معالجة المياه المالحة لإنتاج مياه صالحة للزراعة والشرب باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية

كتب : محمد كامل

استخدام 17 متر مكعب مياه في دورة استنبات الشعير أنتج 44 طن بقيمة 70 ألف جنيه

تناول الباحث خالد محمد حسين من خلال رسالة الماجستير، بعنوان الاستفادة من المياه المالحة في إنتاج مياه الري باستخدام الطاقة الشمسية”، أن زيادة عدد سكان مصر في ظل محدودية المياه، حيث أنه من المتوقع أن يصل عدد السكان في 2025 الى 110 مليون مواطن، وبما أن هذا التعداد الكبير يرتكز على وضع مائي فقير، حيث في العام 1960 كان متوسط استهلاك الفرد السنوي 1839 متر مكعب في العام إلى أن وصل نصيب الفرد في العام 2017 إلى 570 متر مكعب، وهذا ما يسمي بالشح المائي.

وأكد الباحث، أنه المنتظر أن يصل نصيب الفرد في 2025 إلى 500 تحت خط الفقر المائي، وبحسب تقرير من وزارة الموارد المائية فإن مصر تستورد 30 مليار متر مكعب من المياه في صورة غذاء فكان ضرورة وجود بدائل للاستفادة من المياه في إعادة تحليتها واستخدامها في الزراعة.

وأوضح الباحث ، في رسالته التي أشرف عليها د. هشام القصاص استاذ بيئة التربة بقسم العلوم الزراعية بكلية الدراسات العليا والبحوث البيئية، د. هاني السيد عبدالحليم أستاذ قسم هندسة القوي الميكانيكية بكلية هندسة عين شمس، أن الهدف من الدراسة هو الحصول على مياه صالحة للاستخدام الأدمي باستخدام تكنولوجيا خضراء غير ملوثة للبيئة، وغير مكلفة من خلال تصنيع جهاز يعمل على معالجة المياه المالحة ” مياه البحار”، وهو القطع المكافئ المركز للأشعة الشمسية الحرارية.

وأشار إلى أن الجهاز يتكون من مرآة مقعرة بشكل القطع المكافئ يعمل على تركيز الطاقة الشمسية، وتحويلها إلى طاقة حرارية، فيما يعرف بالخط المجمع للأشعة الشمسية، حيث تصل فيه درجة من 100 درجة مئوية الى 400 درجة مئوية، وهذا يتوقف على عوامل عدة أهمها السماء الصافية .

لافتاً الجهاز معتمد على فكرة الناقل الحراري أي السائل الناقل للحرارة، وهو عبارة عن زيت معدني بمواصفات معينة هذا الزيت يمر في دورة مغلقة ويتم تسخين الزيت عند درجة حرارة معينة، مضيفاً تكلفة الجهاز 3 ألاف جنيه، كما أن هذا الجهاز مثل الاجهزة المستخدمة في محطة المعادي القديمة ومحطة الكريمات، ولكن تم إعداده بشكل نموذجي مصغر الهدف منه استخدام الطاقة الحرارية الناتجة عنه في عمل تبخير للمياه وتحليلها.

كما أضاف الباحث، أن الهدف أيضا توفير مياه للري أي أخذ هذه المياه وعمل صورة تطبيقية للاستفادة منها في الزراعة، مشيراً لجأنا إلى التطبيق علي ما يسمي بالعلف الأخضر الذي يتم استخدامه في الإنتاج الحيواني من خلال استنباط استنبات الشعير، وهو أسلوب حديث من الزراعة يسمي “الهيدروبونيك”، وهذا العلف الأخضر بحسب الدراسات التي اجريت عليه يزيد من اللحوم لدي الأغنام بنسبة 17 %، حيث أنه يحتوى على بروتين يصل الي 19% .

وأشار الباحث، إلى أن مصر من أول الدول التي نفذت تطبيقات الطاقة الشمسية الحرارية سنة 1913، وتم تنفيذها بمنطقة المعادي، وكانت تقوم على تشغيل على متور مياه لري الاراضي الزراعية بمعدل 27 ألف لتر في الساعة، ولكن توقفت المحطة في العام 1915 نظراً لانخفاض سعر الوقود، كما يوجد في الكريمات محطة ينتج عنها 1400 ميجاوآت، منها 20 ميجاوآت معتمدة على الطاقة الشمسية.

النتائج:

انتهت الدراسة إلى مجموعة من النتائج، أهمها أنه من خلال الجهاز تم انتاج 140 متر مكعب من المياه في اليوم وذلك في شهور ” ديسمبر، ويناير، وفبراير”، وإنتاج ج 147 متر مكعب في شهري يوليو وأغسطس.

وانتهى الباحث إلى أن استخدام 17 متر مكعب من المياه في الأسبوع الواحد، وهي دورة استنبات الشعير أنتج ما يقرب من 44 طن من الشعير المستنبت بما هو قيمته 70 ألف جنيه، لبيع الشعير، وفي موسم الشتاء توصل إلى 70 طن من الشعير بما يحقق عائد 126 ألف جنيه.

وأستكمل الباحث، أنه بالنسبة لإزالة الأملاح عن المياه، فأنه تم أخذ 5 عينات العينة الأولي: من منطقة “ميامي بالإسكندرية”، حيث كانت نسبة تركيز الاملاح 33920 جزء في المليون، وبعد التحليل تم الوصول الى 1036 جزء في المليون، بنسبة إزالة للأملاح 96 %.

العينة الثانية: “بحيرة التمساح”، حيث وصلت نسبة الملوحة 31680 جز في المليون، وبعد إجراء المعاملة وصلت إلى 326 جزء في المليون بنسبة إزاحة للأملاح 98 %، بما يثبت أنها صالحة للشرب والزراعة.

العينة الثالثة: “منطقة العين السخنة”، كانت النسبة 36480 جزء في الميلون، وبعد إجراء المعاملة وصلت إلى 652. 8 جزء في المليون بنسبة ازالة 98% .

العينة الرابعة: “بحيرة قارون” ، ونسبة الملوحة فيها 14525 جزء في المليون، وبعد اجراء المعاملة عليها وصلت إلى 601 جزء في المليون، وذكر أن مياه بحيرة قارون تحتوى ميكروبات عديدة، فإن المعاملات الحرارية قضت علي جميع هذه الميكروبات بالكامل.

العينة الخامسة: ” قناة السويس”، وصلت نسبتها إلى 30272 جزء في المليون، وبعد المعاملة وصلت إلى 569 جزء في المليون بنسبة إزاحة للأملاح 98.9%.

تابعنا على تطبيق نبض