طرق تحلية مياه البحر

التناضح العكسي

يتم استخدام الضغط في عملية التناضح العكسي (بالإنجليزية: Reverse Osmosis) لدفع محلول الماء عبر غشاء منفّذ؛ حيث يمنع هذا الغشاء الجزيئات المذابة الكبيرة، مثل الملح من المرور خلاله، وتستهلك عملية التناضح العكسي طاقة أقل مقارنةً بالعمليات الكبيرة الأخرى، ومن معيقات هذه العملية أنّ الأغشية فيها معرّضة حالياً أثناء استخدامها لتجمّع الكثير من البكتيريا عليها، والتي قد تؤدّي إلى انسدادها، على الرغم من أّنها أصبحت أكثر فعاليّة مع مرور الوقت، وتتلف هذه الأغشية عندما يتم استخدام الكلور فيها لعلاج البكتيريا، ومن المشاكل الأخرى في هذه العملية: جودة الماء الذي ينتج عنها، إلى جانب عملية المعالجة المُسبقة التي تتطلبها المياه المالحة.

الفصل الكهربائي

يتم تحلية مياه البحر عن طريق استخدام التيار الكهربائي لفصل الماء عن الملح؛ حيث يدفع التيار الأيونات عبر غشاء نافذ انتقائي، حاملاً معه أيونات الملح التي تم فصلها، وتكمن أهم ميّزات هذه الطريقة في أن كمية الطاقة المطلوبة تعتمد على كمية الملح الموجودة في الماء في بداية العملية، وهي تعتبر عملية مناسبة لتحلية المياه التي يكون فيها تركيز الملح أولياً، لكنها تستهلك أيضاً طاقة كبيرة لتحلية مياه البحر.

التقطير السريع متعدد المراحل

تستخدم عملية التقطير السريع متعدد المراحل (بالإنجليزية: multistage flash) الحرارة لتتمكن من تحلية ماء البحر، وتُسمى بعملية التقطير السريعة نسبةً إلى سرعة غليان الماء، والذي يحدث على عدّة مراحل، أو لعدة مرات؛ فعندما يتم إدخال الماء المالح إلى كل مرحلة من مراحل التحويل، فإنه يتعرّض لحرارة بخار وضغط تتم إضافتهما من مصادر خارجية، ويتم تجميع بخار الماء الذي يتشكّل خلال كل مرحلة، ويكون بخار الماء هذا ماءً عذباً، أما المركز الملحي المتبقي فيُعرف باسم “brine”، ولا يتم عادةً إضافة مواد كيميائية، أو عوامل تخفيف المياه.

التقطير متعدد الآثار

تشبه عملية التقطير متعدد الآثار (بالإنجليزية: Multi-effect distillation) عملية التقطير السريع متعددة المراحل؛ حيث تتم عملية تبخير الماء عبر عدّة حُجرات، وينخفض الضغط بشكل تدريجي في كل حجرة عن الحجرة التي تسبقها، ويتكاثف البخار الذي يتشكل في إحدى الغرف في الغرفة التي تليها، ليتم استخدام الحرارة الصادرة عن التكاثف كمصدر للتسخين، وتتم هذه العملية عن طريق رش مياه التغذية على مجموعة الأنابيب فوق كل حجرة، ويتم في الحجرة الأولى إضافة بخار ماء من مصدر خارجي، ثم تتبخر مياه التغذية لأنها تمتص الحرارة من البخار، فيدخل البخار الناتج في الغرفة الأولى عبر أنبوب إلى الغرفة الثانية، والتي يكون فيها الضغط أقل، وتؤدي الحرارة الناتجة عن التكاثف إلى جعل ماء التغذية في الغرفة الثانية تتبخر بشكل جزئي، ثم تتكرر هذه العملية في الغرف التالية، بحيث يتكاثف بخار الماء، ليتحول إلى ماء عذب داخل الأنبوب ثم يتم ضخه.

التناضح الأمامي

يستخدم التناضح الأمامي (بالإنجليزية: Forward Osmosis) العملية الأسموزية التي تتم بشكل طبيعي، والتي تتحرك فيها جزيئات المادة من منطقة ذات تركيز منخفض إلى منطقة ذات تركيز عالٍ، وتتطلب هذه العملية حوالي نصف التكلفة التي تتطلبها عملية التناضح العكسي؛ لأنّها تستهلك طاقة أقل حتى تتم العملية؛ حيث يتحرك محلول ماء البحر عبر غشاء شبه منفذ نحو محلول الأمونيا الملحي عالي التركيز، مخلفاً وراءه أملاح البحر على الجانب الآخر من الغشاء، ثم يتم تسخين المحلول حتى يتبخر ملح الأمونيا، ويمكن إعادة استخدام هذا الملح لأغراض أخرى، وتتمثل أكبر مشاكل هذه العملية في أنّها لا تزال تقنية جديدة لتحليه المياه على نطاق واسع وهي تتمتع بإمكانيات كبيرة، وتحتاج إلى تمويل وأبحاث لاستكشاف إمكانياتها، وما هي الجوانب التي تحتاج إلى تحسين، والأمور التي يمكن فعلها لتقليل تكاليف الطاقة.