التناضح العكسي لتحلية المياه بالطاقة الشمسية.. تقنية رخيصة وموفرة للكهرباء

مع تزايد التوجه إلى تحلية المياه بالطاقة الشمسية، لتوفير الماء العذب الصالح للشرب والزراعة، بدأ التفكير في تقنية التناضح العكسي، للحصول على النتيجة الأفضل، وهي كميات أكبر بطاقة أقل.

وتتزايد الحاجة إلى هذه التقنية الحديثة في المناطق التي تعاني انخفاض الطاقة وزيادة نسبة الملوثات والأملاح في الماء، إذ إنها تعتمد في الأساس على الاستهلاك الأقل من الكهرباء، وتوفر نسبة أعلى من المياه، أي أنها تقلل من إهدار الطاقة والماء في آن واحد، وفق معلومات من موقع تاب ووتر "TabWater" المتخصص في الطاقة الشمسية.

وتتبنّى بعض الدول -مثل مصر- تقنية التناضح العكسي لتحلية المياه بالطاقة الشمسية، من خلال بناء محطات كبيرة بإمكانها توفير الماء الصالح للشرب والري والزراعة والطهي لعدد كبير من السكان ومساحة كبيرة من الأرض، بحسب معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

• لأول مرة.. مصر تتبنى تقنية التناضح العكسي لتحلية المياه بالطاقة الشمسية (فيديو)

ما هو التناضح العكسي؟

تُعَد تقنية التناضح العكسي واحدة من أكثر الطرق الموفرة في استخدام الكهرباء، وهي مناسبة للاستخدام خلال عملية تحلية المياه بالطاقة الشمسية، خاصة في حالة استخدام ألواح شمسية ذات طاقة ضعيفة أو متوسطة.

ويفسّر الخبراء عملية التناضح العكسي بأنها تمرير الماء إلى الوراء، فالتناضح هو عبور الماء من غشاء، يكون بروتينيًا أو خلويًا، بهدف تحقيق موازنة لتركيز الجزيئات التي تختفي داخله، إذ إن الغشاء يسمح للمياه بالمرور، ولكنه يحجب الجزيئات الأخرى كبيرة الحجم مثل الأملاح والبكتيريا والمعادن.

وبمرور الماء عدة مرات بشكلين معتدل وعكسي، يتساوى تركيزه على جانبي الغشاء، ما يجعله صالحًا للاستخدام، ويحجز الملوثات والأملاح ويمنعها من المرور أو الاختلاط بالمياه مرة أخرى، وفق معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

ويمكن تلخيص هذه العملية بالكامل، على أنها انتقال المياه من محلول ذي تركيز أعلى، إلى سائل ذي تركيز أقل، من خلال غشاء شبه نافذ بواسطة الضغط، ومع تكرار هذه العملية عدة مرات أو تمرير المياه بعدة مراحل، يمكن فصل الأملاح والمعادن، وعزل الماء في حالة نقية عنها.

مميزات التناضح العكسي

تقدّم هذه التقنية عدة مزايا إلى مستخدميها، لا سيما في حالة التوجه إليها، ضمن جهود تحلية المياه بالطاقة الشمسية، أولها أن الأغشية شبه النافذة بإمكانها إزالة نسبة 95-99% من الأملاح والمعادن والبكتيريا والأصباغ والجزيئات الأكثر كثافة التي تشكّل خطرًا على صحة الإنسان.

وعلى الرغم من ذلك، تتطلب إزالة الملوثات بالكامل من المياه باستخدام تقنية التناضح العكسي، أنظمة معالجة مزودة بمضخة عالية الجودة، وهنا يأتي دور الطاقة الشمسية التي توفر الكهرباء اللازمة لتشغيل هذه المضخة، والتي في الغالب لا تستهلك الكثير من الطاقة.

وبإمكان بعض أنظمة المعالج سحب المياه بصورة مباشرة من الآبار أو أي مكان تتوفر فيه المياه على عمق معين، إلا أن كثيرًا من أنظمة التناضح العكسي تكون مزودة بخزان، تُحلى من خلاله المياه بالطاقة الشمسية، بواسطة التقنية الأنسب، وفق معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

التطوير المصري للتقنية

في مطلع العام الجاري (2022)، ابتكر فريق بحثي في مصر تقنية جديدة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية، تعتمد على التناضح العكسي، وتهدف إلى عمل وحدات معالجة تنتج نحو 1000 متر مكعب من المياه يوميًا، إذ يمكن للمحطة الواحدة توفير الماء العذب لنحو 5 آلاف شخص، بتكلفة إنتاج أقل من وحدات التحلية التقليدية.

وفي المعتاد، تمر المياه بعدة مراحل، بداية من تنقيتها من الشوائب بواسطة فلاتر مملوءة بالرمال، مرورًا بمرشحات أخرى تحتوي على الكربون النشط، ثم دخول مرحلة المعالجة بواسطة الأشعة فوق البنفسجية لقتل البكتيريا، وفق معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وأدخل الفريق المصري تعديلًا على عملية التنقية، بتعريض المياه للضوء والأشعة أكثر من مرة، بدلًا من الاكتفاء بتعريضه له في المرحلة الأخيرة من المعالجة، وهو ما يخلص المياه بصفة كاملة من أي ملوثات أو بكتيريا، قبل إدخالها للأغشية التي تنفذ عملية التناضح العكسي، وهي المرحلة الأخيرة.

• أكوا باور السعودية تنفذ أكبر محطة لتحلية المياه في أفريقيا جنوب الصحراء

تحلية المياه بالطاقة الشمسية

لا تحتاج تقنية التناضح العكسي إلى كميات كبيرة من الطاقة، إذ إنها مصممة في الأساس لتوفيرها وليس استهلاكها، لذلك فإن تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، يمكنها المساعدة بقوة لتوفير ماء صالح للاستخدام في المناطق المحرومة من الطاقة والمياه النظيفة في آن واحد.

وتستخدم ألواح الطاقة الشمسية لتحلية مياه البحر، إذ توفر نظامًا متعدد المراحل، بداية من تنظيف مياه البحر وتنقيتها، من خلال عمليتي التبخير والتكثيف، وذلك قبل إدخال هذا الماء المنقى إلى الأغشية، وتطبيق تقنية التناضح العكسي، للحصول عليه نظيفًا جاهزًا للاستخدام.

اقرأ أيضًا..

• قفزة في صادرات الغاز المسال المصرية
• ارتفاع أسعار الكهرباء في آسيا والمحيط الهادئ فرصة لنمو الطاقة المتجددة (تقرير)