ملخص
أصبحت ندرة المياه على مستوى العالم تحديًا كبيرًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى النمو السكاني والتوسع الحضري، مما أدى إلى ارتفاع حاد في الطلب على المياه العذبة، التي لا يتوفر منها سوى 2.5 في المائة. ومن خلال تكنولوجيا تحلية المياه، يمكن إزالة الأملاح والشوائب الموجودة في مياه البحر وتحويلها إلى مياه عذبة صالحة للاستخدام. ستقدم هذه المقالة نظرة عامة على الصناعة حول نظرة عامة على تحلية المياه والتحديات وسلسلة الصناعة والتكنولوجيا والمعدات.
سلسلة الصناعة
يتم توفير أجهزة عالية الجودة، بما في ذلك أنظمة غشاء التناضح العكسي ووحدات التقطير الومضي متعددة المراحل، بالإضافة إلى مكونات مثل الآلات الدقيقة والمواد المقاومة للتآكل ووحدات استعادة الطاقة، من قبل موردي المعدات الأولية. تتولى شركات الهندسة المتوسطة المسؤولية عن تصميم المشروع والاستشارات والتنفيذ، بما في ذلك الأعمال المدنية وتركيب المعدات وتشغيلها. لقد أثبتت التطبيقات النهائية مثل إمدادات المياه البلدية والمياه الصناعية والري الزراعي الفوائد العملية لتكنولوجيا تحلية المياه.
تكنولوجيا تحلية المياه
تنقسم تكنولوجيا تحلية مياه البحر بشكل أساسي إلى طرق فيزيائية وكيميائية، حيث تشمل الطرق الفيزيائية الطرق الحرارية والاستخلاص والأغشية، والطرق الكيميائية بما في ذلك طرق تبادل الهيدرات والأيونات.
تعد عملية التبخير السريع متعدد المراحل (MSF) والتناضح العكسي (RO) من أهم عمليات تحلية المياه في الوقت الحاضر.
معدات تحلية المياه
يكمن جوهر تكنولوجيا تحلية مياه البحر في معدات تحلية مياه البحر، وأكثرها استخدامًا هي أنظمة غشاء التناضح العكسي ووحدات التقطير الوميضي متعددة المراحل.
تعمل أنظمة غشاء التناضح العكسي على تصفية الأملاح والشوائب عن طريق ضغط مياه البحر بحيث تمر جزيئات الماء عبر غشاء شبه منفذ مصمم خصيصًا. هذا النوع من المعدات مناسب للمنشآت الأصغر حجمًا حيث تتطلب معالجة كميات كبيرة من المياه تكامل أنظمة متعددة. ويتميز بانخفاض استهلاك الطاقة والمعدات المدمجة، ولكن الأغشية مكلفة وتتطلب الاستبدال الدوري.
تقوم وحدات التقطير الوميضي متعددة المراحل بتبخير مياه البحر عن طريق تسخينها ومن ثم إزالة الأملاح والشوائب من خلال الترشيح متعدد المراحل. يتمتع هذا الجهاز بكفاءة معالجة عالية وينتج مياه بجودة متسقة، ولكنه يستهلك طاقة عالية ومناسب لإمدادات المياه البلدية والصناعية في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة مثل الشرق الأوسط وشمال أفريقيا.
جهاز التحليل الكهربائي الذي يستخدم مجالًا كهربائيًا وفصل غشاء التبادل الأيوني الانتقائي للأيونات في مياه البحر، مناسب لمعالجة المياه منخفضة الملوحة، واستهلاك الطاقة منخفض نسبيًا، ويستخدم بشكل أساسي لمعالجة مياه الصرف الصناعي وإعادة استخدام المياه.
توفر مرافق ضغط سحب المياه مثل محطات الضخ وأوعية الضغط دعم الضغط اللازم لعملية تحلية المياه. هناك مجموعة واسعة من هذه المرافق، والتي يمكن تكييفها مع احتياجات عمليات تحلية المياه المختلفة.
تشتمل مرافق تنقية المياه على المرشحات وأجهزة التعقيم، والتي تستخدم لزيادة تنقية المياه العذبة المعالجة لتلبية معايير مياه الشرب وتحسين جودة المياه. وتستخدم هذه المرافق في المعالجة النهائية لإمدادات المياه البلدية والصناعية.
مطابقة الصناعة والمنتج
كل قطاع من قطاعات صناعة تحلية المياه لديه احتياجات محددة من المواد والمعدات، وقد ساعدت MTSCO الصناعة على النمو والتقدم من خلال توفير منتجات عالية المقاومة للتآكل وعالية القوة تلبي المتطلبات الصارمة لصناعة تحلية المياه. نقل مياه البحر، والمبخرات، ووحدات التناضح العكسي، ومضخات التحلية، وعمليات التبخير الوميضي متعددة المراحل.
نقل مياه البحر: الرابط الأساسي في عملية تحلية المياه، هناك طلب كبير على منتجات الأنابيب المقاومة للتآكل وعالية القوة، مثل الأنابيب الفولاذية المزدوجة 316L أو 2507.
المبخر: أحد المكونات الرئيسية لتحلية مياه البحر، وعادة ما يعتمد مواد ذات مقاومة ممتازة للتآكل، مثل 254SMO، 2205، 2507 الأنابيب الفولاذية المزدوجة والألواح والتجهيزات، مع ارتفاع الطلب.
جهاز التناضح العكسي: يتطلب جهاز التناضح العكسي في عملية التناضح العكسي مقاومة عالية للتآكل ومواد عالية القوة، مثل 254SMO، و2507 الأنابيب الفولاذية المزدوجة، والألواح، والتجهيزات، والفلانشات، مع ارتفاع الطلب.
مضخة تحلية مياه البحر: تلعب دوراً رئيسياً في عملية تحلية المياه، وتتطلب مواد عالية المقاومة للتآكل، مثل الأنابيب الفولاذية المزدوجة 2507، ذات الطلب الكبير.
تصنيع الأجزاء والمعدات الجاهزة في المجال الأساسي للمعدات: المواد عالية المقاومة للتآكل، مثل الفولاذ 6MO 31254، فإن الطلب منخفض نسبيًا مقارنة بالفولاذ ثنائي الطور.
تحليل قدرة الصناعة
وبحسب الإحصائيات، يوجد في العالم نحو 14 ألف محطة لتحلية المياه، تنتج نحو 36.2 مليون طن يومياً. واعتبارًا من أكتوبر 2022، يستطيع العالم إنتاج 107.95 مليون متر مكعب من المياه العذبة يوميًا، ويصل عدد محطات التحلية إلى 22757 محطة. وتشير هذه الأرقام إلى أن إنتاج مشاريع تحلية المياه يتزايد عاماً بعد عام، مما يعكس الطلب المتزايد على تكنولوجيا التحلية في مختلف البلدان، ومن المتوقع أن يستمر الإنتاج في النمو في المستقبل.
يتركز سوق تطبيقات هندسة تحلية مياه البحر بشكل رئيسي في مجال مياه الشرب، وهو ما يمثل حوالي 80٪. الأسواق الرئيسية هي الشرق الأوسط والولايات المتحدة، حيث تمثل المملكة العربية السعودية 22% من الإجمالي العالمي، والولايات المتحدة 15%، وأوروبا 12%، والإمارات العربية المتحدة 11%. يشهد الشرق الأوسط طلبا كبيرا على تكنولوجيا تحلية المياه بسبب نقص الموارد المائية في المنطقة نتيجة القيود الطبيعية. تعد محطة تحلية جبل علي في الإمارات العربية المتحدة الأكبر في العالم ويمكنها إنتاج 300 مليون متر مكعب من المياه العذبة سنويًا.
وفي السنوات الأخيرة، تم بناء مشاريع جديدة لتحلية المياه في مختلف البلدان، ومن المتوقع أن يستمر عدد المشاريع في النمو في السنوات المقبلة. وبلغ حجم صناعة تحلية المياه العالمية حوالي 18.26 مليار دولار أمريكي في عام 2019، ومن المتوقع أن يرتفع إلى 26.3 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025. بلغ حجم السوق حوالي 19.29 مليار دولار أمريكي في عام 2021، ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو مركب (CAGR) قدره 8.8٪ في الفترة من 2022 إلى 2028 ليصل إلى حجم سوق يبلغ 34.6 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2028. ارتفاع معدل التحضر والسكان النمو في جميع أنحاء العالم هي العوامل الرئيسية التي تدفع نمو السوق. كما يؤدي تغير المناخ وزيادة التلوث وندرة المياه إلى تعزيز الاستثمار وبناء مرافق تحلية المياه.
يتم تصنيف سوق معدات تحلية المياه حسب التكنولوجيا والتطبيق والمنطقة. وتهيمن تكنولوجيا غشاء التناضح العكسي على سوق تحلية المياه العالمية بحصة سوقية تزيد عن 70%؛ تعتبر إمدادات المياه البلدية مجال التطبيق الرئيسي بحصة سوقية تبلغ 60%؛ ومنطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا هي أكبر سوق إقليمية بحصة سوقية تبلغ 30%.
بلغ حجم السوق العالمية لمعدات تحلية المياه حوالي 160.8 مليار دولار في عام 2022، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ حوالي 15.6٪ من 2018-2022. ومن المتوقع أن يستمر السوق في التوسع في المستقبل، حيث من المتوقع أن يقترب حجم السوق من 448.7 مليار دولار بحلول عام 2029.
الرسم البياني: حالات التطبيق الهندسي لمشاريع تحلية المياه العالمية واسعة النطاق
خاتمة
يتمتع سوق تحلية المياه العالمي بآفاق واسعة. ومع التقدم التكنولوجي والطلب المتزايد، ستصبح تحلية المياه حلاً مهمًا للموارد المائية في المستقبل، وستلعب MTSCO دورًا مهمًا في تطوير الصناعة بمنتجاتها عالية الأداء، مما يساهم في التنمية المستدامة للمجتمع والاقتصاد.
المصادر المذكورة
1. شركة الإمارات الوطنية لتحلية المياه. (2023). نظرة عامة على محطة تحلية جبل علي.
2. وكالة حماية البيئة. (2022). تأثير تحلية المياه على البيئة البحرية. واشنطن العاصمة: وكالة حماية البيئة.
3. تقرير سوق تحلية المياه العالمية. (2023). تحليل شامل لصناعة تحلية المياه. لندن: أبحاث سوق المياه.
4. شركة أبحاث السوق العالمية. (2022). اتجاهات وتوقعات صناعة تحلية المياه.
5. الاستخبارات العالمية للمياه. (2022). قاعدة بيانات محطات ومشاريع تحلية المياه. أكسفورد: جي دبليو آي.
6. تقرير إدارة الموارد المائية العالمية. (2022). الاستخدام الصناعي والزراعي للمياه المحلاة.
7. تقرير سوق معدات معالجة المياه العالمية. (2023). تحليل موردي معدات تحلية المياه.
8. مجلة معالجة المياه الصناعية. (2023). تطبيقات المياه المحلاة في الصناعة.
9. الجمعية الدولية لتحلية المياه. (2022). تقرير حالة الصناعة. لندن: المؤسسة الدولية للتنمية.
10. الجمعية الدولية لتحلية المياه. (2022). نظرة عامة على السوق وتوقعاته. لندن: المؤسسة الدولية للتنمية.
11. المعهد الدولي لإدارة الموارد. (2023). الاتجاهات المستقبلية في تحلية المياه.
12. المعهد الدولي لإدارة المياه. (2022). التقدم في تكنولوجيا تحلية المياه. كولومبو: المعهد الدولي لإدارة المياه.
13. المراجعة السنوية للمياه البلدية. (2023). إمدادات المياه في المناطق الحضرية من خلال تحلية المياه. نيويورك: جمعية المياه البلدية.
14. المركز السعودي لأبحاث تحلية المياه. (2022). التقرير السنوي عن إنتاج المياه. الرياض: مركز بحوث التنمية.
15. الأمم المتحدة. (2021). تقرير تنمية المياه في العالم 2021. نيويورك: الأمم المتحدة.
16. ويكيبيديا. (2022). تحلية مياه البحر. تم الاسترجاع من https://en.wikipedia.org/wiki/Seawater_desalination.
17. البنك الدولي. (2023). تمويل مشاريع تحلية المياه في الدول النامية. واشنطن العاصمة: البنك الدولي.
18. الجمعية العالمية لتحلية المياه. (2023). تحليل السوق العالمية لتحلية المياه. لندن: WDA.
19. مجلة العلوم الزراعية. (2023). استخدام المياه المحلاة في الري.
20. معهد بحوث تكنولوجيا تحلية المياه. (2023). تحديات تحلية مياه البحر.
21. مجلة التكنولوجيا الهندسية. (2023). تخطيط وتنفيذ مشاريع تحلية المياه.
22. تقرير الشركة العالمية للإستشارات الهندسية. (2023). الاستشارات الفنية لمشاريع تحلية المياه.