فلتر تحلية المياه

أنواع مرشحات تحلية المياه

مرشح تحلية المياه هو حاجز اصطناعي يُستخدم لفصل الأملاح المذابة أو مياه البحر في المحيط. تحلية المياه هي عملية إزالة الملح والمعادن من مياه البحر أو المياه المالحة لإنتاج المياه العذبة. في السنوات الأخيرة، اكتسبت تحلية المياه شعبية كطريقة للتخفيف من نقص المياه في العديد من مناطق العالم، خاصة في الشرق الأوسط وأفريقيا وآسيا.

تستخدم محطات تحلية المياه تقنيات متنوعة مناسبة لجودة المياه المختلفة وسعات الإنتاج. النوعان الرئيسيان لمحطات تحلية المياه هما مرشحات اختراق المياه المالحة ومرشحات التناضح العكسي.

• مرشحات الرمل: تُستخدم مرشحات الرمل في تحلية المياه لإزالة الشوائب واختراق المياه المالحة التي تتسرب إلى المياه الجوفية. هذا النوع من الترشيح موجود في الغالب في المناطق الساحلية حيث البحر قريب من الأرض. مع مرور الوقت، سيصنع الرمل طبقة بيولوجية ستجعل المرشح يعمل بشكل أفضل. قد يستغرق الأمر خمس سنوات أو نحو ذلك حتى يصبح المرشح جيدًا بما يكفي لتنقية المياه. عمر الرمل عادة حوالي 20 عامًا.
• مرشحات التناضح العكسي: تُعد مرشحات التناضح العكسي المرشحات الأساسية في محطات تحلية المياه. فهي تستخدم مضخات ذات ضغط عالٍ لدفع المياه المالحة عبر غشاء يمنع الملح والمواد الملوثة الأخرى من السماح بمرور المياه العذبة. تُصنع الأغشية المستخدمة في تحلية المياه بالتناضح العكسي غالبًا من المركبات ذات الأغشية الرقيقة. تحتوي هذه الأغشية على العديد من المسامات المجهرية التي تميز بين جزيئات الملح والمياه العذبة على المستوى الجزيئي. تتكون عملية التناضح العكسي من ثلاث مراحل رئيسية. أولاً، تمنع مرحلة ما قبل المعالجة أي أشياء كبيرة، مثل الطحالب أو العوالق، من الوصول إلى الأغشية. بعد ذلك، تضخ مضخات الضغط العالي الماء عبر الأغشية. أخيرًا، تُعالج المعالجة اللاحقة الماء حتى يصبح صالحًا للشرب أو الاستخدام.
• مرشحات الغسيل العكسي الأنبوبية: غالبًا ما تُستخدم مرشحات الغسيل العكسي الأنبوبية في عمليات ما قبل المعالجة لتحلية المياه بالتناضح العكسي. هذه المرشحات جيدة في الحصول على مياه ذات عكارة أعلى، مثل المياه المالحة أو المياه الغنية بالمادة العضوية. تحتوي المرشحات الأنبوبية على العديد من الطرق المختلفة لفصل الأشياء، مما يجعلها مناسبة لخطوة التنظيف الأولى قبل حدوث التناضح العكسي. تحتوي هذه المرشحات بشكل عام على العديد من الأغشية المختلفة داخلها، لذلك فهي جيدة للتخلص من العديد من الأشياء في الماء.
• مرشحات نفاثات النبض: تعمل مرشحات نفاثات النبض مثل مرشحات الغسيل العكسي الأنبوبية. غالبًا ما تُستخدم في الأجزاء الأولى من تحلية المياه بالتناضح العكسي. يمكن لهذه المرشحات التخلص من الرمل والطمي ومستويات العكارة الأعلى من الماء. تستخدم مرشحات نفاثات النبض طريقة تنظيف خاصة، مما يجعلها فعالة للغاية في الحفاظ على الأغشية المستخدمة للتناضح العكسي آمنة ونظيفة. كما أنها تساعد على تقليل عدد الملوثات التي تحتاج إلى معالجة إضافية. تُعد مرشحات نفاثات النبض خيارًا جيدًا عندما يكون هناك العديد من الملوثات في الماء التي تحتاج إلى التنظيف قبل حدوث التناضح العكسي.

مواصفات وصيانة مرشحات تحلية المياه

لا يمكن تحقيق عمل فعال لمرشحات تحلية المياه إلا إذا تم صيانتها بشكل صحيح وفهم وظائف كل مكون بالإضافة إلى الوحدة بأكملها. كما ذكرنا سابقًا، فإن جودة المياه المحددة والمحتوى المعدني للمنطقة ضروريان للفهم من أجل اختيار نوع معين من مرشحات تحلية المياه وسعتها ونطاق عملها.

من حيث المواصفات، من المهم فهم مواد الأغشية، مثل أسيتات السليلوز وبولي أميد، والتي توفر مستويات مختلفة من النفاذية ومعدلات الرفض. تشمل المكونات الأساسية لمرشحات تحلية المياه أنظمة ما قبل المعالجة التي تُعدل الماء بحيث يمكن أن يتدفق عبر وحدة الترشيح الرئيسية دون إتلافها. تحتوي مرشحات تحلية المياه على وحدات ترشيح رئيسية متنوعة، مثل أغشية التناضح العكسي أو أعمدة التقطير متعددة المراحل. توجد أيضًا وحدات ما بعد المعالجة التي تركز على التمعدن أو التعقيم في مرشحات تحلية المياه. هنا، لا تشير تحلية المياه فقط إلى إزالة الملح، بل أيضًا إلى استخراج المعادن القيمة مثل المغنيسيوم والكالسيوم التي يجب إضافتها إلى الماء الذي يتم تنقيته للاستهلاك البشري.

تساعد أجهزة استعادة الطاقة في مرشح مياه تحلية المياه، مثل مُبدلات الضغط، في تقليل استهلاك الطاقة عن طريق تحويل طاقة الضغط من تدفق المياه إلى طاقة كهربائية. تُوجد المضخات في مرشحات تحلية المياه لتسهيل حركة الماء الذي يتم معالجته عبر أنظمة وأغشية مختلفة. كما أن أجهزة مراقبة ووحدات تحكم العوامل مثل الضغط والتدفق ودرجة الحرارة وتركيز المواد الكيميائية هي أيضًا مكونات مهمة ضرورية لضمان التشغيل الصحيح والتحكم في مرشح تحلية المياه.

من المهم تنظيف أو استبدال أغشية التناضح العكسي المستخدمة في هذه المرشحات بشكل منتظم. ستعتمد تواتر ذلك على جودة الماء الذي يتم معالجته. يمكن تنظيف أغشية التناضح العكسي باستخدام مجموعات التنظيف المتوفرة تجاريًا أو بمساعدة خدمات التنظيف. يمكن أن يؤدي وجود الكلور المتبقي في الماء إلى إتلاف الأغشية، لذلك يجب إزالة الكلور قبل خضوع الماء للتناضح العكسي. تعتبر الفحوصات المنتظمة للمصباح فوق البنفسجي واستبداله بمجرد انتهاء عمره الافتراضي، والفحوصات المعتادة لاكتشاف أي تسريبات وتشغيل النظام في وضع التشخيص الذاتي إذا تم تجهيزه بهذه الميزة، كلها إجراءات صيانة قياسية لمرشحات تحلية المياه.

سيناريوهات

مرشحات تحلية المياه تزيل الملح والشوائب الأخرى من مياه البحر، مما يجعلها آمنة للاستهلاك البشري.

وفقًا للأمم المتحدة، بحلول عام 2025، قد يعيش ثلثي سكان العالم في مناطق تعاني من ضغط المياه. ولهذا السبب، أصبحت أنظمة تصفية المياه مثل مرشحات تحلية المياه ضرورية. توفر المرشحات مياه الشرب للناس في جميع أنحاء العالم.

توفر محطات تحلية المياه حوالي 50 مليون متر مكعب من المياه العذبة كل يوم. تُعد دول الخليج أمثلة رائعة للمناطق التي تُوفر فيها هذه المرشحات نسبة كبيرة من مياه الشرب في المنطقة.

لا تُعد مرشحات تحلية المياه مفيدة فقط على نطاق واسع وصناعي. كما أن مرشحات تحلية المياه الصغيرة المحمولة تُحدث تأثيرًا كبيرًا في المجتمعات النائية وأثناء الكوارث الطبيعية. إن فلترة مياه البحر في منطقة نائية من العالم أو توفير الإغاثة الفورية بعد إعصار أو زلزال يجعل هذه الأنظمة المحمولة منقذة للحياة.

تستخدم المستشفيات ومرافق الرعاية الصحية مياه تحلية المياه بالطرق التالية:

• الأغراض الطبية: تحتاج المستشفيات، وخاصة الوحدات الجراحية، إلى إمداد ثابت بالماء المنقى للعمليات الجراحية والمحاليل المالحة والمعدات مثل المعقمات وأجهزة غسيل الكلى.
• صيانة المعدات: تتطلب الأجهزة الطبية، مثل أنظمة التبريد في معدات التصوير، مياه خالية من المعادن لمنع الترسبات والحفاظ على وظيفة مثالية.
• الاستعداد للطوارئ: تُطور مرافق الرعاية الصحية خطط طوارئ لنقص المياه أو سيناريوهات التلوث. توفر أنظمة تحلية المياه مصدرًا موثوقًا به للمياه.

من الجدير بالذكر الاستخدام المتزايد لمياه تحلية المياه في الزراعة. الزراعة هي الصناعة التي تستهلك أكبر قدر من المياه عالميًا، لكنها تعاني أيضًا من الجفاف ونقص المياه. تُستخدم المياه الخالية من الملح من محطات تحلية المياه لري المحاصيل، خاصة في المناطق القاحلة.

أخيرًا، يمكن استخدام المياه من محطات تحلية المياه لإنتاج الهيدروجين في إنتاج الطاقة. يتطلب إنتاج الهيدروجين مياه ذات جودة عالية بحيث يمكن إنشاء هيدروجين نظيف. تُبحث شركات الطاقة عن إمكانية استخدام المياه المحلاة لتلبية الطلب المتزايد على وقود الهيدروجين النظيف.

كيفية اختيار مرشحات تحلية المياه

عند اختيار مرشح تحلية المياه، يجب على المشترين مراعاة العديد من الميزات.

• جودة المياه:

  تحقق من جودة المياه الحالية؛ تعتبر المعلمات مثل إجمالي المواد الصلبة المذابة (TDS)، وجود ملوثات محددة، ومصدر المياه، ضرورية. بعض المرشحات تعمل بشكل أفضل في حالات معينة.

• فعالية المرشح:

  لا تصطاد جميع المرشحات كل ملوث. تحتاج المواد الضارة مثل الرصاص والبكتيريا والمواد الملوثة الناشئة إلى اهتمام خاص.

• نوع المرشح:

  تختلف احتياجات إدارة المياه. على سبيل المثال، تعمل مرشحات تحلية المياه بالتناضح العكسي من خلال تقنية الأغشية، بينما تستخدم مرشحات النانو تقنية النانو لإزالة الملوثات. اختر على أساس الملاءمة.

• تعقيد النظام:

  بعض المرشحات مباشرة؛ بينما البعض الآخر عبارة عن إعدادات متعددة المراحل. قد توفر الأنظمة المعقدة ترشيحًا أفضل، ولكنها تتطلب أيضًا المزيد من الصيانة والمعرفة الفنية.

• الصيانة والعناية:

  كل مرشح ليس متماثلًا تمامًا. ضع في الاعتبار جدول الصيانة وتوفر قطع الغيار ومقدمي الخدمة.

أسئلة وأجوبة عن مرشح تحلية المياه

س: ما الفرق بين تحلية المياه وتحلية المياه؟

ج: كلا الكلمتين صحيحان، لكن تحلية المياه هي الشكل الأكثر شيوعًا.

س: لماذا تحلية المياه مهمة؟

ج: تحلية المياه مهمة لأنها يمكن أن تساعد في زيادة إمدادات المياه الصالحة للشرب في البلدان التي تنضب فيها مصادر المياه العذبة.

س: كم من الوقت يمكن لمحطات تحلية المياه أن تعمل؟

ج: عمر محطات تحلية المياه حوالي 25 عامًا إذا تم صيانتها بشكل صحيح.

س: ما نوع الماء الذي لا يتطلب تحلية؟

ج: المياه الصالحة للشرب هي المياه الصالحة للشرب. تأتي من مصادر مثل البحيرات والأنهار والخزانات. توجد العديد من مصادر المياه العذبة على الأرض، لذلك لا داعي لتحلية المياه من البحر أو المحيط.