"كاوست" تطور تقنية غشاء ترشيح جديدة ترفع من استدامة عملية تحلية المياه

السعودية - بواسطة أيمن الوشواش - طوّر علماء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) غشاءً جديدًا لتحلية المياه يُحسّن كفاءة تحويل مياه البحر والمحاليل الملحية عالية التركيز إلى مياه عذبة. ويقدّم البحث غشاءً من البوليمر يمكن توسيع نطاقه، ويعمل في ظروف حرارة وضغط البيئة المحيطة، ويحقق معدلات عالية من إزالة الملح مع متطلبات طاقة أقل بكثير مقارنة بالأساليب التقليدية. ويجري حاليًا تقييم هذه التقنية على نطاق تجريبي في "كاوست"، ما يقرّبها خطوة إضافية من الاستخدام العملي المستدام في أرض الواقع.

تلعب تحلية المياه دورًا محوريًا في أنظمة المياه بالمناطق الجافة، ومع تزايد الطلب على المياه العذبة تظل الابتكارات المستمرة ضرورة لتحسين الكفاءة والمرونة. وتعتمد العديد من التقنيات الحالية على مدخلات طاقة مرتفعة، أو تواجه تحديات عند معالجة المحاليل الملحية المركّزة، وعلى الرغم من استفادتها من اقتصاديات الحجم، فإنها تبقى مرتفعة التكلفة عند التطبيقات الصغيرة، أو في المناطق النائية. ويعالج الغشاء الذي طورته "كاوست" هذه القيود من خلال تمكين إنتاج المياه العذبة في ظروف تشغيل أكثر اعتدالًا، بما يوسّع نطاق الاستخدام وحزمة أنواع المياه التي يمكن معالجتها بكفاءة.

ويقدّم البحث أغشية رقيقة طاردة للماء ذات مسامات بمقياس دون النانومتر لعمليات التقطير الغشائي، ومصممه للسماح بمرور بخار الماء مع حجب الأملاح والملوثات بكفاءة عالية، مع الحفاظ على معدلات فائقة لرفض الأملاح حتى عند معالجة محاليل ملحية يصعب عادةً التعامل معها وتكون مكلفة.

تُعد موثوقية وكفاءة إنتاج المياه أولوية استراتيجية طويلة الأمد للمملكة العربية السعودية. فالمملكة من أكبر منتجي المياه المحلاة عالميًا، ومن المتوقع أن يزداد الطلب مع نمو السكان وتوسع الأنشطة الصناعية. لذا تكتسب التقنيات التي تُحسّن الأداء، وتخفض استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل أهمية متزايدة. وعلى خلاف العديد من مفاهيم التحلية المتقدمة التي تبقى حبيسة المختبرات، يجري بالفعل تقييم غشاء كاوست على نطاق تجريبي داخل الحرم الجامعي، مع اهتمام الشركاء الصناعيين باستكشاف مسارات تطبيقه ونشره على نطاق واسع.

وقال البروفيسور نورالدين غفور، المؤلف الرئيسي للدراسة والمتخصص في تحلية المياه ومعالجتها في كاوست "تعد المياه والطاقة تحديين لا ينفصلان بالنسبة للمملكة العربية السعودية. وتظهر هذه الدراسة أنه من الممكن تحلية ليس فقط مياه البحر، بل حتى المحاليل الملحية عالية التركيز، باستخدام طاقة أقل بكثير من الطرق التقليدية. كما أن كاوست توفر بيئة متميزة يمكن فيها تحويل علوم المواد الأساسية إلى تقنيات عمليّة تستجيب للاحتياجات المجتمع الحقيقية".

بالإضافة إلى إنتاج المياه العذبة، يمكن أن تساعد تقنية الأغشية أيضًا في معالجة المياه المالحة عالية التركيز والمياه الناتجة عن محطات تحلية المياه ومواقع إنتاج النفط الحالية، مما يوفر مسارًا لتحسين استعادة المياه مع تقليل البصمة البيئية.

تدعم هذه الدراسة الجهود المتواصلة لتعزيز استدامة المياه وكفاءة الطاقة والابتكار التطبيقي. ومع استمرار الاختبارات التجريبية، سيقيّم الفريق قابلية توسيع نطاق التقنية ومدى متانتها تحت ظروف تشغيلية مختلفة، بما يوجّه التطبيقات المستقبلية عبر أنظمة المياه الصناعية والبلدية.