ثقب فواصل أغشية التحلية يخلصها من الوسخ

[القاهرة] عدل باحث بالسعودية من تصميم فواصل أنظمة الأغشية الحلزونية المستخدمة في محطات إعذاب المياه، ما يُكسبها قدرةً على زيادة إنتاجية المياه المحلاة، وتوفيرًا في الطاقة.

وأنتج نور الدين غفور -الأستاذ في قسم العلوم والهندسة البيولوجية والبيئية بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية- نموذجًا أوليًّا من هذه الفواصل، استخدمه مع أغشية تبلغ مساحتها 50 سنتيمترًا مربعًا.

وحصل الباحث على براءة اختراع دولية لمنتجه مؤخرًا، وكان قد اختبر الفواصل على نطاق معملي قبل ثلاث سنوات.

 تُعَد الأغشية الحلزونية أحد أهم وأكثر أنواع الأغشية استخدامًا في محطات تحلية المياه؛ إذ تتمتع بميزة التكلفة المنخفضة للمكونات والتشغيل.

وتتكون أغشية الترشيح من طبقات يفصل بينها فواصل مكونة من مواد بلاستيكية، تتخذ شكل المربعات المتراصة جنبًا إلى جنب، مكوِّنةً شبكة، وفق توضيح غفور، الباحث في مركز تحلية وإعادة استخدام المياه التابع للجامعة.

والمشكلة التي يواجهها هذا النوع من الأغشية، تتمثل في أن الفواصل المستخدمة حاليًّا تُعَد بيئةً خصبةً لنمو البكتيريا.

والسبب أن نقاط التقاء مربعات الشبكة (المنطقة الميتة) لا تصلها المياه في أثناء تدفقها عبر الغشاء، فتتراكم القاذورات فيها.

يقول غفور لشبكة SciDev.Net: ”استخدمنا طابعة ثلاثية الأبعاد لتغيير هندسة شكل الفواصل بثقب منطقة التقاء المربعات، فلم يعد هناك مكان يسمح بنمو البكتيريا والقاذورات“.

وأشار الباحث إلى أن تطوير تلك الفواصل وتحسينها يظل تحديًا رئيسًا لأنظمة الأغشية الحلزونية؛ نظرًا لتأثيرها على الأداء الهيدرودينامي لأنظمة التحلية، بالإضافة إلى نمو القاذورات الذي يكلف محطات التحلية الكثير.

ويستطرد غفور: ”هذه الفواصل ستوفر ما تتكلفه محطات تحلية المياه في عملية إزالة الأوساخ من الأغشية باستخدام مواد كيماوية، إضافةً إلى ذلك فإن الفواصل الجديدة ستساعد في زيادة إنتاج المياه المحلاة، وتوفير الطاقة“.

وجود البكتيريا والقاذورات في الفواصل التقليدية يزيد من عملية الضغط على الغشاء، وهو ما يستدعي استهلاك المزيد من الطاقة، ولكن مع الفواصل المبتكرة ينخفض هذا الضغط بحوالي 35%، كما يؤكد غفور.

”إلى جانب ذلك، فإن تدفُّق المياه عبر الأغشية يزيد بنسبة 75% مع الفواصل الجديدة مقارنةً بالفواصل التقليدية، وهو ما يحقق إنتاجية مياه أعلى بنسبة 30%“.

وكان غفور قد نشر نتائج بحثه في دورية أبحاث المياه في سبتمبر من العام الماضي.

يثني نادر فريحة -أستاذ تحلية المياه بجامعة صفاقس في تونس- على تلك الفواصل الجديدة، لكنه يتساءل عن سبب اختياره ثقبًا واحدًا فقط في منطقة التقاء المربعات، ولماذا لم يثقبها عدة ثقوب.

كذلك يتساءل فريحة عن الجدوى الاقتصادية لتصنيع الفواصل المبتكرة واعتمادها في أنظمة التحلية مقارنةً بالفواصل التقليدية.

وحذر فريحة من أن المتعاملين مع تلك الأنظمة قد يصلون إلى قرار أن تكلفة الأغشية التي تتضمن الفواصل المبتكرة لا ترجح كفتها، حتى مع الإيجابيات التي توفرها.

ويرد غفور على تساؤلات فريحة، موضحًا أنه خلال البحث المعملي أجرى مقارنةً بين الأغشية التي تتضمن فواصل تقليدية وأخرى مبتكرة تتضمن فواصل من ثلاثة ثقوب وثقبين وثقب واحد، وحصل على أفضل النتائج مع الفواصل ذات الثقب الواحد.

أما التكلفة، فيؤكد غفور: ”النتائج على النطاق الضيق كانت مبشرة جدًّا، لكن الإجابة الدقيقة رهنٌ بالانتقال من مرحلة النموذج الأولي إلى مرحلة الإنتاج على نطاق أكبر من خلال نموذج نصف صناعي، وهو الأمر الذي قد يتم قريبا“، مشيرًا إلى مفاوضات بين الجامعة وشركة أمريكية تبتغي تنفيذ الابتكار على نطاق أكبر.