معالجة المياة السطحية باستخدام الخلايا الغشائية التي تعمل بالطاقة الشمسية

بالإضافة إلى نقص موارد المياه العذبة, فلسطين تعاني من نقص موارد الطاقة التقليدية مثل النفط الخام والغاز الطبيعي ومصادر الطاقة المحدودة في فلسطين يجعل خيارات الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية جذابة للغاية وخاصة في المناطق النائية, وبالتالي سيكون أمراً بالغ الأهمية للتطبيقات صغيرة الحجم بسبب الظروف الصعبة السائدة مثل تدني نوعية المياه ونقص في الإمدادات حيث أن هناك طلب كبير على وحدات صغيرة لمعالجة المياه للحصول على مياه صالحة للشرب. في هذه الأطروحة، أجريت دراسة للتحقق من إمكانية تطوير وحدة معالجة مياه صغيرة تعمل بالخلايا الشمسية باستخدام نظام التناضح العكسي في فلسطين. وقد تم بناء نموذج اختبار يشمل على نظام معالجة المياه بالتناضح العكسي تعمل بطاقة الخلايا الشمسية, ويتكون النظام من فلتر الرواسب الترابية (5 ميكرون) وهي مصنوعة من مادة البوليبروبيلين, واثنين من فلترالكربون النشط 1-2 مايكروميتر, ومركب غشاء التناضح العكسي وخلية شمسية واحدة بقدره مقدارها 55 واط مائلة بزاوية 45 درجة جنوبا وهي موصولة مباشره بمضخة ذات تيار كهربائي مستمر, التي يمكن أن تعطي ضغط يصل إلى 1.2 بار ومعدل تدفق مياه يصل إلى 34.68 لتر/ يوم باستخدام مياه عين شريش تقع في مدينة نابلس في فلسطين. إن النظام يعمل بتدفق المياه بشكل متغير,مما مكّن من تحقيق الاستخدام الأمثل لمصدر الطاقة الشمسية الطبيعي والمتغير دون الحاجة إلى بطاريات. تمت دراسة ظروف التشغيل المختلفة من الإشعاع الشمسي وضغط المضخة ودرجة حرارة المياه المغذية للنظام, والمواد الصلبة الذائبة بالمياه والضغط عبر الغشاء من أجل معرفة مدى تأثيرها على معدل تدفق وجودة المياه.وجد أن زيادة الإشعاع الشمسي وضغط المضخة ودرجة حرارة المياه يعزز تدفق المياه الناتجة، وإن زيادة المواد الصلبة الذائبة يقلل من تدفق المياه الناتجة، مع بقاء جودة المياه ضمن المعايير الدولية لمياه الشرب المأمونة، من ناحية أخرى، هناك تأثير واضح على جودة المياه الناتجة عند زيادة الاسترداد، حيث أنه للمرة الأولى التي يلاحظ فيها وجود بكتيريا في المياه الناتجة. استناداً إلى الحسابات، تُقَدر تكلفة المياه الناتجة من قبل النظام ب $ 17/ متر مكعب. وثمن المياه الناتجة من نظام يعمل بالطاقة الشمسية لمعالجة المياه لا يمكن أنتكون مجديه اقتصاديا إلا في المناطق النائية والبعيدة عن مصادر الطاقة التقليدية أو أثناء الكوارث التي لا تتوافر فيها المياه الصالحة للشرب.