صرخة من محطة علمية كويتية لتحلية مياة البحر بالتناضح العكسي: لنسارع .. حتى لا نشرب الرمل !

تصوير: طالب الحسيني

بعد أن استقر فهمي لعملية " تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي" أخذت أتجول في محطة الدوحة للأبحاث العلمية، وفي عنبر المضخات والمرشحات الكبير المغزى برفع الصوت كنت أفكر مكلوما في عالمنا العربي كله، وأوشك على الصراخ منادياً أهلي من الخليج إلى المحيط، ومن ساحل المتوسط حتى أطراف الصحراء: يا عرب لنتأهل لشرب مياه البحر غداً، وإلا لن نجد إلا .. الرمل .. والحرائق.

إنها الصحراء في وقت الضحى, لم تصل الشمس إلى قمة قوسها بعد ومع ذلك كانت الحرارة تدفعنا لإغلاق نوافذ الجيب التي يقودها زميلي المصور طالب, وفي ابتراد هواء المكيف كان طريق الصليبخات يبدو أنيسا ومن خلفه جهامة الصحراء, فالطريق مثقل بأشجار السدر والغاف, على جانبيه, وفي منتصفه. لماذا كل هذه الأشجار هنا? سألت نفسي مندهشاً للحظات, ثم أدهشتني أكثر بداهة الإجابة التي رددت بها على نفسي: إنها منطقة الماء.. هنا مجمع محطات تحلية مياه البحر التي تغذي الكويت بـ 90% من احتياجاتها. لكنني كنت أبحث عن محطة خاصة جدا وسط هذا المجمع الضخم لصناعة الماء. كنت أبحث عن محطة تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي, وبالهاتف النقال اتصلت بمدير المحطة الباحث صادق إبراهيم ليعيد وصف العنوان بدقة, ودلني صوته عبر جهاز الهاتف, وطمأنني أنه أرسل سيارة تستقبلنا فيما تبقى من الطريق, في المنطقة التي تحتاج إلى دليل. ومن طريق الصليبخات المخضر انعطفنا إلى طريق الدوحة.. ولم تكن هناك غير الصحراء, والبحر في الأفق, والمنشآت الصناعية المحاطة بأسوار عالية ذات أبراج للمراقبة, ومناطق معزولة بالشباك السلكية. لم لا, فروح الكويت هنا, الماء والكهرباء.

قابلتنا سيارة المحطة من بعيد, ولم يكن على الطريق الطويلة الخالية غيرنا, وأوحت لي بعض الجمال الهائمة هنا وهناك بمدى اتساع الصحراء العربية. بل فكرت في أن عالمنا العربي كله ـ باستثناءات نادرة ـ هو مجرد واحات في الصحراء. وتذكرت وصف الكاتب فاسيليف لمصر (إنها أكبر واحة, في أكبر صحراء). وهو وصف في أعماقه ودقة تحرية صحيح. فإذا كانت هذه مصر وبها نهر النيل العظيم, فما بالنا بغيرها من بلاد العرب.

إنها واحات, تكبر أو تصغر, لكنها تظل دائما في كنف الصحراء.. المطلة على البحر.. أو الخليج. أو المحيط. فياله من قدر.

لكن كل أقدار الله طيبة إن أحسن استثمارها الإنسان. لا أشك في ذلك لحظة, لكنني أشك فينا كثيراً, وإن لم ينقطع رجائي, وما أتيت إلى مصنع الماء هذا إلا التماساً للرجاء.

(محطة الدوحة للتناضح العكسي).

قرأت اللافتة وسبقتنا سيارة الدليل إلى الدخول في فناء المحطة المحاط بالنخيل والعشب وزهور الهندباء الذهبية المؤكدة على وجودنا في فصل الربيع.

عن العطش في بيت الماء

في مكتب مدير المحطة صرنا خمسة: المدير الباحث صادق حسن إبراهيم, والدكتور محمود عبدالجواد, والدكتور عصام الدين فرج, وزميلي المصور, وأنا.

ولأن الماء كان محور بحثي, فقد كان طبيعياً أن تتوجه أنظارنا إلى الصورة المائية الكويتية, والعربية عموما, وبشكل مستقبلي على وجه الخصوص. كانت التقارير بين أيدينا والأرقام في أفواهنا والوجل يمس القلوب, والعطش معلقاً في الحناجر رغم أننا كنا نرتوي بفيص المياه المبردة و(استكانات) الشاي بالزعفران.. لقد كان عطشاً من مخاوف المستقبل العربي المائية, ويا لها من مخاوف.

في عام 2012م, أي في نحو عقد واحد من الزمان ـ إن أحيانا الله ـ تتوقع مراكز الابحاث أن يتدني نصيب الفرد ـ العربي ـ من المياه المتاحة إلى النصف. فإذا عرفنا أن المتوسط الإجمالي لمختلف الاستخدامات من الماء للانسان العربي (شرب, استخدامات منزلية, زراعة, صناعة) يقدر الآن بنحو 736 متراً مكعباً للفرد في السـنة, مقـارنة بـ 18742 مترا مكعبا في الولايات المتحدة, 23103 في أمريكا اللاتينية, فإن المقدار المتوقع بعد تقلصه يعني ببساطة ما يشبه الموت عطشاً في المستقبل القريب. ومن زاوية أخرى للنظر تقول الأرقام إنه يتوقع أن يصل إجمالي الطلب على الماء في العالم العربي إلى ما يقارب 338 مليار متر مكعب سنة 2000م, وإلى 620 مليارا سنة 2030م, إذ يتوقع أن يتضاعف عدد السكان في العالم العربي من 122 مليونا عام 1990 إلى نحو 450 مليونا سنة 2012م.مع هذا التزايد الهائل للسكان ومحدودية الطاقة الكامنة القصوى للموارد المائية العربية المتجددة المقدرة بـ 340 مليار متر مكعب سنويا يبدو أن الميزان المائي العربي سيدخل في نطاق العجز خلال العقد الأول من القرن الحادي والعشرين, وسيزداد هذا العجز مع الزمن ليصل إلى حوالي 280 مليار متر مكعب سنة 2030م حتى مع رفع كفاءة المياه في الري إلى 275% مما هي عليه الآن (مجلة البيئة والتنمية عدد يناير/فبراير 1998).

وإذا أضفنا إلى صورة هذه الأرقام (المرعبة) حقيقة أن اغلب الاقطار العربية النهرية لا تملك السيطرة الكاملة على منابع مياهها إذ تتحكم دول غير عربية في 85% من مواردها. ومع اتضاح مؤامرات الدعوة إلى تسعير الماء أي بيع المياه الدولية لحساب دول المنابع وهو اقتراح تتبناه تركيا وإسرائيل وبعض المنظمات الدولية (البنك الدولي ومنظمة الفاو) ومع حساب الأطماع المائية للدول غير العربية سواء التي تستقوى بذاتها أو بوسوسات غيرها. فإن العطش العربي ـ إن استنمنا ـ لن يكون هو قدر المستقبل العربي المؤلم الوحيد, بل مع العطش ربما تشتعل حرائق الحروب التي يسميها البعض حروب الماء.
فأين المفر?
سألت نفس ومحدثيَّ.
ولأنهم علماء, فقد تحدثوا بلغة العلم, وكنت أصغى بعطش هائل للأمل, لكنني أفضل أن أرجِّع ما سمعته على إيقاع خطونا في الجولة الميدانية داخل محطة الدوحة, فالرؤية تجسد السماع.

آمال واسعة من مسام دقيقة

كنت قد قرأت, بالطبع, بعض الشيء عما تعنيه تقنية تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي, لكنني آثرت أن أضيء معرفتي بشرح المختصين وقد تحركنا معاً نطوف بارجاء محطة الدوحة. اللافت للنظر هو الهدوء الشديد في الطابق العلوي الذي يشمل معامل تحليل المياه للتأكد من نقائها, وصالة التحكم التي تنتصب بها لوحات التحكم الالكتروني العاملة بالكمبيوتر والتي تشير إلى كل ما يحدث في الطابق السفلي, تسيره وتوقفه تبعاً لما يراه المختصون. ربما أن هذا الهدوء مبعثه أنه لا توجد في تقنية التناضح العكسي مراجل لتسخين ماء البحر حتى يتحول إلى بخار تاركا الملح ثم يجري تكثيف البخار للحصول على الماء العذب فيما يعرف بعملية التقطير.

رد على تساؤلي الباحث صادق إبراهيم مدير المحطة مشيراً إلى أن طرق تحلية مياه البحر تنقسم إلى نوعين: أولا التحلية بالطرق الحرارية (التقطير) ومنها طريقة التطاير الفجائي متعدد المراحل, والتبخير متعدد المؤثرات, والتبخير بالضغط البخاري وكلها تعني تغيير حالة ماء البحر بعد تسخينه من سائل إلى غاز (بخار) ثم تكثيفه ليعود إلى الحالة السائلة للحصول على الماء خاليا تقريبا من الاملاح (ماء مقطر).

أما النوع الثاني من تقنيات التحلية فيشمل: طريقة التجميد لتحويل الماء إلى ملح ثم إذابته للحصول على ماء عذب, والتبادل الأيوني والدبلزة الكهربائية باستخدام أقطاب كهربائية لفصل الماء عن الملح, والتناضح العكسي الذي كنا نجول في احدى محطاته البحثية الرائدة.
فما هي طريقة التناضح العكسي لتحلية مياه البحر?

نحن نعرف أنه إذا وضعنا محلولين يفصل بينهما غشاء شبه نفاذ وأحد المحلولين أكثر تركيزا بالملح من غيره فإن الماء ينتقل من التركيز الأقل إلى الأزيد حتى يتعادل التركيزان أو الجهدان الكيميائيان على جانبي الغشاء, وبتعبير آخر يتعادل الضغط الأسموزي بين السائلين على جانبي الغشاء.

أما في حالة التناضح العكسي فإنه يتم توجيه ضغط على الماء المالح في مواجهة غشاء شبه نفاذ فيخرج الماء تاركا الملح (أو معظمه تبعاً لدقة مسامية الغشاء), أي أن الماء ينتقل من الجانب المركز (على عكس الخاصية الأسموزية) إلى الجانب الأقل تركيزاً. وبتعبير موجز: بسبب الضغط يحدث تدفق عكسي للماء من المحلول الملحي (أي ماء البحر) إلى المحلول الأقل ملوحة.

يقول علماء محطة الكويت لتحلية ماء البحر بطريقة التناضح العكسي إن هذه الطريقة تصل فاعليتها للتخلص من الأملاح إلى 99% كما أن الأغشية المستخدمة في هذه الطريقة لها قدرة على التخلص من البكتريا والجراثيم والعناصر الضارة الموجودة في المياه.

لقد تأكدت من ذلك عبر النظر في مجاهر التحليل بمخابر المحطة, وتجرعت كأساً من المياه الناتجة من عمليات التحلية وكانت عذبة لم أستطع تفرقتها عن المياه التي تباع في الزجاجات سواء المحلية العربية أو المستوردة من خارج العالم العربي.

فما الذي تتطلبه هذه التقنية? سألت ثم جاءتني الإجابات ونحن نشق طريقنا ونهبط إلى قاعة العمليات الضخمة في الطابق الأرضي.

هل نعجز عن صنع.. غشاء ?!

في قاعة العمليات الأساسية في المحطة لم أشعر بالرهبة التي تنتاب الإنسان العادي وسط ضوضاء الماكينات, فالفضاء ضخم ومليء بالأنابيب والمضخات ولوحات المؤشرات والمحولات لكنه بلا ضجيج.

وكان ما تراه العين واضحاً يشير إلى المكونات الأساسية لمحطات التناضح العكسي التي يعددها المختصون وهي:

1ـ وحدات المعالجة الأولية التي تنقي مياه البحر من الشوائب الكبيرة قبل دخول المياه إلى الأغشية, لحماية الأغشية ومنع الترسبات من تقليل كفاءاتها وهذه المياه تسمى مياه التغذية وترد إلى القاعة عبر أنابيب ضخمة متوازية تتجه إلى:

2ـ مضخة الضغط العالي التي ترفع ضغط مياه التغذية على الغشاء للتغلب على الضغط الأسموزي (والضغط المطلوب يتراوح بين 800 ـ 100 رطل على البوصة المربعة لمياه بحر عالية الملوحة مثل مياه الخليج التي تصل فيها الملوحة إلى حوالي 45000 جزء في المليون) وهذه المياه تحت هذا الضغط العالي تتوجه إلى:

3ـ مجموعة الاغشية التي تمنع مسامها الدقيقة مرور الأملاح وبذلك يتم فصل المحلول الملحي المركز الذي يتم طرده إلى الخارج بينما يتجه العذب عبر وحدة الأغشية في أنابيب ضخمة أخرى إلى:

4ـ وحدة المعالجة النهائية التي تتم فيها معادلة درجة حموضة الماء وإضافة الكلور إليه لتعقيمه.

هذه هي المكونات كلها, والتي لاتزيد على أنابيب ومضخات وأغشية (فلاتر), وهي معظمها بسيطة يمكن توفيرها محلياً باستثناء الأغشية التي تنقسم إلى أربعة أنواع: مسطحة, وأنبوبية, وشعرية, ومجوفة. وبتبسيط شديد تتكون هذه الأغشية من مواد صناعية أو طبيعية (سيراميك.. ألياف.. أنابيب شعرية.. إلخ) توجد بها مسام شديدة الدقة.

لقد سألت في محطة الدوحة إذا ما كان ممكنا أن أطلع على مكونات أي من الأغشية المستعملة في عملية التناضح العكسي, وأروني مقاطع من أغشية جعلتني أندهش من أحوالنا نحن العرب. فالمسألة في ظاهرها بسيطة, أو على الأقل قابلة لحل ألغازها العلمية والصناعية. وما دامت حيوية إلى هذا الحد ـ حد الحياة رياً أو الموت عطشا ـ فلماذا لا توجد محاولة لتجمع علمي وصناعي عربي لتصنيع هذه المرشحات بدلاً من استيرادها والخضوع للتحكم والاستغلال والاحتكار الخارجي?

إنني لا أصدق أن العقول العربية العالمة والصانعة بطول كل هذه الأرض العربية وعرضها عاجزة عن صنع هذه المرشحات.

أكاد أصرخ قهراً من قهرنا, فتكلفة هذه المرشحات التي تجعلنا نحصل على ماء عذب من مياه البحر الكثيرة عندنا ـ في كل العالم العربي ـ تمثل تكلفتها 22,5 في المائة من التكلفة الرأسمالية لوحدات تحلية المياه بالتناضح العكسي كما أن تكلفة استبدال أغشية في نظام التناضح المكون من مرحلتين يمثل 15 في المائة من التكلفة الكلية لإنتاج المياه العذبة بهذه الطريقة.

وبدلاً من الصـراخ قهراً أود لو أصرخ آملاً, مناديا أصحاب المسئولية والمعرفة في عالمنا العربي, للتجمع, ولو لانجاز أمر بسيط كهذا: صناعة مرشحات عربية, لنفلت من الاحتكار أو الحصار أو الإنذار عندما لانجد أمامنا غير مياه البحر لنرتوي منها, وهو احتمال ليس ببعيد.. وبديل أقل كلفة وخطورة من كل البدائل الواردة في المستقبل.

مبررات لنداء أخير

عدنا من جولتنا في أرجاء المحطة إلى مكتب الإدارة, الهدوء سمة المكان, والتآخي سمة واضحة بين الباحثين, إنه تآخي من يعملون في حقل نبيل, وهل هناك أنبل من صناعة قطرة لري الأرض والناس والكائنات بأمر الله واهب الحياة.

محاورتي التي امتدت لساعات بين هؤلاء العلماء هادئي النفوس, نبلاء المهمة, خرجت بنتائج مبشرة بالأمل في أفق تقنية تحلية المياه بالتناضح العكسي. فهناك إنجاز علمي بحثي لاختصار مراحل التشغيل في مرحلة واحدة لإنتاج مياه شرب مطابقة للمواصفات العالمية وفيها اقتصاد في التكاليف يصل إلى 15% إذا كانت هناك مرحلة ثانية, وتخفض في تكاليف استـبدال الأغـشية وتقلل استهلاك الطاقة.

إن مقارنة بين معدلات استهلاك الطاقة, طبقاً لتقرير الوكالة الدولية للطاقة النووية توضح أن استهلاك الطاقة في تقنية التناضح العكسي يتراوح بين 5 ـ 7 كيلواط ساعة لكل متر مكعب من الماء المنتج وهو يوشك أن يكون أقل من الاستهلاك في عملية التحلية بالتبخير, وأقل من النصف مقارنة مع طريقة التحلية بالتقطير بتقنية التطاير الفجائي.

وإذا أضفنا إلى ذلك أن التحلية بالتناضح العكسي, حيث لا تسخين ولا تبخير, تتحاشى مشاكل تآكل المكونات سواء على مستوى الأمان أو الاقتصاد.

ومع وجود آفاق واسعة للتطوير تعد بمزيد من الجدوى الاقتصادية لتقنية التناضح مثل استخدام آبار شاطئة تقوم فيها الرمال بدور مرشحات في المعالجة الأولية لتمريرمياه بحر أقل شوائب على المرشحات التي يطول عمرها ويتحسن أداؤها بإجراء بسيط كهذا, ومع ما هو متحقق بحثيا من استغلال الماء المالح المتبقي والمضغوط لإمراره على مرشحات جانبية لاستخلاص أقصى ما يمكن من الماء الأقل ملوحة.

كل ذلك يجعلني أصرخ ـ وليت صراخي عبر الورق ينقل شدة انفعالي ورجائي ـ منادياً ضمائر المسئولين والعلماء العرب بالتآزر العملي مرة في حاضرنا الصعب لتحاشي آلام مستقبل نأمل ألا يكـون أصـعب: لمـاذا لا يكون هناك تجمع علمي صناعي عربي يأخذ على عاتقه بحث وإنجاز مكونات عربية أفضل لتحلية مياه البحر بتلك التقنية المواتية. لعل بحارنا العربية الشاسعة ـ من المحيط إلى الخليج ـ تمنحنا ماء عذباً نروي به عطشنا وحقولنا وبساتيننا, فالطاقة لدينا ـ من الشمس إلى النفط ـ والبحر على كل سواحلنا, وبيئتنا ضنينة بالأمطار, وأنهارنا تتربص بكثير من منابعها نوايا سوداء عديدة.

أليس العمل الآن أجدى من القضاء عطشاً أو الاحتراق بحروب الماء غدا.

سؤال رحت أردده وأنا أغادر مدخل محطة الدوحة لتحلية مياه البحر بالتناضح العكسي التابعة لمعهد الكويت للأبحاث العلمية, بمشاركة وزارة الماء والكهرباء الكويتية, وكان ثمة عشب نضير ونخيل مثقل بالرطب عند مدخل المحطة.

ولا يزال السؤال يتردد في أعماقي ملونا بنضارة الخضرة وإشراق الرطب, أوجهه لكل من يعنيه سؤال المستقبل العربي ـ من قمم القرار السياسي إلى قواعد البحث العلمي ـ في كل أقطارنا العربية.
فهل من مجيب?

محمد المخزنجي