التقييم التقني والاقتصادي لمحطات تحلية مياه البحر بطاقة 1200 متر مكعب/يوم: تحليل مقارن لتقنيات التناضح العكسي (RO)، والتقطير الومضي متعدد المراحل (MSF)، والتقطير متعدد التأثيرات (MED)

الملخص

تعتمد ليبيا، كغيرها من الدول الجافة، بشكل كبير على الموارد الجوفية التي تشهد تناقصًا مستمرًا. ومع امتلاكها لساحل طويل على البحر الأبيض المتوسط يبلغ حوالي 1950 كم، فإنها تتمتع بمصدر مائي وفير ولكنه عالي الملوحة (35,000–38,000 جزء في المليون)، مما يجعل تحلية مياه البحر ضرورة لتلبية احتياجاتها المائية الحالية والمستقبلية. تقدم هذه الدراسة تقييمًا تقنيًا واقتصاديًا لثلاث تقنيات لتحلية مياه البحر: التناضح العكسي (RO)، والتبخير الوميضي متعدد المراحل (MSF)، والتقطير متعدد التأثيرات (MED)، وذلك لمحطة بسعة 1200 م³/يوم. تم تصميم نظام التناضح العكسي باستخدام برنامج ROSA ، بينما تم نمذجة تقنيتي MSF و MED باستخدام النمذجة الديناميكية الحرارية. من الناحية التقنية، يتطلب نظام RO كمية أقل بكثير من مياه البحر (117 م³/ساعة) مقارنةً بـ MSF (475.7 م³/ساعة) و MED (200 م³/ساعة)، بكفاءة تشغيلية تبلغ 43%، 10.5%، و25% على التوالي. ينتج نظام RO مياهًا صالحة للشرب (190 جزء في المليون TDS)، بينما تنتج تقنيتا MSF و MED مياهًا فائقة النقاء (~50 جزء في المليون TDS) تتطلب إعادة تمعدن. كما أن نظام RO لا يحتاج إلى بخار، على عكس MSF و MED  اللذين يستهلكان حوالي 7.3 م³/ساعة من البخار، ويتطلبان قدرة كهربائية تبلغ 245 كيلووات و50 كيلووات على التوالي، بالإضافة إلى البخار. يتميز نظام  RO  ضغط مرتفع لمياه الرجيع (53.5 بار)، مما يتيح إمكانية استرجاع الطاقة، في حين أن MSF و MED يفرغان مياهًا دافئة عند ضغط منخفض، مما يطرح تحديات بيئية حرارية. من الناحية الاقتصادية، تبلغ تكلفة إنتاج المتر المكعب الواحد من المياه 0.37 دولار لنظام RO، و1.52 دولار لنظام MSF، و1.21 دولار لنظام MED. وتُظهر نتائج هذه الدراسة أن تقنية RO هي الخيار الأنسب من الناحيتين التقنية والاقتصادية لهذه السعة التشغيلية في ظل الظروف الليبية.