تعتبر عملية تحويل مياه البحر إلى مياه عذبة، بمثابة شريان الحياة للدول ذات الإمدادات المحدودة من المياه العذبة في هذا الجزء من العالم، وبالنسبة لدولة الإمارات على وجه الخصوص، فإن كل المياه الصالحة للشرب في البلاد تقريبا هي مياه محلاة، لكن تحلية المياه عملية تحتاج لطاقة عالية، كما أنها ليست فعالة من حيث التكلفة، وخاصة مع ارتفاع أسعار الغاز والنفط، حيث تنفق أبوظبي وحدها على سبيل المثال، ما يقرب من 12 مليار درهم على تحلية المياه، بالإضافة إلى ذلك ومثل كل العمليات الصناعية، فإن عملية تحلية مياه من البحر، لها تأثير سلبي على البيئة، وتؤثر على الحياة البحرية وتساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.
موزة خميس (أبوظبي) - الدكتور حسن عرفات، أستاذ مشارك لهندسة المياه والبيئة في معهد مصدر للعلوم والتكنولوجيا، أكد أن تخفيف تلك الآثار البيئية السلبية والتي تؤثر على حياتنا، يتطلب تكلفة باهظة إلا أن الفشل في القيام بذلك سيؤثر سلبا على الصيد والسياحة البيئية، وفي ذات الوقت يتوقع أن يستمر نمو استهلاك المياه في دولة الإمارات، ولهذا فالمطلوب هو الحد من الطلب على الطاقة، وتخفيف الأثر البيئي وخفض تكلفة تحلية المياه، وهو أمر يعد أمرا أساسيا لا بد منه.
التحلية الغشائية
وتحقيقا لهذه الغاية، على حد قول عرفات، يعمل الباحثون في معهد مصدر، بالتعاون مع باحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، على تطوير مجال جديد لتقنية تحلية المياه، وهو التحلية الغشائية متعددة المراحل، وتتميز نظم تحلية المياه الغشائية بفوائد فريدة من نوعها، فهي تعمل تحت ضغط منخفض وبذلك لا تتطلب مضخات كثيفة عالية الضغط، وهذه النظم الغشائية تحتاج إلى الحرارة، حيث يمكن لها استخدام حرارة النفايات الناتجة عن العمليات الأخرى، مثل محطات التحلية الحرارية ومحطات الطاقة، وهذا يسمح بإنتاج المياه العذبة باستخدام طاقة حرارية منخفضة.
ويكمل عرفات قائلاً: لكن في حين أن عملية التحلية الغشائية هي تقنية واعدة، إلا إن تكلفتها تصل إلى ما يزيد عن 10 دراهم لكل 1000 لتر، مقارنة بنحو 3,60 – 5 دراهم لكل 1000 لتر، باستخدام تقنية التناضح العكسي، مما أدى إلى عدم استخدام تقنية التحلية الغشائية على نطاق تجاري، واليوم يعكف فريق العمل على ابتكار وسائل تسهم في خفض تكاليف تحلية المياه، عن طريق تقنية الأغشية، وفي الوقت نفسه تلبي متطلبات الاستدامة لحكومة دولة الإمارات العربية المتحدة، وبالتوازي مع ذلك نعمل على تطوير الأغشية القابلة للتحلل، والمصنوعة من مواد مستدامة مصدرها الطبيعة.
استخدام التقنية الحرارية
ويضيف عرفات: تتكون هذه الأغشية من حمض البوليلكتيك وهو عبارة عن بلاستيك طبيعي مصنوع من حمض اللاكتيك، ويمكن أن يستخدم للحصول على مياه الشرب من مياه البحر، ويتسم الناتج عن استخدام هذه الأغشية في تحلية المياه والتخلص منه، بأن تأثيره يكون أقل على البيئة، حيث إن هذه الأغشية مصنوعة من منتجات طبيعية، كما نعمل على الحد من التلوث الناتج عن تراكم الملح والمواد البيولوجية غير المرغوب بها على أغشية تحلية المياه، ويمكن أن تكون عملية التخلص من تراكم المواد غير المرغوب فيها أمرا مكلفا، مما يجعل المحطات تحتاج إلى التوقف للتنظيف ومعالجة النفايات، علاوة على أن استخدام طرق مضادة تقليدية لإزالة هذا التراكم، قد يشكل خطراً بيئياً، لذلك نحاول ابتكار طلاء مضاد للنفايات، من شأنه أن يصد الملوثات ويحافظ على نظافة الأغشية.
ويوضح عرفات قائلاً: إضافة إلى ذلك، نقوم بإجراء تحليلات على دورة حياة نظم تحلية المياه، من أجل الحد من تأثيرها على البيئة، فأهمية الخليج العربي لا تقتصر على كونه مصدرا للمياه، بل مصدراً للأسماك التي تعتبر من مكونات وجباتنا الغذائية، وكذلك مساحة للممارسة الرياضة المائية مثل السباحة والغوص وغيرهما، وسيؤدي إجراء تحليل شامل لمختلف مكونات نظام تحلية المياه، إلى تحسين قدرتنا على تقييم وتخفيف الآثار السلبية على البيئة، أما المجال الأخير من البحث فيتضمن عملية التحسين، والنظر في تصميم وعملية تشغيل تقنيات تحلية المياه من وجهة النظر الاقتصادية ووجهة نظر استخدام التقنية الحرارية، وقد نشرنا عدداً من الأوراق البحثية حول كيفية تصميم أغشية تحلية المياه على سبيل المثال، من ناحية تقليل التكاليف التشغيلية، بما في ذلك تصميم الغشاء نفسه.
حل منخفض التكلفة
يقول الدكتور حسن عرفات، أستاذ مشارك لهندسة المياه والبيئة في معهد مصدر للعلوم والتكنولوجيا، إننا نعمل الآن على إجراء أول تحليل شامل للديناميكية الحرارية لتقنية أغشية تحلية المياه، إلى جانب تحليل التكلفة في محاولة جعل هذه التقنية قابلة للتطبيق تجارياً، كما أن تطبيق نظام التحلية الغشائية متعددة المراحل التي نسعى إليها، سيقتصر على التطبيقات الصغيرة النطاق، مثل الجزر والسفن أو منصات النفط، حيث لا توجد موارد كافية أو مساحة ملائمة لتشغيل تقنية التناضح العكسي لمحطات التحلية الحرارية، ولا يحتاج نظام التحلية الغشائية متعددة المراحل سوى للطاقة الشمسية، مع طاقة حرارية منخفضة والملح أو الماء المالح لإنتاج المياه العذب، وكلنا أمل في أن تصبح تقنية تحلية المياه عن طريق الأغشية في المستقبل، جزءا لا يتجزأ من نظام تحلية المياه في دولة الإمارات، لتسهم في توفير حل منخفض التكلفة وفعال لاحتياجات المستخدمين في المناطق النائية.
عدد اليوم
