��ع إلى المقط��ر حيث تتكث��ف خ��ارج األن��ابيب مم��ا ي��وفر الح��رارة الالزم��ة لعملية الغليان . وتسحب الغازات غير القابلة للتكثيف من ح��يز البخ��ار والتك��ثيف بوس��اطة مض��خة س��حب أو ط��ارد

بخاري أيهما يالئم.

ويعتبر الضاغط ه�و قلب وح�دة التقط�ير. ف�إذا لم تض�غط األبخرة فإنه ال يمكنها التكثف على األن��ابيب الحامل��ة لم��اء البحر المغلي ألن درجة ح��رارة تك��ثيف البخ��ار النقي عن��د ضغط معين تقل عن درجة حرارة غليان الم��اء الملح عن��د

ضغط ج��وي ،1هذا الضغط . فمثال ، إذا كان ضغط البخار م ، ولكن م��اء البح��ر100فإن بخار الماء يتكثف عند درج��ة

م . وح��تى يتس��نى101بترك��يز مض��اعف يغلي عن��د ح��والي م ، فإن��ه يل��زم على101لألبخرة التكثف عند درج��ة حرارة

ضغط جوي .1.03األقل لهذه األبخرة أن تضغط إلى ضغط

ثانيا التحلية باستخدم طرق االغشية

التناضح العكسي :

التناضح أو اإلسموزية كلمة اشتقت من الكلم��ة اإلغريقي��ةOSMOSوالتي تعني النبض والتناض��ح ه��و عب��ارة عن انتق��ال

المذيب عبر غشاء شبه مسامي إلى المذاب.

تعتبر عملية التناضح العكسي حديثة بالمقارنة مع عملي��تي التقط�����ير وال�����ديلزة حيث تم تق�����ديمها تجاري�����ا خالل الس��بعينات . وتع��رف عملي��ة التناض��ح العكس��ي على أنه��ا فصل الماء عن محلول ملحي مض��غوط من خالل غش��اء .

وال يحتاج األمر إلى تسخين أو تغيير في الشكل .

ومن الناحي��ة التطبيقي��ة يتم ض��خ مي��اه التغذي��ة في وع��اء مغلق حيث يض��غط على الغش��اء ، وعن��دما يم��ر ج��زء من الم��اء ع��بر الغش��اء ت��زداد محتوي��ات الم��اء المتبقي من الملح . وفي نفس الوقت فإن جزءا من مي��اه التغذي��ة يتم

19

Page 20: تحلية المياه

التخلص من��ه دون أن يم��ر ع��بر الغش��اء . وب��دون ه��ذا التخلص فإن االزدياد المطرد لملوحة مياه التغذية يتس��بب في مشاكل كثيرة ، مثل زيادة الملوحة والترسبات وزيادة الضغط األس��موزي ع��بر األغش��ية . وت��تراوح كمي��ة المي��اه

من التغذية %7 إلى20المتخلص منها بهذه الطريقة ما بين اعتمادا على كمية األمالح الموجودة فيها .

ويتكون نظام التناضح العكسي من اآلتي

معالجة أولي�����ة . .1مضخة ذات ضغط عال . .2مجمع أغشي�����ة . .3معالجة نهائية ) أخي�رة (..4

والمعالجة األولية مهمة ألن مياه التغذية يجب أن تمر عبر  ممرات ضيقة أثن��اء العملي��ة ، ك��ذلك يجب إزال��ة العوال��ق ومن��ع ترس��ب الكائن��ات الحي��ة ونموه��ا على األغش��ية . وتش��مل المعالج��ة الكيمائي��ة التص��فية وإض��افة ح��امض أو مواد كيميائية أخرى لمنع الترسيب.والمضخة ذات الضغط العالي توفر الضغط الالزم لعبور الم��اء من خالل األغش��ية

بارا 27 إلى 17وحجز األمالح . وهذا الضغط يتراوح ما بين

(250– إلى45رطل على البوصة المربعة ( لمياه اآلبار و 400 ب���ارا 80

رطل على البوصة المربعة ( لمياه البحر . 1180 – 800)

ويتك�ون مجم�ع األغش�ية من وع�اء ض�غط وغش�اء يس�مح بضغط الماء عليه كما يتحمل الغشاء فارق الض��غط في��ه . واألغش��ية نص��ف المنف��ذة قابل��ة للتكس��ر وتختل��ف في مق��درتها على م��رور الم��اء الع��ذب وحج��ز األمالح . وليس هناك غشاء محكم إحكاما كامال في ط��رد األمالح ، ول��ذلك

توجد بعض األمالح في المياه المنتجة .

20

Page 21: تحلية المياه

وتص��نع أغش��ية التناض��ح العكس��ي من أنم��اط مختلف��ة . وهن��اك اثن��ان ناجح��ان تجاري��ا وهم��ا الل��وح الحل��زوني واأللياف / الشعيرات الدقيقة المجوفة . ويس��تخدم ه��ذين النوعين لتحلية كل من مياه اآلبار ومياه البحر على ال��رغم من اختالف تكوين الغشاء اإلنشائي ووعاء الضغط اعتمادا على المصنع وملوحة الم��اء الم��راد تحليت��ه .أم��ا المعالج��ة النهائي��ة فهي للمحافظ��ة على خص��ائص الم��اء وإع��داده للتوزيع . وربما شملت هذه المعالجة إزال��ة الغ��ازات مث��ل سلفايد الهايدروجين وتعديل درجة القلوية.وهناك تط��وران س��اعدا على تخفيض تكلف��ة تش��غيل محط��ات التناض��ح العكسي أثناء العقد الماض�ي هم�ا : تط�وير الغش�اء ال�ذي يمكن تش��غيله بكف��اءة عن��د ض��غوط منخفض��ة ، وعملي��ة استخدام وس��ائل اس��ترجاع الطاق��ة . وتس��تخدم األغش��ية ذات الضغط المنخفض في تحلي��ة مي��اه اآلب��ار على نط��اق

واسع.

21

Page 22: تحلية المياه

وتتص��ل وس��ائل اس��ترجاع الطاق��ة بالت��دفق المرك��ز ل��دى خروجه من وعاء الضغط . ويفقد الماء أثناء تدفقه المركز

– 15 بارات ) 4 إلى 1من رطل على البوص��ة المربع��ة (60 من الضغط الخارج من مضخة الض��غط الع��الي ، ووس��ائل اس��ترجاع الطاق��ة ه��ذه ميكانيكي��ة وتتك��ون عموم��ا من توربينات أو مضخات من النوع الذي بوسعه تحوي��ل ف��ارق

الضغط إلى طاقة محركة .

22

Page 23: تحلية المياه

العكسي :   التناضح محاسن ومن

تحلية الماء المالح بفصل المواد الصلبة الذائبة ..1 تقلل من درجة ترك��يز الم��واد الص��لبة الذائب��ة الكلي��ة.2

% .99للماء الخام بنسبة إزالة تصل إلى تتخلص من الم��واد الحيوي��ة والم��واد الغرواني��ة من.3

% .98الماء بنسبة إزالة تصل إلى إزال��ة الخالي��ا الميكروبي��ة من بكتيري��ا وفيروس��ات.4

وغيرها بنسبة إزالة كلية . إزالة معظم المواد الصلبة العضوية بنس��بة إزال��ة ق��د.5

%.97تصل إلى

ولرفع كفاءة عملية التحلي��ة بالتناض��ح العكس��ي فالب��د من تض���م إزال��ة PRETREATMENTممارس��ة تهيئ��ة أو معالج��ة مس��بقة

العك���ارة للتخلص من الم���واد الص���لبة العالق���ة والحدي���د والمنجنيز لمنع تأكسدها ، وإزالة المواد ال�تي تس�اعد على تكوين ترسبات كربونات الكالسيوم وغيرها من الترس��بات على سطح الغشاء ، وهنا يتم إض��افة حمض لتحقي��ق من��ع

الترسب .

ولرفع كفاءة عملي��ة التناض��ح العكس��ي ال ب��د من االختي��ارy للخواص التالية : الجيد للغشاء المناسب طبقا

يحتوي الغشاء على درجة عالية لألم�����الح ..1 ال ب���د من وج���ود فيض الم���اء المناس���ب إلتم���ام.2

االنسياب . ال ب��د أن يك��ون الغش��اء س��هل التش��ييد في وح��دات.3

الفرز الغشائي .ال بد أن يتحمل الغشاء الضغط الواقع علي���ه ..4ال بد أن تكون للغشاء متانة ميكانيكية جي��دة ..5ال بد أن يعيش الغشاء لفترة مناسب����ة ..6 ال ب��د أن يحت��وي الغش��اء على م��دى تش��غيلي كب��ير.7

لأليونات الموجودة في الماء الخام والض��غط ودرج��ة

23

Page 24: تحلية المياه

الح��رارة ومقاوم��ة التف��اعالت الكيميائي��ة والحيوي��ةويمكن أن يعمل في ظروف مختلفة .

ال بد أن يكون سعر الغشاء مناسب ورخيص ..8 ال ب��د أن ي��أتي الغش��اء بمش��اكل التآك��ل والرائح��ة.9

وتسهل نظافته

24

Page 25: تحلية المياه

... هل تعلم أن المياه

% من المي��اه1أن المياه المتاحة للشرب تمثل أقل من * في الكرة األرضية؟

بليون غالون يوميا منها338أن الواليات المتحدة تستهلك * بليون غالون غير معالج��ة تس��تخدم للزراع��ة وأغ��راض300

صناعية معينة؟

750.000أن غالون��ا واح��دا من الغ��ازولين يمكن أن يل��وث *

غالون من المياه؟

أن صناعة السيارة بما فيها اإلطارات تس��تهلك أك��ثر من* غالون من المياه؟ 39.000

أن اإلنسان يمكن أن يعيش لمدة شهر بدون غذاء إال أنه* أيام بدون ماء؟ 7 - 5ال يستطيع العيش أكثر من

25

Page 26: تحلية المياه

% من سطح األرض؟ 71أن المحيطات تغطي *

أن��ه عن��د فتح ص��نبور المي��اه أثن��اء تنظي��ف األس��نان يتم* غالونا، في حين أن�ه عن�د إغالق�ه يتم اس�تهالك12استهالك

نصف غالون؟

20أنه عند فتح صنبور المياه أثن��اء الحالق��ة يتم اس��تهالك *

غالونا، في حين أن��ه ل��و أغل��ق يتم اس��تهالك غ��الون واح��دفقط؟

غالون��ا21أن ترشيد استهالك الماء أثناء االستحمام يوفر * )عند إغالق الصنبور أثناء تنظيف الجسم(؟

26

Page 27: تحلية المياه

غالون��ات في7أن الص��نبور ال��ذي يس��رب الم��اء يه��در * اليوم؟

أن استخدام الدلو في تنظيف السيارات والمك��انس في* تنظيف الفناء الخ��ارجي ب��دال من الخرط��وم ي��وفر الكث��ير،

غالونات في الدقيقة؟ 10حيث يهدر الخرطوم

أن اس��تخدام النبات��ات المحلي��ة ي��وفر الكث��ير من المي��اه،* حيث يك��ون اس��تهالكها أق��ل بكث��ير من الثي��ل وغ��يره من النباتات والزهور المس��توردة، إض��افة إلى تحم��ل النبات��ات المحلي��ة للح��رارة العالي��ة. وباس��تخدام ط��رق التنقي��ط المختلفة واختيار أبرد األوقات للري يتم التوفير في المياه

ويعطي استفادة قصوى من كل قطرة؟

تطهير المياه

عملية تطهير المياه تعني قت��ل أو إزال��ة الج��راثيم الض��ارة من السائل المعالج وتختلف عملي��ة التطه��ير عن التعقي���م إذ يت�م في األخيرة قتل جميع الكائن��ات الدقيق��ة بم��ا فيه��ا األنواع الضارة والمسببة لألم��راض . يتم تطه��ير المي��اه أو

27

Page 28: تحلية المياه

السائل النهائي من الفضالت السائلة بإضافة مادة مطهرةألحد األسباب التالية :

قتل الجراثيم الضارة بالصحة العامة ..1إزال��ة األموني��ا ..2 أكس���دة الم����واد غي����ر العضوي����ة مث���ل كبريتي����د.3

لتس��هيل++ Mn والمنجن��يز ++Feالهايدروجي�ن ، والحدي��د إزالتها .

الماء أس��اس الحي��اة وج��زء ال يتج��زأ من تك��وين أي ك��ائن حي. الماء له صفات فيزيائية وكيميائية فري�دة تجع�ل من�ه مادة عجيبة ال بديل عنها في حياتنا. من أهم ما يتص��ف ب��ه الم��اء أن��ه يتواج��د في الطبيع��ة على الح��االت الفيزيائي��ة المختلفة الغازية ) بخار الماء ( والسائلة ) الماء الس��ائل ( والصلب�ة ) الثل�ج ( وله في ذل��ك دورة مائي��ة في الطبيع��ة متميزة ينتقل خاللها من حالة إلى أخ��رى. تس��اهم ال��دورة المائي��ة في إم��دادنا بالمي��اه العذب��ة باس��تمرار على هيئ��ة أمط��ار وثل��وج وتعويض��ها عن المي��اه ال��تي تم اس��تهالكها والتي استخرجت من ب��اطن األرض أو من مج��اري األنه��ار أو غيره���ا من المص���ادر. وب���الرغم من أن المي���اه تغطي غالبية سطح األرض ف��إن المي��اه العذب��ة ال تش��كل س���وى

y من إجم��الي كمي��ة المي��اه على ك��وكب األرض2.5 % تقريبا وهي موزعة بين مياه متجمدة في القطبين وقمم الجب��ال وبعض��ها يج��ري على س��طح األرض والب��اقي مخ��زن تحت

y المياه الجوفية. سطح األرض مكونا

المي��اه تص��نف حس��ب احتوائه��ا على أمالح ذائب��ة فالمي��اه مليج��رام من35000المالحة ) مي��اه البح��ر ( تح��وي ح��والي

األمالح الذائبة في ك�ل ل�تر، والمي�اه العذب�ة ت�تراوح كمي�ة مليج��رام في ك��ل ل��تر.1000 إلى 100األمالح الذائبة به��ا من

ويق��ع بين المي��اه العذب��ة والمي��اه المالح��ة، المي��اه ش��به المالحة أما المياه النقية فهي ال��تي ال تحت��وي على األمالح الذائبة وال يمكن الحصول عليها في الطبيع��ة ولكن تحض��ر

28

Page 29: تحلية المياه

y لغ��رض اس��تخدامها في بعض المج��االت الص��ناعية صناعياوالمختبرات.

يعتمد تعريفنا للمياه الجيدة على م��دى مالءمته��ا للغ���رض المستخدم���ة من أجل��ه وليس على م��دى احتوائه��ا على األمالح فعلى س��بيل المث��ال ال تعت��بر المي��اه الخالي��ة من األمالح جي��دة للش��رب كم��ا أن مي��اه الش��رب تختل��ف من ناحية الطعم أو المذاق حسب نوعية األمالح الذائب�ة ح��تى

لو كانت تحوى نفس الوزن من األمالح الذائبة.

الماء الع�ذب الص��الح للش�رب لم يع�د بالس�لعة الرخيص��ة الثمن التي يمكن أن نتحصل عليها بالمج��ان من الطبيع��ة. فمع تفاقم مشاكل تلوث البيئ��ة المائي��ة في الع��الم س��واء كانت جوفية أو س��طحية وح��تى في المن��اطق ال��تي ل��ديها م��وارد مائي��ة كب��يرة أص�بح من المف��روض علين��ا أن ننف��قy طائل��ة لتوف��ير مي��اه ص��حية ص��الحة للش��رب وذل��ك أمواال بمعالجة المياه إلزالة الملوثات المختلفة وتعقيمها للتخلص من الميكروب��ات ال��تي تس��بب األم��راض أو اس��تجالبها من مناطق بعيدة تتوفر بها مياه جيدة إلى المناطق العمراني��ة والصناعية. كما اعتاد الناس في جمي��ع أنح��اء الع��الم على استهالك المياه المعبأة في القوارير لغرض الشرب بسبب عدم ج��ودة إم��دادات مي��اه الش�رب بالم��دن في كث��ير من

األحيان.

وقد ال تدرك مدى التكاليف التي ينفقها المجتمع في سبيل أن تصلك المياه إلى بيتك أو مقر عمل��ك، ولكن ليس ه��ذا المهم في نظري، ولكن األهم أن تدرك أن مواردنا المائيةy وأننا قد نصنف من أفق��ر من��اطق الع��الم من محدودة جدا ناحية توفر موارد مائية طبيعي��ة متج��ددة لتل��بي احتياجاتن��اy المتزايدة وأن ندرك إن قط��رة الم��اء ال��تي نض��يعها ه��درا تعني أننا نحرم األجي��ال القادم��ة حقه��ا في الحص��ول على مياه طبيعية نقية. أعتقد أخي القارئ أن أجدادنا كانوا أكثرy من���ا في المحافظ���ة على الم���وارد المائي���ة وفي حرص���ا استخدام الطرق والوس��ائل المالئم��ة ولع��ل من أهم ه��ذه

29

Page 30: تحلية المياه

الوسائل جمع مياه األمطار المتساقطة على سطح المبنى السكني وتجميعه�ا في خزان��ات أرض��ية ) الم��اجن ( بحيثy لمياه الشرب والطهي لألسرة بكاملها طول توفر مص�درا أيام السنة بالمناطق التي يزيد س��قوط األمط��ار به��ا على

مليم��تر في الس��نة. إن مب��دأ الترش��يد في اس��تهالك150y الس��تهالك المي��اه في المن��ازل فق��ط المياه لم يعد موجها ولكن أصبح ذا أهمية كب��يرة في مج��ال النش��اط الص��ناعي بتبني استخدام التقني��ات العلمي��ة المالئم��ة ال��تي تس��تهلك كمي���ات قليل�����ة من المي���اه في العملي���ات الص���ناعيةy ينطبق على النشاط ال��زراعي س��واء المختلفة. وهذا أيضا من ناحية اختيار طرق وأساليب ومع��دات ال��ري أو نوعي��ة ومساح�ات المحاصيل الزراعي�ة وهذا ين��درج تحت تط��بيق سياسة التخطيط واإلدارة المتكاملة للم��وارد المائي��ة على المستوى الوطني. كم��ا أن���ه من أهم الوسائ���ل المرج��وة في تحقي�ق غايتنا لترشيد استهالك المي��اه ه��و تفعي��ل دور المدارس ووسائل اإلعالم المختلفة في الدعوة وباستمرار للتذكير بأهمية االقتصاد في استهالك المي��اه والتأكي��د على

أهمية تعاون الجميع في المحافظة على أساس الحياة.

تلوث المياه الجوفية وطرق معالجتها

30

Page 31: تحلية المياه

حظيت الدراسات المعني��ة بتل��وث المي��اه العذب��ة، والمي��اه الجوفي��ة على وج��ع الخص��وص، باهتم��ام كب��ير من ج��انب العلماء المتخصصين في مجال حماية البيئة.ويقصد بتل��وث المياه حدوث تلف أو فساد لنوعية المي��اه على نح��و ي��ؤدي إلى حدوث خلل في نظامها بصورة أو أخرى بما يقل��ل من قدرتها على أداء دورها الطبيعي، ويجعلها تفق��د الكث��ير من قيمتها االقتصادية وتتسبب في أضرر ص��حية وبيئي��ة كث��يرة عن��د اس��تعمالها. ويتل��وث الم��اء عن طري��ق العدي��د من المخل�فات اإلنسانية أو النباتي��ة أو الحيواني��ة أو المعدني��ة أو

الصناعية أو الكيماوية.

وقد ظلت اآلبار الجوفية لعقود طويلة تش��كل أهم مص��ادر المياه النقية البعيدة عن التلوث، نتيجة لما تقوم به الترب��ة من ترشيح لمياهها، لكن هذا االعتقاد ب��دأ يتغ��ير اآلن، ففي كثير من الحاالت تكون اآلبار المستخدمة قريبة من س��طح األرض، وهو ما يزيد من فرصة تعرضها للتلوث ال��بيولوجي

أو الكيميائي.

ا اآلب��ار العميق��ة، وهي ال��تي يزي��د عمقه��ا عن 50-40أم���

31

Page 32: تحلية المياه

y، فتقل فرص التل�وث فيه�ا، ألن المي�اه تم�ر في ه�ذه قدما الحالة على طبقات مسامية نصف نف��اذة، تعم��ل في على

ترشيح المياه وتخليصها من معظم الشوائب.

غ��ير أن الش��واهد، ال��تي تجمعت في الس��نوات القليل��ة الماض��ية، تكش��ف أن بعض المبي��دات الحش��رية والم��واد الكيميائية بدأت تجد طريقه��ا إلى طبق��ات المي��اه الحامل��ة

Aquifersفي باطن األرض. وتعد هذه المعلوم��ات العلمي��ة الحديثة في غاي��ة الخط��ورة، إذ تش��ير ال��دالئل إلى تع��رض المخزون الكبير لألرض من المياه العذب��ة إلى التل��وث من مص��ادر عدي��دة، مث��ل األنش��طة الزراعي��ة، حيث ي��ؤدي استعمال الماء بالطرق القديمة، مثل الغمر أو االس��تعمال المف��رط للمي��اه، م��ع س��وء اس��تخدام المبي��دات الحش��رية واألسمدة، إلى زيادة تركيز األمالح والمعادن والن�ترات في المياه الجوفية وبصفة خاصة إذا لم تتوافر أنظمة الص��رف

الزراعي الحديثة.

كم����ا أن اس����تخدام اآلب����ار لحقن النفاي����ات الص����ناعية واإلشعاعية، في الطبقات الجوفية العميقة الحاملة للمي��اه المالحة قد يؤدي إلى تسرب ه��ذه النفاي��ات إلى الطبق��ات العلي��ا الحامل��ة للمي��اه العذب��ة عن طري��ق األن��ابيب غ��ير المحكم��ة، أو عن طري��ق س��ريانها في اتج��اه الطبق��ات الحامل��ة للمي��اه العذب��ة، من خالل تص��دع الطبق��ات غ��ير

المنفذة..

وتعد بيارات الصرف من أهم مصدر تلوث المياه الجوفي��ة، ب��نى في الق��رى وهذه البيارات عبارة عن حف��ر وحج��رات ت والمدن التي ال تتوافر فيها أنظم��ة ص��رف ص��حي كوس��يلة للتخلص من الفضالت والمياه المستعملة. واستخدام ه��ذه البيارات يؤدي في كثير من األحيان إلى تسرب م��ا تحمل��ه من بكتريا وم��واد عض��وية إلى الطبق��ات الحامل��ة وتل��ويث

32

Page 33: تحلية المياه

المياه الجوفية.

y يحدث ت��داخل بين المي��اه الجوفي��ة العذب��ة والمي��اه وأحيانا المالحة، وذلك في اآلبار القريبة من البحار المالحة، بسبب الضخ واالستخدام المفرط للمياه العذبة، ال��ذي ي��ؤدي إلى تس��رب المي��اه المالح��ة من البح��ر في اتج��اه الطبق��ات الحاملة، واختالطها بالمياه العذبة. ونتيجة لذلك، تصبح هذه المياه غير صالحة للش��رب أو الزراع��ة. ك��ذلك ف��إن تل��وث المي��اه الجوفي��ة ق��د يح��دث نتيج��ة التخلص الس��طحي منy في البالد الصناعية، حيث تدفن النفايات، ويحدث هذا غالبا هذه البالد نفاياتها الصناعية في برك تخزين سطحية.وعلى

ملي��ون400س��بيل المث��ال، فإن��ه يتم التخلص من ح��والي طن من النفايات الصلبة في الوالي��ات المتح��دة األمريكي��ةy، عن طريق دفنها في أم��اكن مخصص��ة على س��طح سنويا

آالف ملي��ون10األرض. كم��ا يج��ري التخلص من ح��والي جالون من النفايات الس��ائلة عن طري��ق وض��عها في ب��رك

تخزين سطحية.

وقد يؤدي عدم إحكام عزل ه��ذه ال��برك إلى تس��رب ه��ذه النفايات إلى الطبقات الحاملة للمياه العذبة، حيث يش��كل

% من هذه النفاي��ات خط��ورة حقيقي��ة على ص��حة10نحو اإلنس�����������������������������ان والبيئ�����������������������������ة. بس��بب زي��ادة كمي��ة ونوعي��ة الملوث��ات ال��تي تتع��رض له��ا التربة، فقد أصبحت معظم المياه الجوفية تتطلب عمليات معالج��ة فيزيائي��ة وكيميائي��ة متقدم��ة وباهظ��ة التك��اليف،y عن المعالج��ة التقليدي��ة لمي��اه األنه��ار واآلب��ار تختلف كثيرا النقية، والتي تتم بإضافة الكل��ور لتطه��ير المي��اه ثم ض��خها إلى ش��بكة التوزي��ع، إذ تحت��اج غالبي��ة المي��اه الجوفي��ة إلى معالج��ة إلزال��ة بعض الغ��ازات الذائب��ة مث��ل ث��اني أكس��يد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، أو إلزالة بعض المعادن مثل الحدي��د والمنجن��يز والمع��ادن المس��ببة لعس��ر الم��اء، وتتم إزالة الغازات الذائبة باستخدام عملي��ة التهوي��ة. أم��ا إزال��ة

33

Page 34: تحلية المياه

المع��ادن كالحدي��د والمنجن��يز فتتم بكف��اءة ع��بر عملي��ات األكس���دة الكيمائي���ة باس���تخدام الكل���ور أو برمنجن���ات

البوتاسيوم.

وأهم عملية في معالج��ة المي��اه الجوفي��ة تتمث��ل في إزال��ةWaterعسر المياه Softeningنتيجة لتأثيره الس��لبي على ،

y عم��ا يس��ببه فاعلية الصابون ومواد التنظيف األخرى، فضال من رواسب في الغالي�ات وأن�ابيب نق�ل المي�اه. وتتم ه�ذه العملية بإزالة مركب��ات عنص��ري الكالس��يوم والماغنس��يوم المس��ببة للعس��ر عن طري��ق الترس��يب الكيم��ائي، وذل��ك بإضافة الجير المطفأ )هيدروكس��يد الكالس��يوم( إلى الم��اء

بكميات محدودة.

كما تستخدم عملية الترسيب إلزالة المواد العالقة والقابلة للترسيب أو إلزالة الرواسب الناتجة عن عمليات المعالجة الكيمائية، وتعتمد المرسبات في أبسط ص��ورها على فع��ل الجاذبية، حيث تزال الرواس��ب تحت ت��أثير وزنه��ا .كم��ا يتم ترشيح المياه الجوفية إلزالة المواد العالق��ة، وذل��ك ب��إمرار الماء خالل وسط مسامي مثل الرمل وهذه العملية تحدث بصوره طبيعية في طبق��ات األرض عن��دما تتس��رب المي��اهy في إلى باطن األرض، ولذلك تكون نسبة العكر قليلة ج��دا

المياه الجوفية مقارنة بالمياه السطحية.

وإزال�ة الم�واد العالق�ة من مي�اه الش�رب عملي�ة ض�رورية لحماية الص��حة العام��ة من ناحي��ة، ولمن��ع ح��دوث مش��اكل تش��غيلية في ش��بكات التوزي��ع من الناحي��ة األخ��رى. فق��د تعم��ل ه��ذه الم��واد على حماي��ة األحي��اء الدقيق��ة من أث��رy م��ع الم��واد المواد المطهرة، كما أنه��ا ق��د تتفاع��ل كيمائي��اy مع هذه المواد مما يقلل من المطهرة، وقد تتفاعل كيمائيا فاعليته��ا في القض��اء على األحي��اء الدقيق��ة، وق��د تترس��ب المواد العالقة في بعض أجزاء شبكة التوزي��ع مم��ا يتس��بب

في نمو البكتريا وتغير رائحة المياه وطعمها ولونها.

34

Page 35: تحلية المياه

y على عملي��ة تطه��ير وتشتمل معالجة المياه الجوفي��ة أيض��ا لقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة لألم�راض، وتتم ه�ذه العملي��ة باس��تخدام الح��رارة )التس��خين(، أو األش��عة ف��وق البنفس��جية، أو الم��واد الكيميائي��ة مث��ل ال��بروم أو الي��ود أو األوزون أو الكلور بتركيزات ال تض��ر باإلنس��ان أو الحي��وان. وتعد طريقة التسخين إلى درجة الغلي��ان من أولى الط��رق المس��تخدمة في التطه��ير وال ت��زال أفض��لها في حم��االت الطوارئ عندما تكون كمية المياه قليلة، لكنها غير مناسبة عندما تكون كمية المياه كبيرة. أما استخدام األش��عة ف��وقy مكلف�ة. البنفسجية والمعالجة ب�البروم والي�ود فتع�د طرق�ا وق��د ش��هدت اآلون��ة األخ��يرة تغ��يرات جذري��ة في تقني��ات معالجة المي��اه الجوفي��ة، ترج��ع في كث��ير من األح��وال إلى النقص الشديد الذي تعانيه كثير من دول العالم في المي��اه الصالحة للشرب أو نتيجة لزيادة تلوث مصادر المي��اه كم��ا هو الحال في أك�ثر ال�دول الص�ناعية. وأدت ه�ذه العوام�ل إلى البحث عن مصادر جديدة للمياه، تحتاج بطبيعة الح��ال إلى تقني���ات معالج���ة متقدم���ة باإلض���افة إلى المعالج���ة التقليدية. ول��ذلك لج��أت كث��ير من ال��دول إلى تحلي��ة بعض مص��ادر المي��اه الجوفي��ة المالح��ة، وفي س��بيل ذل��ك يتم استخدام تقنيات باهظ��ة التك��اليف مث��ل عملي��ات التقط��ير

الومضي وعمليات التناضح العكسي.

35