نظام لتحلية مياه البحر.. ثورة متقدمة تعزز تحلية الماء وتوفر الطاقة
تاريخ النشر: 20th, February 2024 GMT
في دراسة نشرتها دورية سيل ريبورتز فيزيكال ساينس، حقق الباحثون في كلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك تقدما كبيرا في تحلية مياه البحر باستخدام الأكسدة والاختزال المعروفة اختصارًا بـ" آر إف دي".
والأكسدة والاختزال تقنية كهروكيميائية ناشئة يمكنها تحويل مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب وتخزين الطاقة المتجددة بأسعار معقولة.
وتأتي نتائج هذه الدراسة تلبية لرؤية مبادرة "إزالة الكربون من التصنيع الكيميائي باستخدام الكهرباء المستدامة"، وهي تجمع لفريق متنوع من الباحثين وخبراء الصناعة المخصصين لإزالة الكربون من الصناعة الكيميائية عن طريق الكهرباء، وذلك في سعي لتحويل العالم نحو الطاقة النظيفة.
التحلية بالأكسدة والاختزالوبحسب المعلومات الواردة في البيان، فإن تحلية مياه البحر سلسلة من العمليات الكيميائية الصناعية تُجرى لإزالة الأملاح الزائدة والمعادن من المياه، حيث يمكن تحلية مياه البحر ليصبح من الممكن استخدامها في الحياة العملية كالزراعة والشرب والصناعة.
وتتطلب عملية التحلية تقنيات تستهلك طاقة ومالا كبيرين وتُخلف آثارا ضارة في البيئة، إذ إن استهلاك الطاقة في عملية التحلية تُعد من المشاكل والعقبات الصعبة التي تحتاج إلى تذليل، وهي من الأهداف التي يجري العمل عليها في المراكز العلمية التي تبحث عن بدائل ذات استهلاك أقل للطاقة وأكثر فاعلية وصديقة للبيئة.
وتجري عملية التحلية في ثلاث مراحل أساسية قبل عملية التوزيع والضخ في الشبكة مرتبة على النحو التالي: المعالجة الأولية للمياه، عملية إزالة الأملاح للمياه، المعالجة النهائية للمياه.
وفي مرحلة إزالة الأملاح تُزال جميع الأملاح الذائبة في المياه والفيروسات والمواد الأخرى كالمواد الكيميائية والعضوية المنقولة والذائبة عن طريق استخدام الأغشية أو التقطير.
كما تُعد التقنيات الكيميائية التي تُستخدم في مرحلة إزالة الأملاح واحدة من تقنيات الأكسدة والاختزال، وهي عبارة عن جزأين من التفاعلات الكيميائية تحصل تباعا، فالأكسدة تفاعلات كيميائية يحدث فيها تغير في عدد أكسدة ذرات المواد المتفاعلة نتيجة انتقال الإلكترونات فيما بينها، حيث تفقد فيها الإلكترونات من قبل الذرات أو الجزيئات أو الأيونات والتي ينتج عنها زيادة في الشحنة الموجَبة أو نقصان في الشحنة السالبة.
أما الاختزال أو الإرجاع فهي عملية اكتساب للإلكترونات من قبل الذرات أو الجزيئات أو الأيونات ينتج عنها نقصان في الشحنة الموجبة أو زيادة في الشحنة السالبة.
وبتعريف أدق يمكن وصف عملية الأكسدة بالنسبة لعنصر ما (أو لجزيء يحوي عنصرا تُجرى عليه هذه العملية) بأنها زيادة في عدد أكسدة هذا العنصر، في حين أن الاختزال -أو الإرجاع- هو نقصان في عدد الأكسدة.
فوائد التحلية ببطارية الأكسدة والاختزالوبحسب البيان الصادر من جامعة نيويورك تاندون، قام فريق الجامعة بقيادة الدكتور أندريه تايلور أستاذ الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية ورئيس مبادرة "إزالة الكربون من التصنيع الكيميائي باستخدام الكهرباء المستدامة"، بزيادة معدل إزالة الملح في نظام تحلية مياه البحر بواسطة الأكسدة والاختزال، وذلك بمقدار يقترب من 20%، مع خفض الطلب على الطاقة عن طريق تحسين معدلات تدفق السوائل.
ويعتمد مشروع نظام تحلية مياه البحر الذي اقترحته الدراسة على دمج البطاريات التي تقوم بالأكسدة والاختزال مع عمليات تحلية المياه، كما يستفيد من القدرة الكامنة في بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال على تخزين الطاقة الزائدة خلال فترات الوفرة وتفريغها أثناء ذروة الطلب، والتي تتماشى بسلاسة مع متطلبات الطاقة المتقلبة أثناء عمليات تحلية المياه.
وبينت الدراسة أن لعملية الأكسدة والاختزال أهمية وفوائد كبيرة في إيجاد حل جديد تماما لأزمة المياه العالمية، حيث إنها توفر نهجا مرنا وقابلا للتطوير لتخزين الطاقة، مما يتيح الاستخدام الفعال لمصادر الطاقة المتجددة المتقطعة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، كما يمكن أن يقلل الاعتماد على شبكات الطاقة التقليدية، ويعزز أيضا التحول نحو عملية تحلية مياه محايدة للكربون وصديقة للبيئة.
وعن غاية الدراسة يقول تايلور: "من خلال الدمج السلس لتخزين الطاقة وتحلية المياه، تتمثل رؤيتنا في إيجاد حل مستدام وفعال لا يلبي الطلب المتزايد على المياه العذبة فحسب، بل يدعم أيضا الحفاظ على البيئة وتكامل الطاقة المتجددة، كما يمكن للأكسدة والاختزال أن يقلل الاعتماد على شبكات الطاقة التقليدية ويعزز أيضا التحول نحو عملية تحلية مياه محايدة للكربون وصديقة للبيئة".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: تحلیة میاه البحر إزالة الأملاح عملیة التحلیة تحلیة المیاه فی الشحنة التی ت
إقرأ أيضاً:
بسبب كسر مفاجيء .. مياه القاهرة: انقطاع المياه عن بعض المناطق
تعلن شركة مياه الشرب بالقاهرة أنه نظرا لظروف خارجة عن إرادتها بحدوث كسر مفاجيء بخط مياه قطر 800 مم بالطريق البطيء بالدائري أمام مستشفى البنك الاهلى،الأمر الذي يترتب عليه قطع المياه عن مناطق (منطقة الاستثمار - عباد الرحمن - منطقة ابراج سما ).
وقد قامت الشركة بالدفع بكافة إمكانياتها من معدات و مهندسيين وفنيين وعمال للعمل على سرعة الإصلاح في أقرب وقت وعودة المياه.
هذا وقد قامت الشركة بالدفع بسيارات مياه صالحة للشرب توزع مجانا بالمناطق المتأثرة وفى حالة طلبها يرجى الاتصال بالخط الساخن 125 أو على خدمة الواتس اب على رقم 01206665125 .
وكان قد اعلن المهندس مصطفى الشيمى رئيس مجلس إدارة شركة مياه الشرب بالقاهرة عن إطلاق المنصة الجيو مكانية SDI للشركة احد مشاريع التطوير للمنصة الرقمية الموحدة الخاصة بشركة مياه الشرب بالقاهرة ، واوضح أن شركة مياه الشرب بالقاهرة تعد من الشركات الرائدة فى هذا المجال حيث توفر المنصة الجيو مكانية أكثر من 82 طبقة جغرافية بما يوفر 82 معلومة مكانية متعلقة بال GIS و SCADA و iot sensors و GPS عن مواقع الشركة ومواقع الإصلاح والصيانة بالشوارع والميادين بالإضافة لبيانات عن فرق عمل الصيانة والإصلاح مثل عدد الافراد العاملين بالموقع وتبعية موقع الإصلاح لأى معمل أو محطة إنتاج مياه وكذلك المناطق الحيوية المحيطة بموقع الإصلاح بما يؤدى إلى تقليل زمن عمليات الإصلاح وإستدامات الخدمات المقدمة.
واضاف الشيمى ان المنصة الجيومكانية تسمح بالربط مع كافة الجهات المعنية بأنشطة الشركة مثل الشركة القابضة لمياه الشرب والصرف الصحى ووزارة البيئة ووزارة الموارد المائية والرى ومحافظة القاهرة والأحياء التابعة لها ، بما يضمن تحقيق التكامل مع هذه الجهات.
وأشار المهندس مصطفى الشيمى إلى أن إطلاق المنصة الجيومكانية يمثل المرحلة لحوكمة البيانات والتى سيليها بالتبعية مرحلة حوكمة العمليات والأنشطة التي تقوم بها الشركة وربطها بإجراءات العمل القياسية لكل قطاع أو إدارة تابعة للشركة بحيث يمكن قياس مؤشرات الأداء بشكل دقيق وكذلك مؤشرات دعم اتخاذ القرار من خلال لوحات احصائية Dashboards ، بحيث تخدم هذه التطويرات تحقيق أهداف التحول الرقمى وأهداف الشركة من حيث تقليل زمن الاستجابة لشكاوى المواطنين والتى قد وصلت وفقاً لأحدث التقارير لنسبة 98%.
بأرقام الشاسيه.. حماية المستهلك: وقف التعامل على هذه السيارات الجديدة