ماءٌ، ماءٌ حيث ننظر،
وجوانب السفينة تنكمش.
ماءٌ، ماءٌ حيث ننظر،
وما من قطرة صالحة للشرب.
من قصيدة: "أغنية الملاح القديم"، بقلم: صمويل تايلور كوليردج
يشتهر كوكب الأرض باسم "الكوكب الأزرق" لما فيه من محيطات وبحار تغطي حوالي 71% من سطحه. غير أنه من المثير للسخرية أن كثيرًا من سكانه يعانون من نقص المياه. فعلى الرغم من أننا محاطون بكم وفير من المياه، فهي غير صالحة للشرب؛ تمامًا مثلما توضح الأبيات السابقة.
وهذا التناقض الذي يألفه كافة البحَّارة دفع البشر عبر القرون إلى الـمحاولة لتحلية المياه المالحة. وعلى الرغم من أن بعض البحَّارة القدماء قد نجحت محاولاتهم في تحلية مياه البحر باستخدام الغلايات البسيطة على متن سفنهم، فلم يروِ ذلك ظمأ جميع أفراد الطاقم بأكمله، فماذا عن ظمأ العالم بأسره.
والسبب في ذلك هو أن الطاقة المطلوبة لعملية التحلية، والمعروفة أيضًا بالتحلية الحرارية، تجعلها باهظة للغاية إن أجريت على نطاق واسع. ونتيجة لذلك، يتمثل سوق هذه الطاقة في الدول الغنية بالبترول والفقيرة في الماء بالشرق الأوسط.
تختلف التقنية الحرارية حاليًّا بالطبع عن الطريقة التي استخدمها البحَّارة القدماء، غير أن الفكرة تقريبًا واحدة، فكلتاهما تعتمد على التبخير وتكثيف البخار.
طريقة التحلية الحرارية الأكثر شيوعًا المستخدمة في هذه الأيام هي التقطير بالتفريغ، والتي ترتكز بشكل أساسي على غليان الماء في درجة ضغط أقل من الطبيعية، ومن ثم تحت درجة حرارة أقل كثيرًا. وهكذا، وبفضل الحرارة المخفَّضة، يصبح من الممكن استخدام "المخلفات" منخفضة الحرارة الناتجة عن توليد الطاقة الكهربائية أو العمليات الصناعية؛ مما يخفض تكاليف الطاقة.
يشيع استخدام نظم مبخرات المياه متعددة المراحل في عملية التقطير بالتفريغ، والتي تعمل على تحويل كمية من المياه إلى البخار عبر مراحل متعددة من مبادلات الحرارة ذات التيارات المضادة. تنتج محطات مبخرات المياه متعددة المراحل حوالي 60% من كمية المياه المحلاة في العالم.
العملية الرئيسية المنافسة للتحلية الحرارية هي عملية التحلية بالتناضح العكسي. وتستخدم هذه العملية الأغشية شبه المنفذة والضغط عوضًا عن الحرارة لفصل الأملاح عن المياه، مطبقة بذلك مبدأ التناضح العكسي.
كما تستهلك محطة التحلية بالتناضح العكسي قدرًا أقل من الطاقة؛ مما قلَّل من التكلفة النهائية لعملية التحلية خلال العقد الماضي.
ولكن حتى باستخدام الأغشية، ما زلنا بحاجة إلى قدر كبير من الطاقة لتوليد الضغط المرتفع عبر المرشِّح. تتطلب الطرق الحالية نحو 14 كيلو وات في الساعة من الطاقة لإنتاج ما يعادل 3.800 لتر من مياه البحر المحلاة.
غير أن الباحثين يحاولون مواجهة مشكلة الطاقة عن طريق تطوير أنواع جديدة من المواد المستخدمة في الأغشية. والهدف من ذلك هو خفض كمية الطاقة المطلوبة لعملية التحلية إلى النصف.
وحيث إننا نواجه نفاد المياه من مصادرها الأخرى، فإن عملية التحلية ستبقى الخيار الأكثر جذبًا بشكل متزايد. ونأمل أن تبدأ الحكومات في دعم الأبحاث الخاصة بعملية التحلية بالتناضح العكسي وغيرها من عمليات التحلية الفعالة من حيث التكلفة.
وبهذا، سيمكننا أخيرًا الحصول على المياه من المياه.
المراجع
scientificamerican.com
livescience.com
wabag.com
youtube.com