تساهم تقنية الأغشية في تحقيق تحلية مياه البحر منخفضة الكربون.

أصبحت مشكلة نقص الموارد المائية بارزة بشكل متزايد، وأصبحت تقنية تحلية مياه البحر إحدى الطرق المهمة لحل المشكلة.

تحلية مياه البحر هي عملية إزالة الملح والمعادن الزائدة من مياه البحر للحصول على مياه عذبة صالحة للاستخدام. يوجد حاليًا أكثر من عشرين تقنية لتحلية مياه البحر في جميع أنحاء العالم. يمكن تصنيف هذه التقنيات بشكل أساسي إلى فئتين: الأولى هي تقنيات تحلية المياه الحرارية التي تمثلها التقطير متعدد التأثيرات والتقطير الفوري متعدد المراحل؛ والأخرى هي تقنيات الأغشية التي تمثلها التناضح العكسي.

تُعد أغشية التناضح العكسي تقنية فصل فعّالة. وفي كل من الحياة اليومية والإنتاج الصناعي، يمكننا دائمًا العثور على آثار للأغشية في مجالات مختلفة مثل الطاقة الجديدة والطب الحيوي ومعالجة المياه.

في الوقت الحالي، أصبحت طريقة غشاء التناضح العكسي هي تقنية تحلية المياه الأكثر استخدامًا على مستوى العالم، حيث تمثل حوالي 69% من القدرة المركبة. التناضح العكسي، المعروف أيضًا باسم الترشيح الغشائي، هو عملية فيزيائية حيث تكون التكنولوجيا الأساسية هي غشاء تحلية المياه. تُستخدم مضخات المياه عالية الطاقة لدفع مياه البحر نحو غشاء تحلية المياه، والذي يمكنه الاحتفاظ بالمواد التي يزيد حجمها عن 0.0001 ميكرون مع السماح لجزيئات الماء بالمرور. أثناء عملية تحلية المياه، يتم أيضًا ترشيح البكتيريا والعناصر النزرة الموجودة في الماء إلى حد كبير. ومع ذلك، تتطلب هذه الطريقة معالجة المياه مسبقًا لإزالة الكلور المتبقي والجزيئات الكبيرة قبل دخول الغشاء لمنعه من التلف.

في السنوات الأخيرة، ظهر نوع جديد من تكنولوجيا تحلية المياه، ألا وهو تقنية تحلية المياه عن طريق اقتران الغشاء الحراري، مثل التبخير الفائق. مبدأ تحلية المياه عن طريق التبخير الفائق هو أنه تحت قوة دفع فرق ضغط البخار على جانبي الغشاء، تمر جزيئات الماء في مياه البحر عبر الغشاء في شكل تدفق سائل، وتخضع لتغير الطور، وأخيراً تمر عبر الغشاء في شكل غازي، ثم تتكثف وتتجمع.

تتميز تقنية التبخير النفاذ بانخفاض استهلاك الطاقة مقارنة بتقنيات تحلية المياه الأخرى. ويقدر استهلاكها للطاقة بحوالي 5 إلى 7 كيلووات ساعة/م³، وهو أقل من استهلاك تقنية التناضح العكسي. وبالتالي، من المتوقع أن تبلغ تكلفة إنتاج المياه 4.5 إلى 12.9 يوان صيني لكل متر مكعب، مما يجعلها واحدة من أكثر تقنيات تحلية المياه اقتصادية.