أهم الموضوعاتأخبارالتنمية المستدامة

تقنيات التحلية الهجينة فرصة جديدة لمواجهة نقص المياه العذبة عالميًا

المياه النظيفة ضرورية لبقاء الإنسان، ومع ذلك ، يمكن استخدام أقل من 3٪ من المياه العذبة كمياه للشرب.

وفقًا لتقرير نشرته المنظمة العالمية للأرصاد الجوية ، هناك ندرة في مياه الشرب لنحو مليار شخص في جميع أنحاء العالم ، ومن المتوقع أن ترتفع إلى 1.4 مليار بحلول عام 2050.

يمكن لتقنية تحلية مياه البحر ، التي تنتج المياه العذبة من مياه البحر ، أن تحل مشكلة ندرة المياه.

في المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST) ، طور فريق بحثي بقيادة الدكتور كيونغ جوين سونغ من مركز أبحاث دورة المياه ، وحدة تقطير غشائية هجينة تجمع بين الطاقة الشمسية ومضخات الحرارة المائية لتقليل استهلاك الطاقة الحرارية ، خلال عملية التحلية، تم نشر نتائجهم في تحويل الطاقة وإدارتها .

تعتبر طرق التناضح العكسي والتبخر من عمليات تحلية مياه البحر الشائعة نسبيًا ؛ ومع ذلك ، يمكن أن تعمل هذه الطرق فقط في درجات حرارة وضغوط عالية، وبالمقارنة ، فإن طريقة التقطير الغشائي تنتج ماءً عذبًا عن طريق استخدام ضغط البخار الناتج عن اختلاف درجة الحرارة بين المياه الخام المتدفقة والمياه المعالجة المفصولة بغشاء.

يتميز هذا النهج باستهلاك منخفض للطاقة ، حيث يمكن توليد المياه العذبة عند ضغوط تتراوح من 0.2 إلى 0.8 بار ، وهي أقل من الضغط الجوي ، ودرجات حرارة تتراوح من 50 إلى 60 درجة مئوية. ومع ذلك ، تتطلب العملية على نطاق واسع المزيد من الطاقة الحرارية.

وبالتالي ، فإن الدراسات البحثية مطلوبة لتقليل استخدام الطاقة الحرارية للتشغيل التجاري.

يتضمن التقطير الغشائي انتقالًا متزامنًا للكتلة والحرارة (الطاقة)، وهي مقسمة إلى تقطير غشاء التلامس المباشر (DCMD) وتقطير غشاء فجوة الهواء (AGMD) بناءً على الأوضاع المطبقة على جانب الماء المعالج من الغشاء لتوليد اختلافات في ضغط البخار ، وهي القوة الدافعة.

بالنسبة لإمدادات الطاقة العالية ، فإن طريقة إنتاج المياه عن طريق الاتصال المباشر بالمياه الخام ذات درجة الحرارة العالية والمياه المعالجة ذات درجة الحرارة المنخفضة مع سطح الغشاء (أي DCMD) مفيدة.

في المقابل ، بالنسبة لإمدادات الطاقة المنخفضة ، تكون الكفاءة أكبر إذا تم تقليل الحرارة المنقولة (فقدان الحرارة) بفجوات الهواء ، بدلاً من الاتصال المباشر بين المياه الخام والمياه المعالجة، وبالتالي ، فإن الأنماط التي تولد الماء عن طريق التكثيف على سطح بارد والتي تحافظ على فجوات الهواء بين الغشاء وسطح التكثيف (على سبيل المثال)

طور فريق أبحاث KIST تقنية تحلية هجينة من خلال إجراء اختبارات في الموقع لمدة شهر واحد لمقارنة أداء النظام والاقتصاد باستخدام الطاقة الشمسية والمضخات الحرارية المائية.

عندما يعمل النظام بالتوازي مع الطاقة الشمسية ، زاد الإنتاج بنسبة 9.6٪ وانخفض استخدام الطاقة بنسبة 30٪ مقارنة بطريقة التقطير الغشائي باستخدام مضخات الحرارة المائية فقط. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت مقارنة استهلاك الطاقة الحرارية اعتمادًا على وجود الطاقة الشمسية أن كفاءة عملية التقطير الغشائي زادت بنسبة تصل إلى 17.5٪ عند استخدام الطاقة الشمسية كمصدر إضافي للحرارة.

وفقًا للدكتور سونج ، “يمكن اعتبار تقنية التحلية الهجينة التي طورناها طريقة لتزويد بعض المجمعات الصناعية ومناطق الجزر بالمياه التي تواجه ندرة في المياه حيث يمكن أن تقلل من استهلاك الطاقة المطلوب لتوليد المياه العذبة، نتوقع أن تكون هذه التكنولوجيا تُطبق على مرافق إمدادات المياه المهمة في الشرق الأوسط وجنوب شرق آسيا حيث تبلغ كمية الإشعاع الشمسي السنوي 1.5 ضعف مثيلتها في كوريا “.

وأضاف: ” التقطير بالأغشية لا يتأثر بشكل كبير بجودة المياه الخام ، لذلك سيكون من الممكن توفير مياه الشرب للمناطق التي أصبحت فيها جودة المياه الخام ملوثة بشدة بسبب تلوث المياه والمناطق التي يكون فيها الكشف عن المعادن الثقيلة مرتفعًا”

تابعنا على تطبيق نبض

Comments

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
%d مدونون معجبون بهذه: