طور باحثون من التخنيون عملية تسمح بإضافة أيونات المغنيسيوم إلى المياه المحلاة بتكلفة منخفضة

قام الباحثون والتخنيون بتسجيل براءة اختراع وإنشاء شركة مشتركة مع شركة الموارد المتجددة * الهدف - مقارنة التركيب المعدني بين المياه المحلاة والمياه من الأرض

قام باحثون من التخنيون من كلية الهندسة المدنية والبيئية والمعهد الكبير لأبحاث المياه بتطوير عملية معالجة تكميلية مبتكرة للمياه المحلاة. الغرض من العملية هو توفير مياه الشرب التي، بالإضافة إلى تلبية اللوائح الإسرائيلية فيما يتعلق بتركيزات الكالسيوم وغيرها من المعايير الكيميائية المطلوبة، تحتوي أيضًا على أيونات المغنيسيوم بالتركيز الموصى به من قبل منظمة الصحة العالمية، عندما يتم تحقيق كل ذلك. بطريقة رخيصة وصديقة للبيئة.

والفكرة وراء هذه العملية هي نقل أيونات الماغنسيوم الناتجة عن مياه البحر التي تغذي محطة التحلية إلى مياه الشرب. تعمل جميع مرافق التحلية في إسرائيل بطريقة التناضح العكسي، حيث تمر المياه عبر أغشية تفصل الأملاح عن الماء بشكل شبه كامل. وبطبيعة الحال، هذه المياه غير مستقرة كيميائيا ولا تحتوي على الكالسيوم والمغنيسيوم، وهما معادن ضرورية لصحة الإنسان والنبات. وللتغلب على هذه العيوب، تخضع المياه لمعالجة تكميلية، حيث يضاف إليها الكالسيوم والمواد الكيميائية الأخرى التي تستخدم لتثبيت المياه كيميائيا. أما المعدن الأساسي الآخر، وهو المغنيسيوم، فلا يضاف إليها بسبب التكلفة العالية التي ينطوي عليها.

وبالإضافة إلى تأثيره على صحة الإنسان، تبين أن نقص المغنيسيوم في المياه المحلاة يسبب أضراراً للمحاصيل الزراعية. تسمح الطريقة التي تم تطويرها في التخنيون بالتثبيت الكيميائي للمياه المحلاة وإضافة الكالسيوم والمغنيسيوم بتكلفة منخفضة. "تركيز المغنيسيوم في مياه البحر أعلى بخمس مرات من تركيز الكالسيوم (بالوحدات المكافئة)"، يوضح الدكتور أوري لاهاف، مطور الطريقة. "لذلك، عندما يتم جلب مبادل أيوني ذو جاذبية عالية للكاتيونات ثنائية التكافؤ وجاذبية منخفضة جدًا للكاتيونات أحادية التكافؤ إلى التوازن مع مياه البحر (أو مع التركيز الناتج في محطة تحلية المياه)، يتم "شحنه" بأيونات المغنيسيوم. بعد شحن المبادل الأيوني، يتم "تفريغه" في مياه الشرب وبالتالي يوفر المغنيسيوم للمياه. تنقسم كل دورة من دورات التبادل الأيوني إلى ثلاث مراحل: في المرحلة الأولى (مرحلة الشحن) يتم "شحن" المبادل الأيوني بأيونات المغنيسيوم. وفي الخطوة التالية يتم غسله لتقليل مرور المواد المذابة من مياه البحر إلى المياه المحلاة الملامسة لها، ويتم الحصول على تركيز كالسيوم مطابق للمواصفات وفي نفس الوقت تركيز مغنيسيوم."

وبمقارنة هذه العملية بالعملية التي تتضمن إذابة الحجر الجيري فقط، تبين أن التحسن في نوعية المياه النهائية كبير، في حين تقدر تكلفة إضافة المغنسيوم بـ 0.5 إلى 0.7 سنت فقط للمتر المكعب. سجل التخنيون براءة اختراع للعملية المبتكرة وأنشأ شركة المعادن المتجددة للمياه (مع شركة الموارد المتجددة). وفي الأشهر المقبلة، ستبدأ محطة شبه صناعية تقع بجوار محطة التحلية الصغيرة في معغان ميخائيل، العمل، حيث سيتم اختبار العملية في سيناريوهات تشغيل مختلفة وبمعدل تدفق يتراوح بين 400 إلى 1000 متر مكعب في اليوم.

سيتم تقديم العملية المبتكرة لأول مرة في المؤتمر القادم لجمعية المياه الإسرائيلية.