تحلية المياه في حاويات: حل للمياه العذبة في الولايات المتحدة

تُعدّ المياه الصالحة للاستخدام مورداً يتناقص بسرعة في الولايات المتحدة. وبغض النظر عن جهود الحفاظ عليها، فإنّ الصناعات المُعبأة في حاويات تُشكّل تحدياً. نظام تحلية المياهتُعدّ أنظمة تحلية المياه الصناعية المعبأة في حاويات طريقة مثالية لإنتاج مياه نظيفة وموثوقة. ففي ولايات مثل فلوريدا وتكساس وكاليفورنيا، حيث المياه العذبة شحيحة أصلاً، تُضطر المجتمعات إلى البحث عن مصادر بديلة لمياه الشرب. وبغض النظر عن ترشيد استهلاك المياه، تُشكّل هذه الأنظمة طريقة مثالية لإنتاج مياه نظيفة وموثوقة.

استهلاك الطاقة

الصورة 1: تحلية المياه

شركة XJY لتحلية المياهيُعدّ هذا الحلّ الأقلّ فعالية من حيث التكلفة لتوفير المياه العذبة، لا سيما في البيئات الصناعية. وبحسب نوع التحلية، قد ترتفع التكلفة إلى مستويات باهظة للغاية، تصل أحيانًا إلى مئة ضعف تكلفة الطاقة الكهربائية وحدها. في هذا الصدد، التناضح العكسي تُعدّ تقنية التناضح العكسي لتحلية المياه مثالية، إذ تزيد تكلفتها 15 ضعفًا فقط عن معالجة المياه الجوفية. ولتوضيح ذلك عمليًا، إذا اعتمدت الولايات المتحدة على تقنية التناضح العكسي لتحلية جميع مياهها العذبة، فسيتطلب ذلك زيادة في استهلاك الطاقة بنسبة 10%، أي ما يعادل تقريبًا تكلفة ثلاجة إضافية في كل منزل (كما ورد في مقال نشرته الجمعية الأمريكية لتقنيات تحلية المياه عام 2009).

كما يمكن لأنظمة تحلية المياه بالتناضح العكسي واسعة النطاق استخدام أنظمة استعادة الطاقة لتقليل القدرة الحصانية اللازمة لمضخاتها، مما يقلل استهلاك الطاقة إلى أكثر من النصف في الظروف المثالية. ورغم أن زيادة استهلاك الطاقة لا تزال مكلفة، إلا أنه مع وجود أنظمة استعادة الطاقة، يصبح نظام تحلية المياه بالتناضح العكسي الصناعي أقل تكلفة من ضخ المياه النظيفة عبر حدود الولايات. ونظرًا لقلة مصادر المياه غير المعتمدة على الأمطار، قد تكون التحلية أكثر تكلفة، لكنها توفر في المقابل مصدرًا موثوقًا للمياه بشكل دائم. وبفضل عدم الاعتماد على الأمطار، تُغني التحلية الصناعية عن مشكلة الجفاف.

التخلص من مياه الصرف الصحي

بالمقارنة مع أنظمة تحلية المياه الأخرى، توفر تقنية التناضح العكسي العديد من المزايا. إلا أن الصعوبة تكمن في التخلص من مياه الصرف. فمقابل كل جالون من المياه العذبة المنتجة بتقنية التناضح العكسي، يتم تصريف كمية مماثلة من مياه الصرف المالحة. هذه المياه عبارة عن رواسب من الأملاح والمعادن، وإلقاؤها في المحيط لا يشكل خطراً على البيئة البحرية المحلية فحسب، بل يُعد أيضاً مخالفاً للقانون في الولايات المتحدة.

مع ذلك، وكما هو الحال في معظم العمليات الصناعية، ينتج عن تحلية المياه بالتناضح العكسي نفايات يمكن التخلص منها بطريقة مسؤولة وبأقل تأثير على البيئة، وتوجد مواقع طبيعية تسمح بذلك، مثل نقطة التقاء مصدر مياه عذبة بمصدر مياه مالحة. إن تصريف المياه شديدة الملوحة في منطقة تختلط فيها المياه المالحة والعذبة يقلل من تأثيرها على البيئة. وبالمثل، فإن تصريف نفايات المحلول الملحي على مساحة واسعة من قاع البحر (عبر شبكة أنابيب، على سبيل المثال) يقلل أيضًا من تأثيرها على البيئة. وإذا لم يكن أي من هذين الخيارين متاحًا، فيمكن تبخير نفايات المحلول الملحي طبيعيًا وتحويلها إلى ملح تجاري، وهي ممارسة شائعة في محطات تحلية المياه القائمة.

نظام تحلية المياه بالتناضح العكسي داخل حاوية.

تواجه محطات تحلية المياه (وخاصةً محطات التناضح العكسي) العديد من المشاكل نفسها التي تواجهها محطات إنتاج المياه التقليدية: فهي مكلفة التخطيط، ومعقدة البناء، وغير قادرة على التعامل مع التغيرات الجذرية في بيئة المنتج - وهي مشاكل يجب معالجتها باستمرار عند إنشاء محطة مياه في الولايات المتحدة. ومع ذلك، أدت التطورات التكنولوجية الحديثة إلى ظهور نظام التحلية المُعبأ في حاويات، وهو عبارة عن محطة تناضح عكسي مبنية داخل حاوية تخزين بطول 20 أو 40 قدمًا. لا يعالج هذا النظام التحديات البيئية المرتبطة بتحلية المياه على نطاق واسع فحسب، بل يعالج أيضًا المشاكل اللوجستية المرتبطة ببناء محطة تحلية.

الصورة 2: تحلية المياه في حاويات

يُعدّ إنشاء أساسات محطة تحلية مياه عملية معقدة ومكلفة. فعلى سبيل المثال، تُعتبر العقارات المطلة على المحيط في كاليفورنيا باهظة الثمن للغاية. وبالمقارنة مع محطات التحلية التقليدية، يتميز نظام الحاويات بصغر حجمه بشكل ملحوظ، إذ لا يتطلب سوى أساس خرساني للحاوية. كما أن أنظمة الحاويات معيارية، ما يسهل تركيبها على مراحل عند الحاجة إلى سعة إضافية.

يمكن لنظام تحلية المياه المُعبأ في حاويات، والذي يضم نظام استعادة الطاقة وجميع مراحل المعالجة المسبقة اللازمة، إنتاج نصف مليون جالون من الماء يوميًا. في حين أن محطات التحلية التقليدية في الولايات المتحدة تُنتج عشرات الملايين من الجالونات يوميًا، إلا أن المساحة اللازمة لهذه المنشآت الضخمة محدودة للغاية. أما حاويات التخزين، على النقيض، فيمكن وضعها في أي مكان تقريبًا.

ولتوضيح الأمر، إذا كان هناك محطة تحلية مياه واحدة لكل 10 أميال من ساحل كاليفورنيا البالغ طوله 840 ميلاً، فإنها ستنتج 42 مليون جالون من المياه يوميًا - وهو ما يكفي لتوفير إمدادات مياه مقاومة للجفاف لـ 47000 شخص سنويًا.

القدرة على التكيف

قد تتغير جودة المياه المصدرية بشكل كبير خلال فترة وجيزة. فالحوادث، مثل الانسكابات، وتكاثر الطحالب، وهجرات الكائنات البحرية، وغيرها، قد توقف إنتاج المياه لفترة طويلة. مع ذلك، يمكن نقل نظام تحلية المياه المُعبأ في حاويات إلى موقع جديد، واستئناف معالجة المياه في أقل من يوم، مما يمنح المنطقة الوقت الكافي للتعافي. تُعد هذه الأنظمة المتنقلة مثالية أيضًا للإغاثة في حالات الكوارث، حيث تُوجه المياه إلى حيث تشتد الحاجة إليها بأسرع وقت ممكن. باختصار، يمكن أن يكون نظام التحلية المُعبأ في حاويات مؤقتًا أو دائمًا حسب احتياجات مالكه.

قابلية التخصيص

أ نظام تحلية المياه المعبأ في حاويات يتم تصميم هذا النظام وتصنيعه حسب الطلب. ورغم أن هذا ليس فريدًا بحد ذاته، إلا أن الخيارات المتاحة له هي ما تجعله موردًا هامًا ومتعدد الاستخدامات. فعلى سبيل المثال، النظام الكهربائي مُغلق بالكامل، مما يُبسط الصيانة بشكل كبير. كما أن سطح الحاوية المسطح مثالي لتركيب الألواح الشمسية، مما يُمكّن نظام تحلية المياه الصناعي من العمل خارج الشبكة الكهربائية، بشكل مستقل تمامًا عن استخدام الطاقة الوطنية. علاوة على ذلك، يمكن عزل الحاوية بالكامل والتحكم في مناخها، مما يُمكّنها من العمل في درجات حرارة مثالية في أي بيئة.

للحصول على مصدر مياه موثوق به ويمكن التنبؤ به، مستقل عن هطول الأمطار ولا يؤثر على مصادر المياه العذبة المتاحة، توفر أنظمة تحلية المياه المعبأة في حاويات نهجًا معياريًا يمكن أن يُحدث ثورة في طريقة تنقية المياه.