هل يمكننا تنسيق مصادر المياه لاستعادة المزيد من المياه بشكل مستدام؟

في العديد من الأماكن ، بما في ذلك جنوب كاليفورنيا ، يزيد تغير المناخ من مخاطر الجفاف والحاجة إلى موارد مائية جديدة ومستدامة. مع الأخذ في الاعتبار تيارات المياه عالية الملوحة ، مياه البحر أحيانًا ، للتخفيف من هذه الندرة ، ولكن نظرًا لأن هذه التيارات بحاجة إلى التحلية ، فإن الأمر يتطلب المزيد من الاستثمار في الطاقة. بعض مرافق التحلية قريبة من مرافق إعادة تدوير مياه الصرف الصحي ، مما يوفر فرصًا لتنسيق مصادر المياه المختلفة. استكشف الباحثون في كلية فيتربي للهندسة بجامعة جنوب كاليفورنيا مثل هذه الفرص لاستعادة المزيد من المياه بتكلفة أقل.

 

قال سوني أستاني ، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية ، تشايلدرز: “على الرغم من أن إعادة استخدام مياه الشرب وتحلية المياه تعتبر تقليديًا أجزاء منفصلة من مجموعة إمدادات المياه ، ففكر في الجمع بين معالجة مياه الصرف الصحي وتحلية المياه. النهج منطقي. تحقيق أهداف المياه والطاقة مع ضمان الامتثال للمعايير البيئية “.

 

لفهم هذه الفرصة ، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار السياق الحالي. أولاً ، زادت ملوحة مياه الصرف الصحي ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الحفاظ على المياه. هذا التدفق المائي العالي الملوحة أغلى ثمناً وقد يتطلب عملية تحلية. يعني التقدم في مرافق إعادة تدوير مياه الصرف الصحي أن عمليات التحلية (مثل التناضح العكسي ، الذي يقوم بتصفية المياه الملوثة من خلال مواد شبه منفذة للتنظيف) يمكن أن تساعد في معالجة التيارات عالية الملوحة بكفاءة نسبية.

 

قال تشايلدرز: “بسبب الحفاظ على المياه وأسباب أخرى ، تزداد الملوحة في مياه الصرف الصحي. على سبيل المثال ، في المناطق الساحلية ، يمكن لمياه البحر أن تخترق البنية التحتية لإعادة تدوير مياه الصرف الصحي وتزيد الملوحة. التأثير المباشر لزيادة الملوحة هو أنك قد تحتاج إلى تشغيل عملية التحلية الحالية تحت ضغط أعلى ، أو قد تحتاج إلى إدخال عملية تحلية جديدة لمعالجة المياه “.

 

تقليديا ، كانت التيارات عالية الملوحة مصدرًا مائيًا منخفض الأولوية لأن تحلية وتنقية هذه التيارات لتلبية المعايير البيئية والتنظيمية تستهلك الكثير من الطاقة. ومع ذلك ، إذا كان من الممكن تعديل عملية تحلية مياه البحر الحالية أو إضافة عملية جديدة لتحلية مياه البحر ، فإن تيار المياه ذات الملوحة العالية باستخدام قدرة التحلية سيصبح تيارًا أكثر جدوى لتلبية متطلبات إمدادات المياه.

إستراتيجية إدارة الطاقة لإعادة استخدام المياه

 

قال تشايلدرز إن تصريف المياه المالحة ينظمه معايير معينة ، مما يعني أن ملوحة الصرف الصحي يجب أن تكون أقل من مستوى معين وقد تكون مماثلة لملوحة مياه البحر ، والتي تبلغ 35 جرامًا لكل لتر. في البداية ، د. ركز وي على خلط مجاري المياه من مصادر مختلفة ، مع التركيز على تلبية المعايير التنظيمية لتركيز الملوحة في الجداول. ومع ذلك ، فقد قامت مؤخرًا بتعديل اتجاه بحثها لمراعاة وجهات نظر مختلفة.

 

“أو ، لقد أخذ وي في الاعتبار ، ما إذا كان بإمكاننا تلبية المتطلبات من خلال استخدام مياه الصرف الصحي بطريقة إعادة استخدام صالحة للشرب ، بدلاً من مجرد خلط مجاري النفايات في المحيط ، وما إذا كان بإمكاننا إعادة استخدامها واستخدام موارد المياه حتى نتمكن من ذلك ،” تشايلدريس قالت. هذا الإمداد بالمياه الإضافية؟

أدت تكاليف الطاقة المرتفعة في قطاع المياه إلى تضمين العديد من مرافق معالجة المياه والصرف الصحي استراتيجيات إدارة الطاقة. على سبيل المثال ، يقول الباحثون إن أجهزة استعادة الطاقة غالبًا ما يتم دمجها مع عمليات التناضح العكسي عالية الملح لتقليل استهلاك الطاقة في عملية تحلية المياه.

تقلل وحدة استعادة الطاقة من استهلاك الطاقة عن طريق تحويل الضغط المتبقي في تيار المحلول الملحي المركز (معالج) إلى تيار تغذية. وفقًا للباحثين ، اعتمادًا على ظروف التشغيل ، يمكن لجهاز استعادة الطاقة تقليل استهلاك الطاقة في مرافق تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي بنسبة تصل إلى 67٪.

 

قال تشايلدريس: “نحن نعمل بجد لتحقيق المرونة في معالجة المياه – تقييم الاختلافات في جودة المياه واستخدام طرق مختلفة لمعالجة تدفقات المياه المحددة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والحد الأدنى من النفايات”.

مع استمرار حالات الجفاف الناجمة عن تغير المناخ في تهديد موارد المياه التقليدية ، من المهم بشكل متزايد التفكير في كيفية التعامل مع المياه بمرونة واستدامة.

 

بالنظر إلى المستقبل ، ذكر تشايلدرس أن النظر إلى الماء بشكل مختلف قد يكون عاملاً رئيسياً في استخدام المياه بأكبر قدر ممكن من الكفاءة. بدأت مدن مثل لوس أنجلوس في تبني مبادرة تسمى One Water ، والتي تهدف إلى معالجة جميع موارد المياه في المدينة ككل والسعي لإدارتها بطريقة أكثر فائدة بيئيًا واقتصاديًا واجتماعيًا.

 

قال تشايلدريس: “بدلاً من تصنيف المياه على أنها مياه أمطار ، وصرف صحي ، ومياه بحر ، هل ينبغي أن نقول إن كل المياه بحاجة إلى المعالجة؟” “ثم يمكننا إلقاء نظرة على نظامنا وتقييم ما نحتاجه لتحقيق هذا الهدف. الهدف النهائي للمدن الساحلية مثل لوس أنجلوس هو إغلاق دورة المياه – ليس لتصريف المياه في المحيط ، ولكن لتحديد كل مورد ذي قيمة.” استنزاف الدفق وابحث عن طريقة لإعادة استخدامه. في الوقت الراهن. هذا مكلف للغاية ، ولكن نأمل أن يكون هذا هو المكان الذي نتجه إليه. “

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية