6OqkAteT2
6OqkAteT2
6OqkAteT2
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ت<br />
ي<br />
ت<br />
ي<br />
ف<br />
ف<br />
أ<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
أ<br />
أ<br />
ف<br />
ِ<br />
ف<br />
ي<br />
ي<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ف<br />
ت<br />
ي<br />
<br />
عملية التحلية الحرارية، كعملية رئيسة ي إنتاج المياه<br />
الصالحة ش للب، لكن متطلبات التحلية الحرارية ال<br />
تَستهلك كميات ي كبة من الطاقة جعلت ت ال ي ف ك يتجه إىل<br />
تطوير تقنيات تحلية أقل استهالكاً للطاقة، مثل الضغط<br />
السموزي ي العكس .<br />
أ<br />
وبالفعل، اتجهت %70 من محطات التحلية الحرارية<br />
ي جميع أنحاء العالم إىل تقنية الضغط أ السموزي<br />
ي العكس ، لكن دول ش الق أ الوسط ل تزال تنتج %50<br />
فقط من المياه الصالحة ش للب بهذه التقنية. ومن<br />
أبرز عيوب هذه التقنية أن أ الغشية المستخدَ مة ليست<br />
مهيأة تمامً ا لدرجة الملوحة العالية لمياه البحر أ الحمر<br />
والخليج ب ي العر . 5 كما أن الحرارة العالية ي المنطقة<br />
تؤثر عىل الكفاءة والقدرة التشغيلية لمحطات الضغط<br />
السموزي ي العكس .<br />
أ<br />
هذا المجال عىل تطوير أغشية<br />
ف<br />
تركِّز غالبية أ البحاث ي<br />
جديدة عالية العة، يمكنها مقاومة الملوثات، والعمل<br />
ي مستويات ضغط منخفضة، ودرجات حرارة<br />
عالية ، 6 لكن عىل ي ف الباحث ت ال ي ف ك عىل تطوير عمليات<br />
المعالَجة أ الوليّة للمياه ي ضوء الملوحة العالية ي مياه<br />
الخليج ب ي العر ، والبحر ب ي العر .<br />
بكفاءة <br />
تقنيات المستقبل<br />
ثمة تقنيات جديدة عديدة للتحلية، يجري تطويرها؛<br />
لتقليل استهالك الطاقة، وإنتاج عمليات التحلية<br />
المستدامة بالعتماد عىل التقنيات المتجددة، منها<br />
التحلية ت ف بالماز ،Adsorption Desalination ال<br />
تُعَ دّ واحدة من أوفر تقنيات تحلية المياه المتاحة<br />
ي توف ًا للطاقة. وكان فريق من ي ف الباحث ي جامعة<br />
الملك عبد هللا للعلوم والتقنية قد أنشأ نموذجً ا<br />
تجريبيًّا ناجحً ا، وتمت الموافقة رسميًّا عىل إنشاء<br />
أول محطة صناعية ضخمة تَستخدم تقنية التحلية<br />
ت ف بالماز ي المملكة العربية السعودية . 7 وتَستخدِ م<br />
تقنيةُ التحلية ت ف بالماز الطاقةَ الشمسية ش المبارسة، أو<br />
فائض الحرارة من التطبيقات الصناعية ي تحلية المياه<br />
عالية الملوحة، ولكن ل تزال هناك بعض المخاوف<br />
المرتبطة بحجم تكلفة رأس المال المبارسش<br />
المخاوف ي ت ال ينبغي التعامل معها من خالل نمذجة<br />
وفَحْ ص دورة التكلفة.<br />
تقنية ي التقط الغشا<br />
وهي تقنية حرارية أخرى منخفضة الستهالك من<br />
الطاقة تَستخدِ م غشاءً دقيقًا صادًّا للماء؛ لفصل الماء<br />
العذب من خالل التوازن ي ف ب السوائل والبخار. وتَعتمد<br />
هذه التقنية عىل المَ زْج ي ف ب التقنيات التقليدية للتقط<br />
واستخدام أ الغشية ي ت ال تتضمن الحرارة، ونقل الكتلة.<br />
وقد بَيَّنَت الدراسات أ ال وَّلِيَّة أن أ الغشية الصَّ ادَّة للماء<br />
ذات التدفق العاىلي يمكنها إنتاج مياه عالية الجودة <br />
درجات حرارة متدرِّجة، تبدأ من 10 درجات مئوية ي ف ب<br />
التيارات الباردة والساخنة . 8 ومع ذلك.. هناك عقبات ي كبة<br />
تمنع التسويق التجاري عىل نطاق واسع، منها الدَّ فْق<br />
فِّ<br />
منخفض النفاذ، وتَدَ<br />
الكفاءة الحرارية لوحدات<br />
»تحلية المياه أ المر<br />
ي التقط ي الغشا ؛<br />
ف يع زيادة الحاجة<br />
المالحة من البحر<br />
الذي ي<br />
العربي والخليج أ البحاث؛<br />
إىل المزيد من<br />
لتطوير أغشية جديدة<br />
العربي هي الحل<br />
ي للتقط ي الغشا بإنتاجية<br />
المنطقي لمشكلة<br />
ندرة المياه«. عالية؛ لزيادة النفاذ من<br />
خالل الضغط، وتعزيز<br />
التوف ي الطاقة الالزمة ي ف للتسخ باستخدام الحرارة<br />
الصناعية الفائضة، أو من خالل دَمْ ج الستخدام المبا ش رس<br />
ي <br />
للطاقة الشمسية . 9,10<br />
يُمْ كِ ن ي ف تضم تقنية الضغط أ السموزي أ المامي<br />
osmosis( )forward بصورة ش مبارسة، أو ي غ ش مبارسة؛ ل يك<br />
تصبح عملية التحلية أوفر ي استهالك الطاقة. فعملية<br />
التحلية ي غ ش المبارسة باستخدام تقنية الضغط أ السموزي<br />
المامي تَستخدِ م مياهً ا منخفضة الملوحة، مثل مياه<br />
أ<br />
الصف؛ لتخفيف الملوحة الشديدة لمياه البحر، منتِ جةً<br />
مياهً ا محالَّ ة جزئيًّا، يمكن استخدامها ي الزراعة والري.<br />
يِّ ف وتب أ البحاث الجارية أن هذه العملية تخلِّف قدرًا أقل<br />
من القاذورات عىل أسطح أ الغشية، مع إمكانية الإ زالة<br />
الكاملة للملوثات، مثل عنا التلوث الدقيقة، والمواد<br />
العضوية الطبيعية، وبقايا المعادن والمواد الغذائية<br />
من مياه التلقيم . 11,12 ومع ذلك.. ل يزال هناك عدد من<br />
الجوانب ي ت ال ينبغي استكشافها، قبل تطبيق التكنولوجيا<br />
عىل الإنتاج التجاري ي ش الق أ الوسط، فتطوير أ الغشية<br />
المستخدمة بتقنية الضغط أ السموزي أ المامي عالية<br />
الإنتاجية سيمثِّل نقلةً نوعيّة تساعد عىل توسيع العمليات،<br />
ي ف والتدش التجاري واسع النطاق.<br />
مع تَنَامِ ي الطلب المستمر عىل المياه العذبة ي ش الق<br />
الوسط، يَعتمِ د مستقبَلُ تحلية المياه عىل الخلط ي ف ب<br />
أ<br />
التقنيات القائمة، والجديدة. وينبغي أ لالبحاث المستقبلية<br />
أن تركِّز عىل المزج ي ف ب تقنيات الضغط أ السموزي أ المامي<br />
ي ي الغشا ،)MD( والتحلية ت ف بالماز )AD(<br />
مع أو بدون تقنيات التحلية التقليدية، مثل التحلية<br />
الحرارية، أو الضغط أ السموزي ي العكس .<br />
هذا المزج سيسهم ي تطوير تقنيات التحلية<br />
ترشيد<br />
ف<br />
ي ت ال تعمل بالطاقة المتجددة، كما سيسهم ي<br />
استهالك الطاقة. ويتطلب أ المر التخطيط والإ دارة<br />
الرشيدة لموارد المياه؛ لعالج ندرة المياه ي المنطقة،<br />
بجانب تطوير تقنيات التحلية الفعّ الة والصديقة للبيئة.<br />
وهناك مستقبَل مُ شِّ بَ لتقنيات وأساليب إعادة تدوير<br />
المياه؛ من أجل ي ف تحس سبل الستفادة من مياه الصف<br />
الصناعية ف ف والملية المعالَجة ي إنتاج كميات ي وفة من<br />
المياه العذبة.<br />
فيصل والي مدير العمليات المركزية بمركز تحلية<br />
وإعادة استخدام المياه ي جامعة الملك عبد هللا<br />
للعلوم والتقنية ،KAUST المملكة العربية السعودية.<br />
البريد الإ لكتروني: faisal.wali@kaust.edu.sa<br />
1. Desalination by the Numbers. International<br />
Desalination Association (2013).<br />
2. Sanders, R., Water desalting and the Middle<br />
East peace process. Technology in Society,<br />
31(1): 94-99 (2009).<br />
3. Bar-Matthews, M. 14.9 – History of Water in<br />
the Middle East and North Africa. Treatise on<br />
Geochemistry (Second Edition) 109-128 (2014).<br />
4. FAO Review of water resources statistics by<br />
country (FAO 2013).<br />
5. Greenlee, L.F. et al. Reverse osmosis<br />
desalination: Water sources, technology, and<br />
today’s challenges. Water Research 43(9):<br />
2317-2348 (2009).<br />
6. Khawaji, A.D., I.K. Kutubkhanah, and J.-M.<br />
Wie, Advances in seawater desalination<br />
technologies. Desalination 221(1–3): 47-69<br />
(2008).<br />
7. Thu, K. et al. Performance analysis of a lowtemperature<br />
waste heat-driven adsorption<br />
desalination prototype. International Journal of<br />
Heat and Mass Transfer 65: 662-669 (2013).<br />
8. Alsaadi, A.S. et al. Experimental and theoretical<br />
analyses of temperature polarization effect<br />
in vacuum membrane distillation. Journal of<br />
Membrane Science 471, 138-158 (2014).<br />
9. Francis, L. et al. Performance evaluation of the<br />
DCMD desalination process under bench scale<br />
and large scale module operating conditions.<br />
Journal of Membrane Science 455: 103-112<br />
(2014).<br />
10. Cipollina, A. et al. Development of a membrane<br />
distillation module for solar energy seawater<br />
desalination. Chemical Engineering Research<br />
and Design 90(12): 2101-2121 (2012).<br />
11. Altaee, A. et al. Forward osmosis pretreatment<br />
of seawater to thermal desalination: High<br />
temperature FO-MSF/MED hybrid system.<br />
Desalination 339: 18-25 (2014).<br />
12. Valladares Linares, R. et al. NOM and TEP<br />
fouling of a forward osmosis (FO) membrane:<br />
Foulant identification and cleaning. Journal of<br />
Membrane Science 421–422: 217-224 (2012).<br />
،)FO( والتقط<br />
تعليقات<br />
، تلك<br />
أ distillation( )Membrane<br />
ي<br />
ي ،<br />
وادي سيليكون عربي للطاقة<br />
»ليس لدى المنطقة العربية بديل عن دعم أبحاث الطاقة عن طريق صُ نْع بيئة جاذبة للبحوث والتطبيق والستثمار في مجالت<br />
الطاقة الجديدة، التي ستغيِّر شكل العالم« علي الطيب<br />
تشكيل<br />
ف<br />
تلعب الطاقة ي المنطقة العربية دورًا أساسيًّا ي<br />
اقتصادات ومجتمعات المنطقة؛ ت فتبط صعودًا بنمو<br />
هوامش ربح تصدير الطاقة ي الدول العربية الغنية<br />
ت بالبول، ونزولً بعَ جْ ز ي ف المانيات المتصاعِ د ي الدول<br />
مجال الطاقة.<br />
ف<br />
ي الفقة نسبيًّا ي<br />
واليوم، تقف منظومة الطاقة العربية عىل أعتاب<br />
تحديات عمالقة مع النمو ي السكا المتصاعد، وزيادة<br />
معدلت الستهالك. فإذا أخذنا المملكة العربية<br />
السعودية نموذجً ا، فمع استمرار المعدلت الحالية،<br />
سوف تحقق المملكة ي عام 2030 هامشً ا ربحيًّا متضائالً<br />
من عائد تصدير ت البول، بسبب زيادة الستهالك،<br />
وزيادة عدد السكان إىل حدود ال40 مليون نسمة؛ ال<br />
تُطبع المجلة بدعم من مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية<br />
© 2014 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved<br />
| 50 أكتوبر | 2014 الطبعة العربية
Change language