الجودة نظام مياه الشرب بالطاقة الشمسية & نظام تنقية المياه بالطاقة الشمسية مصنع

    تحلية مياه البحر، كحل مهم لمشكلة نقص المياه العالمية، جذبت العديد من المؤسسات البحثية والشركات لاستثمار موارد كبيرة في البحث والتطوير. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا والتخفيض التدريجي للتكاليف، تنتقل تقنية تحلية مياه البحر تدريجياً من المختبر إلى التطبيقات الصناعية واسعة النطاق. ستستكشف هذه المقالة الوضع الحالي لتطبيق التكنولوجيا في تحلية مياه البحر، والطرق السائدة، واتجاهات التنمية الخاصة بها.  I. نظرة عامة على تكنولوجيا التحلية تشير تحلية مياه البحر إلى التكنولوجيا التي تزيل الملح من مياه البحر من خلال سلسلة من العمليات، وبالتالي الحصول على المياه العذبة. هذه التكنولوجيا لا تتأثر بالوقت أو الموقع أو المناخ، ويمكنها زيادة الكمية الإجمالية للمياه العذبة، مما يوفر دعمًا قويًا لحل مشكلة ندرة المياه. على مستوى العالم، يكرس أكثر من مائة مؤسسة بحثية في أكثر من عشر دول للبحث في تحلية مياه البحر، وقد طورت أنواعًا مختلفة من مرافق تحلية مياه البحر بهياكل وقدرات مختلفة. تنتشر هذه المرافق على نطاق واسع في المناطق الساحلية، مما يوفر إمدادات مستقرة من المياه العذبة للسكان المحليين والإنتاج الصناعي.  II. تقنيات التحلية السائدة في الوقت الحاضر، تشمل تقنيات التحلية السائدة في السوق بشكل أساسي فئتين: طريقة التقطير وطريقة الغشاء. التقطير هو طريقة تتضمن تسخين مياه البحر لجعلها تتبخر، ثم تكثيف وتجميع البخار للحصول على المياه العذبة. تتمتع هذه الطريقة بتاريخ طويل وتكنولوجيا ناضجة، وتشمل بشكل أساسي التقطير الوميضي متعدد المراحل (MSF)، والتأثير المتعدد ذو درجة الحرارة المنخفضة (LT-MED)، وتقنيات التقطير بالتبخير بالضغط (MVC). تستخدم تقنيات التقطير الوميضي متعدد المراحل والتأثير المتعدد ذو درجة الحرارة المنخفضة بشكل أساسي البخار كمصدر للحرارة وغالبًا ما يتم دمجها مع محطات الطاقة، واستخراج البخار المهدر من التوربينات لإنتاج المياه المقطرة. تستخدم تقنية التقطير بالتبخير بالضغط تقنية تبخير المضخة الحرارية وتستخدم فقط الطاقة الكهربائية، مما يجعلها مناسبة للمناطق الجزرية التي لا تحتوي على مصادر حرارة. تعتبر تكنولوجيا تحلية مياه البحر القائمة على الغشاء ممثلة بشكل أساسي بتقنية التناضح العكسي (RO). تستخدم هذه التكنولوجيا أغشية شبه منفذة، مما يسمح للمياه بالمرور تحت الضغط مع الاحتفاظ بالملح والشوائب. مع التحسين المستمر لمواد الغشاء وتقليل تكاليف التصنيع، أصبحت تقنية التناضح العكسي واحدة من الطرق السائدة لتحلية مياه البحر. تستخدم أجهزة التناضح العكسي الحديثة عادةً عناصر غشاء ملفوفة حلزونيًا مصنوعة من مواد مركبة بوليمرية، تتميز بقدرة إنتاج مياه عالية، واستهلاك منخفض للطاقة، وسهولة الصيانة.  III. الابتكار التكنولوجي والتطوير في تحلية مياه البحر في السنوات الأخيرة، أحرزت تكنولوجيا تحلية مياه البحر تقدمًا كبيرًا في مجالات مثل الابتكار في المواد، وتحسين العمليات، والتشغيل الذكي. من حيث الابتكار في المواد، وفر تطوير طرق الامتصاص المركبة الجديدة ومكونات مضخة الأيونات الانتقائية المزيد من الخيارات لتحلية مياه البحر. على سبيل المثال، حققت إسرائيل انفراجات كبيرة في طريقة الامتصاص المركبة الجديدة، مع مصفوفة أكسيد الحديد - الكربون المنشط ذات البنية الكسورية الخاصة القادرة على تكوين امتصاص عالي الكفاءة لأيونات الكلوريد في ظل ظروف درجة الحرارة العادية. زاد مشروع المياه العذبة التابع للاتحاد الأوروبي من كفاءة تحلية مياه البحر بنسبة 45٪ من خلال تطوير مكونات مضخة الأيونات الانتقائية. من حيث تحسين العمليات، أدى تطبيق التقنيات المبتكرة مثل طريقة الغشاء المزدوجة، وتقنية تسخين المياه المتبقية وتكملة المياه، وتقنية التقطير الغشائي إلى زيادة تعزيز كفاءة واقتصاد تحلية مياه البحر. على سبيل المثال، أدت تقنية تسخين المياه المتبقية وتكملة المياه التي ابتكرتها محطة توليد الطاقة في صحار في عمان إلى تقليل استهلاك الطاقة النوعي لمعدات التبخر الوميضي متعدد المراحل. أحرز الفريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة شيامن تقدمًا جديدًا في تقنية التقطير الغشائي، على التوالي، من خلال اعتماد أغشية فجوة هوائية PTFE فائقة الكارهة للماء واستخدام طرق تعزيز الاضطراب بالإشعاع فوق الصوتي لتحسين التدفق وأداء مقاومة الملح لمكونات التقطير الغشائي. من حيث التشغيل الذكي، مع تطبيق الأدوات الرقمية وتراكم الخبرة الهندسية، أصبح تشغيل وصيانة مشاريع تحلية مياه البحر أكثر دقة وكفاءة. على سبيل المثال، أظهر اختبار تجريبي أجراه فريق بحثي في مقاطعة تشجيانغ على وضع حقن المواد الكيميائية النبضي أن طريقة التنظيف الدورية ثلاثية التردد يمكن أن تقلل من ترسب الشوائب بنسبة 42٪. قلل نظام الفحص المتبادل الذي اعتمدته محطة تحلية مياه البحر في تشوانتشو والتي تعمل منذ ثماني سنوات بشكل كبير من تكاليف الصيانة.  IV. الآفاق المستقبلية لتكنولوجيا التحلية في المستقبل، من المتوقع أن تحقق تكنولوجيا تحلية مياه البحر انفراجات في كل من الأجهزة الصغيرة المحمولة وأنظمة الدوران الصناعية الجديدة للمشاريع واسعة النطاق. يمكن للأجهزة الصغيرة المحمولة التي تم تطويرها بناءً على مبادئ الموائع الدقيقة تلبية متطلبات المياه العذبة في المناطق النائية وحالات الطوارئ. في الوقت نفسه، سيؤدي تحسين نظام الدوران الصناعي الجديد للمشاريع واسعة النطاق إلى تعزيز تطبيق وتعزيز تكنولوجيا تحلية مياه البحر على نطاق أوسع.      علاوة على ذلك، مع اشتداد تغير المناخ وتزايد حدة مشاكل نقص المياه، ستصبح تكنولوجيا التحلية خيارًا مهمًا لمزيد من البلدان والمناطق لمعالجة مشاكل مواردها المائية. يجب على الحكومات والشركات والمؤسسات البحثية تعزيز التعاون لتعزيز البحث وتطبيق تكنولوجيا التحلية بشكل مشترك، والمساهمة في التنمية المستدامة للبشرية.

أولاً، التقطير هو واحدة من أقدم الطرق المستخدمة في تحلية مياه البحر. تستخدم هذه الطريقة معدات التقطير لتسخين مياه البحر إلى نقطة غليانها، وتوليد البخار،ومن ثم تكثيف البخار في الماء العذبأثناء هذه العملية، يبقى الملح وغيره من الشوائب في مياه البحر، لتحقيق الغرض من تحلية مياه البحر.ميزة التقطير هي أنه يمكنه إزالة الملح والشوائب تماماًومع ذلك، فإن التقطير يتطلب كمية كبيرة من الطاقة لتسخين مياه البحر، وهو مكلف، والمعدات ضخمة، مما يجعلها غير مناسبة للتطبيق على نطاق واسع. ثانياً، التناضح العكسي هو أحد أكثر تقنيات تحلية مياه البحر استخداماً في الوقت الحالي. تستخدم هذه الطريقة ضغطاً عالياً لتصفية مياه البحر من خلال أغشية شبه قابلة للشفافية،مما يسمح لجزيئات الماء بالمرور عبر الغشاء بينما يتم الاحتفاظ بالملح والشوائب خارج الغشاءمن خلال هذه العملية ، يمكن الحصول على مياه عذبة عالية الجودة. ميزة التناضح العكسي هي أن العملية بسيطة ، والمعدات صغيرة الحجم ،وهي مناسبة لمختلف نطاقات الإنتاجومع ذلك ، فإن التناضح العكسي يتطلب كمية كبيرة من الطاقة لتوليد ضغط مرتفع ، وتكلفة الغشاء شبه الشفاف مرتفعة أيضًا. وأخيراً ، تبادل الأيونات هو طريقة تستخدم الراتنجات المحددة لإزالة الملح والشوائب من مياه البحر. تستخدم هذه الطريقة الراتنجات المبادلة للأيونات لاستيعاب أيونات الملح والشوائب في مياه البحر ،وبالتالي الحصول على المياه العذبةميزة تبادل الأيونات هي أن العملية بسيطة، وتكلفة المعدات منخفضة نسبيا، ويمكن أيضا الحصول على مياه عذبة عالية الجودة.الراتنجات المتبادلة للأيونات تحتاج إلى استبدال وتجديد منتظم، والتكلفة مرتفعة. علاوة على ذلك، لديهم متطلبات عالية لجودة المياه. باختصار، التقطير، التناضح العكسي، وتبادل الأيونات هي حاليا أكثر طرق تحلية مياه البحر استخداما على نطاق واسع. كل طريقة لها مزاياها وحدودها،و يجب اختيار التكنولوجيا المناسبة بناء على الظروف الخاصةفي المستقبل، مع تطور التكنولوجيا واستخدام الطاقة المستدامة، يعتقد أن تكنولوجيا تحلية مياه البحر سوف تصبح أكثر نضجا،توفير حلول أفضل لمشكلة نقص المياه.

مقدمة لمعدات مياه الشرب الصافية الشمسية المباشرة Pure solar direct drinking water equipment is a high-tech water purification system that completely relies on solar energy as the sole energy source to purify untreated or polluted raw water (such as river water، مياه البحيرات، مياه الآبار، المياه المالحة، وحتى مياه البحر) لتلبية معيار الشرب المباشر.إنه يدمج تكنولوجيا توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتكنولوجيا معالجة المياه الفعالة (في الأساس تكنولوجيا التنافس العكسي RO)، وهي مصممة خصيصًا لحل مشكلة مياه الشرب الآمنة في المناطق التي لا تحتوي على تغطية موثوقة لشبكة الكهرباء ، مع موارد مياه نادرة أو نوعية مياه سيئة (مثل القرى النائية ،الجزر، المناطق الرعوية، ومخيمات العمليات الميدانية، والمناطق المتضررة من الكوارث ومحطات مراقبة البيئة، وما إلى ذلك.عملية بسيطة وصيانة مريحة لمصدر المياه الشرب. الخصائص الأساسيةتعمل بالطاقة الشمسية بنسبة 100%استقلالية الطاقة: خالية تماماً من الاعتماد على شبكة الكهرباء أو مولدات الوقود الأحفوري، ويمكن أن تعمل طالما هناك ضوء الشمس.انبعاثات الكربون الصفرية: عملية التشغيل لا تنتج أي غازات الدفيئة أو تلوث البيئة ، مما يجعلها تكنولوجيا خضراء وصديقة للبيئة حقًا.قابلية التكيف القوية: مناسبة بشكل خاص للمناطق النائية والمعزولة مع تغطية شبكة غير كافية أو لا شبكة على الإطلاق.إنتاج مياه شرب مباشرة عالية الجودةالتنقية العميقة: تستخدم أساسا تقنية التناضح العكسي ، ويمكن أن تزيل بشكل فعال الغالبية العظمى من الأملاح المذابة في الماء (مع معدل تحلية يزيد عن 95-99٪) ، أيونات المعادن الثقيلة ،المواد العضويةالبكتيريا والفيروسات والكولويديات وغيرها من الشوائبتتوافق جودة المياه المطهرة مع معايير النظافة الوطنية والدولية (مثل منظمة الصحة العالمية) لمياه الشرب المباشرة ولديها طعم حلو.التكامل العالي والذكاءالتصميم المتكامل عادة ، الألواح الشمسية (ألواح الطاقة الكهروضوئية) ، وجهاز التحكم في الشحن الشمسي ، وبطاريات تخزين الطاقة (لإمداد الطاقة في الظلام أو الضوء الضعيف) ، مضخات الضغط العالي ،وحدات غشاء التناضح العكسي (غشاء RO)، مرشحات المعالجة المسبقة (مثل القطن PP ، الكربون المنشط) ، أجهزة مضادة للبكتيريا بعد المعالجة (مثل معالجات الأشعة فوق البنفسجية أو مرشحات الكربون المنشط) ،و أنظمة التحكم الذكية متكاملة على إطار صغير أو منصة متنقلة.التشغيل التلقائي: من خلال جهاز التحكم الذكي ، يمكن للمعدات بدء وإيقاف مضخة الضغط العالي تلقائيًا بناءً على كثافة الضوء ، وتحسين تشغيل النظام ،وتحقيق التشغيل دون مراقبةعادة ما يكون لها وظائف حماية ذاتية (مثل حماية نقص المياه، حماية الضغط العالي والمنخفض، الخ).مراقبة الحالة: يمكن تجهيزها بشاشة عرض أو وحدة مراقبة عن بعد لإظهار حالة العمل (مثل تدفق إنتاج المياه ، قيمة TDS لجودة المياه ، طاقة البطارية ،ضغط النظام، الخ).توفير الطاقة وتحسين الكفاءةمضخة الضغط العالي تعمل مباشرة بالطاقة الشمسية ولها كفاءة عالية.يحسن جهاز التحكم مطابقة طاقة الدخول الشمسية والقوة المطلوبة من قبل التناضح العكسي لتحسين معدل استخدام الطاقة.قد تستخدم بعض الأنظمة الحرارة الشمسية لمساعدة استخدام الحرارة في درجات الحرارة المنخفضة أو تبني تقنية مضخة التردد المتغير عالية الكفاءة.التشكيل والقدرة على التوسعفي التصميم، غالبًا ما يتم اعتماد المفهوم الوحدي، مما يسهل زيادة مساحة الألواح الشمسية،سعة البطارية وعدد أغشية التناضح العكسي وفقًا لطلب استهلاك المياه الفعلي.يمكن نشرها بمرونة كجهاز ثابت أو متنقل (مثل المركبات أو السفن) أو جهاز محمول طارئ.صيانة بسيطة وتكلفة تشغيل منخفضة:المواد الاستهلاكية الرئيسية هي عنصر المرشح قبل المعالجة وعنصر غشاء RO.يمكن استبدالها بانتظام (اعتمادا على نوعية مياه المصدر واستهلاك المياه).الطاقة مجانية، وتكلفة التشغيل الرئيسية هي نفقات استبدال المواد الاستهلاكية.لديها درجة عالية من الأتمتة، مما يقلل كثيرا من الحاجة إلى التدخل اليدوي.مجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيقالمناطق الريفية النائية والمناطق الرعوية والجزر والمناطق الأخرى التي لا تملك شبكات كهرباء أو لديها شبكات كهربائية ضعيفة.البحث الميداني، الاستكشاف، المسح والرسوم البيانية، ومعسكرات البناء الهندسية.مواقع حرس الحدود ومواقع الإغاثة الطارئة في حالات الكوارث.سفن، فيلا جزيرة، مزارع بيئية.وباعتبارها بنية تحتية مستدامة، فإنها تساهم في برنامج مياه الشرب النظيفة العالمي. ملخص:معدات مياه الشرب الشمسية المباشرة الصافية تلتقط أشعة الشمس وتحولها إلى طاقة كهربائية لتشغيل جهاز المعالجة المسبقة ومضخة الضغط العالي وجهاز التطهير.باستخدام مبدأ الفحص الفيزيائي لأغشية التناضح العكسي، فإنه يفصل العديد من الشوائب من جزيئات الماء تحت الضغط، مما ينتج في نهاية المطاف مياه نقية يمكن شربها مباشرة.الموثوقية العالية لتأثير تنقيته، فضلا عن فوائدها الاجتماعية الكبيرة وصديقتها للبيئة في حل مشكلة مياه الشرب في مناطق محددة.

    معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية الريفية واستغلال الموارد، وتعزيز التنمية عالية الجودة للزراعة البيئية الريفية، الأولى "معدات استخدام ومعالجة مياه الصرف الصحي المتكاملة بالطاقة الشمسية النقية" في الدولة. اكتمل مشروع معدات استخدام ومعالجة مياه الصرف الصحي المتكاملة بالطاقة الشمسية النقية في يوفانغزوانغ، والذي تم بناؤه في قرية هي آن، مقاطعة منغتشينغ بمساعدة من الإدارة الإقليمية للبيئة، وتم وضعه قيد الاستخدام، مما أدى إلى حل مشكلة معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية واستغلال الموارد لسكان هذه القرية. لقد حول الصرف الصحي إلى كنز وعزز بشكل أكبر خريطة بناء قرية جميلة ومتناغمة في قرية هي آن. في بعد ظهر يوم 8 أغسطس 2024، قادت الإدارة الإقليمية للبيئة فريقًا لزيارة قرية هي آن في مقاطعة منغتشينغ. وأجروا فحصًا ميدانيًا لاستكمال وتشغيل أول معدات استخدام ومعالجة مياه الصرف الصحي المتكاملة بالطاقة الشمسية النقية في البلاد والتي تم تطويرها بشكل مشترك من قبل جامعة بنغبو وشركة باولو للإلكترونيات الضوئية المحدودة.إن التشغيل الناجح لهذه المعدات قد حل تمامًا مشكلة معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية للسكان المحليين وتحويل النفايات إلى كنز، مما يمثل معيارًا جديدًا للتكامل العميق للطاقة الخضراء وحماية البيئة.هذا الإنجاز المبتكر لا يضخ فقط قوة دافعة قوية في تحسين البيئة البيئية المحلية، ولكنه يوفر أيضًا مثالًا مرجعيًا للغاية لمعالجة مياه الصرف الصحي في مناطق أخرى. اكتملت محطة معالجة مياه الصرف الصحي في قرية هي آن في يوليو 2024، بطاقة معالجة يومية تبلغ 10 أمتار مكعبة، والمياه الخام هي مياه الصرف الصحي المنزلية من المزارعين. يعتمد هذا المشروع "معدات معالجة مياه الصرف الصحي المتكاملة بالطاقة الشمسية (براءة اختراع رقم: ZL201921370010.9)" التي طورتها شركتنا، ويختار عملية التهوية الهوائية متعددة المراحل المتكاملة + التعويم الدقيق بالهواء (SAOF). من خلال الرفع الكمي والإدارة الدقيقة، فقد حقق امتثالًا مستقرًا طويل الأجل لمعايير التصريف ويمكن ضخه للري لاستغلال الموارد.يمثل "أول نظام ري بالضخ الذكي + إمداد بالطاقة الشمسية النقية في البلاد" الذي تم وضعه قيد الاستخدام في هذا المشروع الإنجازات المشجعة التي حققتها جامعة بنغبو وشركة باولو للإلكترونيات الضوئية في التنمية المتعمقة للتعاون بين المدارس والشركات. إنه أيضًا اختراق كبير في تكنولوجيا الإدارة البيئية المستدامة، مما يحقق حقًا الاكتفاء الذاتي في معالجة مياه الصرف الصحي والتصريف الصفري للتلوث. هذه الخطوة المبتكرة لا تحل فقط مشكلة معالجة مياه الصرف الصحي الريفية بشكل فعال، ولكنها تفتح أيضًا مسارًا جديدًا لتحسين البيئة البيئية الريفية والاستخدام المستدام للموارد. في المستقبل، من المتوقع أن يتم الترويج لهذه التكنولوجيا وتطبيقها على نطاق أوسع في جميع أنحاء البلاد، مما يدفع قضية معالجة مياه الصرف الصحي الريفية في بلدنا إلى مستوى جديد، والمساهمة بشكل أكبر في بناء القرى الجميلة والحضارة البيئية، وتمكين المناطق الريفية الشاسعة من الحصول على مسار أوسع للتنمية الخضراء، والسماح للمزارعين بالاستمتاع ببيئة بيئية أكثر جمالًا وحياة أكثر ازدهارًا.