كيفيه تصفيه المياه

تعتبر الماء هي حياة البشر والكائنات الحيّة، فهي من الأساسيات التي يحتاجها كل كائن على سطح الأرض، وتوجد المياه في البحار، والأنهار، والمحيطات، والسدود، ومن خلال مياه الأمطار أيضاً، لكن كل هذه المياه تحتاج إلى تصفية من الشوائب التي تتواجد بين جزيئات، لأن هذه الشوائب يمكن أن تحتوي على على ملوثات ضارة بالجسم وبالتالي تهدد حياة الإنسان بدلاً من أن تسعفه، وتدخل الماء في تحضير الأطباق، والعصائر والمشروبات، والصناعات، وتساعد أيضاً نمو النباتات.

تصفية المياه الفيزيائية تتم في هذه المرحلة الاستعانة بتقنيات الترشيح بأنواعها المختلفة فهي تعتبر أداة فعالة لتصفية المياه من المواد الصلبة، وهو مصنوع من ورق منفذ للماء وحاجز للمواد الصلبة. ترشيح الرمل: يتم إزالة المواد الصلبة العالقة من المياه، وذلك من خلال تتدفق المياه عبر المرشح الذي يتكون من عدّة طبقات من الرمل، فتحتجز الرمال بين مكوناتها المواد الصلبة المتنوعة، وهذا يعمل على تقليل نسبة المواد العالقة بالماء، لكن هذا لا يعني بأن الماء لا يحتوي على شوائب الترشيح الغشائي: يتم إزالة الأملاح والمواد العضوية الذائبة في المياه، وذلك من خلال تدفق المياه عبر الوسط الغشائي ويمر الترشيح الغشائي بعدّة مراحل وهي: الترشيح الدقيق: يتم فيه فصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، ويبلغ حجم الجسيمات التي يتم فصلها من 0.1 إلى 1.5 ميكرون. الترشيح الفائق: يتم فيه فصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، ويبلغ حجم الجسيمات التي يتم فصلها من0.005 إلى 0.1 ميكرون، كمّا أنّها قادرة على إزالة الأملاح والبروتينات الموجودة في الماء.

الترشيح النانوي: يتم فيه فصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، ويبلغ حجم الجسيمات التي يتم فصلها من 0..0001 إلى 0.005 ميكرون، وتستطيع إزالة الفيروسات والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب. التناضح العكسي: تعدّ أفضل طريقة للتصفية، فهي بفصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، وتستطيع في هذه المرحلة إزالة الأيونات المعدنية، والأملاح الذائبة في المياه.

تصفية المياه الكيميائية

تتم إضافة المواد الكيميائية إلى المياه لتصفيتها، ويضاف الكلور الذي يمنع الآثار السلبية للصلابة، والناجمة عن ترسيب الكالسيوم والمغنيسيوم، وإضافة العومل المؤكسدة التي تعمل كمبيد بيولوجي، ويضاف الأوزون تستخدم عملية التليين بواسطة التبادل الأيوني والتي تعمل على امتصاص الكاتيونات واستبدالهم، حيث يتم تبادل أيون من أن يكون مجدد بالمواد الكيميائية المناسبة،ويعتبر الماء المصفى أحد أكثر الأنواع شيوعاً فيتم من خلاله إزالة الكالسيوم والماغنسيوممن الماء العسر، من خلال استبدالها مع غيرها من أيونات موجبة الشحنة، مثل الصوديوم. تستخدم عمليّة التطهير في تطهير المياه من المبيدات الحشريّة، ويعدّ الأوزون والكلور أحد طرق التطهير بالأشعة الفوق بنفسجيه، وتستخد أيضاً عمليّة التقطير بعدها، ويكون ذلك عن طريق بخار الماء بغلي مياه الصرف الصحي، بالإضافة إلى إزالة الملوثات العضوية وغير العضوية، والشوائب البيولوجية،؛ وذلك لأن معظم الملوثات تتبخر.

نظراً للعجز المائي الذي تعاني منه الكثير من الدول، وبخاصة الدول التي تقع في المناطق الصحراوية والجافة من العالم، فقد لجئت تلك الدول إلى اتخاذ العديد من الوسائل والأساليب التي تساعد في تغطية هذا العجز، وسد احتياجاتها المائية، ومن تلك الوسائل: بناء السدود، وحفر الآبار الجوفية، وإنشاء الحفر الترابية، واستيراد المياه من دول أخرى، وتنقية المياه العادمة، وتحلية مياه البحر.

وبعض الدول وصل بها العجز إلى عدم القدرة على الاستفادة من معظم الوسائل التي سبق ذكرها؛ لأن كميات الأمطار السنوية شحيحة جداً، وبالتالي لا فائدة من بناء السدود، وحفر الآبار الجوفية، وإنشاء الحفر الترابية. وفي ظل هذا الواقع، لجئت تلك الدول إلى وسائل أخرى أكثر كلفة، ومنها ما يسمى بـ (تحلية أو تصفية مياه البحر).

تتميز مياه البحار بارتفاع نسبة الملوحة فيها، كما ترتفع فيها أيضاً نسبة الأملاح الذائبة، ومنها: أيونات الصوديوم، والكلوريد. وهذه العوامل تجعل مياه البحر أكثر كثافة من المياه الأخرى، وتجعلها غير صالحة للشرب والكثير من الاستخدامات الأخرى. فشرب مياه البحر يشكل خطورة على صحة الإنسان، فهذه الأملاح والمركبات الكيميائية التي ترتفع نسبتها في مياه البحر، تسبب للإنسان العديد من المشاكل الصحية، مثل: ارتفاع ضغط الدم، وتسارع ضربات القلب، وفي بعض الأحيان يؤدي شربها إلى التسمم. كما أن مياه البحار لا تخلو عادةً من المواد العالقة والبكتيريا الضارة التي تؤثر على صحة الإنسان في حال شرب تلك المياه. ومن هنا جاءت أهمية القيام بتصفية وتحلية مياه البحر قبل استخدامها.

إن تحلية مياه البحر: هي عبارة عن عملية تقوم على تحويل مياه البحر المالحة والغير صالحة للشرب إلى مياه عذبة نقية صالحة للشرب وللاستخدامات الأخرى. وتتم هذه التحلية في محطات مخصصة لهذا الأمر، حيث تتوفر فيها العديد من الوسائل والتقنيات الحديثة. وعملية تحلية مياه البحر هي عملية مكلفة، فهي تستهلك الكثير من الطاقة.

تتم عملية تحلية مياه البحر في العادة بوسيلتين أساسيتين، وهما: التناضح العكسي، أو بالإنجليزية (Reverse Osmosis)، واختصارها: (ROO). التقطير، أو بالإنجليزية (Distillation). إن التناضح العكسي يُعْرف أيضاً باسم الضغط الأزموزي العكسي، وتقوم هذه العملية على فصل الماء عن الملح بواسطة الضغط العالي. فبعد القيام بمعالجة الماء معالجة أولية، يوضع في آلات مخصصة، ويتم فيها تعريضه إلى ضغطٍ عالٍ، فينفصل الماء العذب عن الملح بمفعول هذا الضغط، ويمر عبر غشاء شبه نافذ إلى ناحية أخرى أقل ضغطاً ليتجمع فيها. وتتم هذه العملية عبر عدة مراحل، حيث يمر الماء في كل مرحلة منها من غشاء معين. وأما التقطير، والذي يسمى أيضاً بـ (التبخير)، فيقوم على رفع درجة حرارة الماء وإيصالها إلى درجة الغليان، ومن ثم القيام بتكثيف البخار الناتج عن هذا الغليان وتحويله إلى ماءٍ خالٍ من الملح والمواد الأخرى. وبعد ذلك تتم معالجة الماء، وإضافة بعض المواد إليه، ليصبح صالحاً للشرب وللاستخدامات الأخرى.

تحلية المياه المالحة: هي أي عملية تجرى لإزالة كل أو جزء من الأملاح الزائدة والمعادن من المياه. وقد يستخدم هذا المصطلح إلى إزالة الأملاح والمعادن الذائبة في الماء. ويتم تحلية المياه ليصبح من الممكن استخدامها في الحياة العملية كالزراعة والشرب والصناعة والأدوية. و يهتم بهذا العلم التطبيقي الآن عدد كبير من الدول التي تعاني من نقص المياه ومن المتوقع خلال العشر سنوات القادمة أن ينمو هذا العلم بشكل كبير نظرا لما هو متوقع من حدوث أزمات مائية في الكثير من دول العالم، حيث أن بعض الإحصاءات تشير إلى وفاة مئات الألوف سنويا بسبب ندرة المياه النقية لاستخدام الإنسان.تتطلب عملية التحلية تقنيات تستهلك طاقة ومالا بشكل كبير مخلفة آثارا ضارة على البيئة. فتعتبر استهلاك الطاقة في عملية التحلية من المشاكل المهمة والعقبات الصعبة التي تحتاج إلى تذليل وهي من الأهداف التي يجري العمل عليها في المراكز العلمية والتي تركز على ايجاد بدائل ذات استهلاك طاقة أقل وأكثر فعالية وصديقة للبيئة.يتنوع توجه العالم الحالي بين تحلية مياه البحر أو معالجة مياه الصرف الصحي والأمطار وإعادة استخدامها. فنجد أن أغلب معامل تحلية المياه تقع في الخليج العربي وليبيا بينما أكثر معامل المعالجة في مناطق متفرقة في العالم مثل الولايات المتحدة الأمريكية وسنغافورة ودول أوروبا.

تتم عملية التحلية بثلاث مراحل أساسية قبل عملية التوزيع والضخ في الشبكة وهي كالتالي:

المعالجة الأولية للمياه: ويتم فيها ازالة جزء كبير من المواد العالقة بالمياه كذرات التراب والبكتيريا.. وتتم إما عن طريق المعالجة الأولية التقليدية للمياه أو عن طريق المعالجة الأولية الحديثة للمياه. ويتم في هذه العملية إضافة بعض المواد الكيميائية لتسهيل عمليات المعالجة. عملية ازالة الأملاح: ويتم فيها ازالة جميع الأملاح الذائبة في المياه والفيروسات والمواد الأخرى كالمواد الكيميائية والعضوية المنقولة والذائبة في الماء. وتتم عن طريق استخدام الأغشية أو التقطير. انظر طرق تحلية المياه المعالجة النهائية للمياه: ويتم فيها إضافة بعض الأملاح والمواد الأخرى لجعل الماء صالحا للاستخدام البشري وهذا يتم فقط عندما يكون الهدف من العملية خدمة المرافق التابعة للاستهلاك المباشر للبشر كالشرب أو الاستخدام المنزلي أو الزراعة. لا يتم إضافة الأملاح إذا كان الغرض منها استخدامات في تطبيقات الصناعة والأدوية لأنها تؤثر سلبا على جودة المنتج.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *