استخدام الماء في الصناعة الماء هو مصدر الحياة على هذه الأرض. ولا يقتصر استخدامه على الشرب والاستحمام للكائنات الحية فحسب، بل يستخدم أيضًا في جميع مجالات الحياة الأخرى، فمثلاً لا تتم الزراعة بدون وجود الماء، ولا تنمو المحاصيل بدون الماء. وينطبق الشيء نفسه على جميع الصناعات القائمة عليها موقع مرجعي وحول استخدام المياه في المجال الصناعي، وفي نهاية سطور هذا المقال نسلط الضوء على طرق ترشيد استهلاك المياه في هذا المجال.
استخدام الماء في الصناعة
يتم استخدام 22% من مياه العالم في الصناعة، وتشمل استخدامات المياه في الصناعة ما يلي:(1)
محطات الطاقة الحرارية
محطات الطاقة الحرارية هي محطات توليد الطاقة التي يتم فيها توليد الطاقة الكهربائية عن طريق تيار من البخار. في هذا النبات يتم تسخين الماء وتحويله إلى بخار مضغوط. يتم إرسال البخار المضغوط إلى التوربينات البخارية. يتم توصيل هذا التوربين مسبقًا بمولد كهربائي، أو مشغل ميكانيكي، مثل محركات السفن. وبعد أن يغادر البخار التوربين، يتكثف في مكثف حراري ثم يعاد تدويره مرة أخرى لإعادة التسخين. وتسمى هذه الدورة بدورة رانكين نسبة إلى العالم الاسكتلندي الذي اخترعها.
المصانع
يتم استخدام المياه في جميع المصانع تقريبًا، خاصة تلك التي تعمل في تعبئة وتعليب وضغط المواد الغذائية، مثل مصانع المربى والأسماك وغيرها من مصانع تعليب الأغذية ومصانع المخللات. يتم استخدامه أولاً لغسل المواد وضغطها ثم تعبئتها. طهيها وتغليفها، ضمن إجراءات وزارة الصحة للحفاظ على نظافة الأغذية وصحتها.
مصافي النفط الخام
ويستخدم الماء أيضًا في مصافي النفط الخام. يتم استخدام الماء كمادة خام دون أي تغيير كيميائي في الزيت. وهو مذيب للمحاليل وحامل لها ويساعد في تفتيت المواد العالقة في الزيت وعمليات تغيير المواد الطبيعية فيه. كما يستخدم في تقطير وتصفية الزيت واستخلاص المواد المرغوبة منه.
السدود الكهرومائية
تستخدم السدود لتوليد الطاقة الكهرومائية، والتي تسمى محطات الطاقة الكهرومائية. وتتطلب محطات الطاقة الكهرومائية إنشاء بحيرة صناعية وتشغيل السدود بتوربينة تعمل على توليد الطاقة الكهربائية. أولاً، يتبخر الماء بفعل حرارة الشمس، ثم يتكثف البخار على شكل أمطار على ارتفاعات أعلى ويتدفق إلى الأسفل، منتجًا الكهرباء.
يتولى أدوار التبريد والمذيبات والكواشف الكيميائية
عمليات التبريد بالمياه هي وسيلة لإزالة الحرارة من المكونات والمعدات الصناعية. هذه العملية أكثر كفاءة من تبريد الهواء. كما أنه يستخدم التوصيل الحراري للماء والتبريد التبخيري. بالمقارنة مع الطرق الأخرى، تعد هذه الطريقة أرخص طريقة متاحة لأن الطاقة المائية متجددة وعمليات الضغط على دوائر التبريد وإعادة التدوير تقضي على التبخر، مما يوفر قابلية معالجة أكبر ونقاء أفضل للطاقة المستخدمة. يؤدي استخدام الأبخرة إلى إزالة الشوائب من المواد الكيميائية المتفاعلة في محركات الاحتراق، وخاصة في التبريد، وفي المنشآت الصناعية ككل، وحتى في محطات الطاقة الكهرومائية والبخارية والكهربائية ومصافي النفط والمصانع الكيميائية ككل، بما في ذلك الفوهات والمضخات، المبادلات الحرارية والخزانات والتدفئة وتكييف الهواء ومعالجات الكمبيوتر. وانتقال الحرارة عن طريق الانتشار.
توليد الطاقة المتجددة
تعتبر المياه مصدر طاقة متجددة لا تنضب وتتجدد تلقائيا. وتستخدم هذه الطاقة في العديد من المجالات مثل الشحن والنقل وتوليد الكهرباء ومطاحن الحبوب وضخ المياه لري المزروعات عن طريق الرشاشات. ويستخدم في توليد الطاقة، وفي محطات الطاقة الحرارية، عن طريق حجز المياه الزائدة خلف السدود واستخدامها في توليد الطاقة وري المحاصيل في مواسم الجفاف.
استخدامات أخرى للمياه
ويستخدم الماء في عدة مجالات صناعية أخرى مثل:
- الماء تحت الضغط: يُستخدم الماء المضغوط صناعيًا في رش الماء، وفي قواطع المياه النفاثة، وفي مدافع المياه ذات الضغط العالي.
- تبريد: يستخدم الماء لتبريد الآلات المحمومة.
- تكرير النفط وإنتاج الأسمدة: ويستخدم الماء في المصانع الكيماوية وفي إنتاج الطاقة الحرارية وفي استخراج الغاز الطبيعي من الصخور الصخرية.
- معالجة التلوث: ويعتبر تصريف المياه غير المعالجة الناتجة عن هذه العمليات تلوثاً للمياه، بما في ذلك تصريف المواد المذابة (التلوث الكيميائي) وارتفاع درجة حرارة المياه (التلوث الحراري).
- محطات الطاقة الكهروحرارية: يتم استخدام أبراج التبريد ذات الاستهلاك العالي للمياه، حيث يتم تبخير الماء كجزء من عملية التبريد.
أنظر أيضا: تقوم عمليات تحلية مياه البحر بفصل خليط الماء والملح من خلال عملية ما
ترشيد استهلاك المياه في المجال الصناعي
يتم ترشيد استهلاك المياه وفق مبادئ التنمية المستدامة، ويتم ذلك من خلال توفير قوانين صارمة وثابتة لتقليل استهلاك المياه، ويتم ذلك من خلال:(2)
تقليل كمية حمأة مياه الصرف الصحي
حماية مياه الصرف الصحي (تشير إلى النفايات الصلبة لمياه الصرف الصحي) تستخدم هذه العملية في معالجة حمأة مياه الصرف الصحي للتخلص منها. الحمأة هي الماء المصحوب بكميات من المواد الصلبة المستخرجة من مياه الصرف الصحي. في المرحلة الأولى من الحمأة، تتم إزالة الرواسب الصلبة بعملية المعالجة. أما المرحلة الثانية من الحمأة فتستخدم أجهزة لفصل وتنقية الرواسب الصلبة من الماء. تتضمن المرحلة الثانية من الحمأة مفاعلات حيوية ثانوية. بعد إزالة الرواسب الصلبة، يتم استخدام وسائل للقضاء على البكتيريا ومسببات الأمراض التي تستقر في المياه المعالجة عن طريق التسخين أو التسميد أو الحرق: وتعتمد هذه الطرق على حجم الحمأة التي يتم إزالتها من الماء. وفي الأماكن التي يكون فيها هذا هو الحال، يتم استخدام طريقتي التسميد والتجفيف، وتتم عملية الإزالة الكيميائية على مساحة محدودة. يتم أيضًا استخراج الطاقة من الحمأة عن طريق غاز الميثان، الذي يتم إنتاجه أثناء الهضم اللاهوائي أو عن طريق احتراق الحمأة الجافة. ويمكن استخدام الطاقة المنتجة في مضخات المياه أو أجهزة الطرد المركزي. من الضروري إزالة الماء من الحمأة. في بعض الأحيان لا تؤدي عملية الحمأة إلى تنقية المياه وتبقى عناصر كيميائية سامة بسبب عملية ترسيب الجزيئات الصلبة لأن عملية تقليل الحجم تزيد من تركيز المواد الكيميائية السامة في الحمأة.
زيادة كفاءة معالجة المياه
تتم معالجة مياه الصرف الصحي لإعادة استخدامها كمياه للشرب، وكذلك في المناطق الصناعية والمناطق الطبية والعديد من التطبيقات الأخرى. والغرض الرئيسي من هذه العملية هو تقليل أو إزالة العوالق والملوثات العالقة في المياه بحيث تصبح هذه المياه مناسبة لأي غرض تستخدم فيه، ولأغراض استخدام المياه المعالجة وإلا يجب أن تركز مياه الشرب على معالجة مياه الشرب. المواد العالقة والشوائب، وذلك من خلال التحكم في كمية الأملاح المعدنية الموجودة فيها، أو إجمالي المواد الذائبة.
طرق أخرى لترشيد استهلاك المياه
فيما يلي بعض الطرق الأخرى لتوفير المياه:
- تطوير منهجيات لتقليل استخدام المياه في الصناعة التحويلية.
- تطوير منهجيات الحد من مياه الصرف الصحي لمحطات المعالجة المستمرة.
- الترشيد المنهجي لاستخدام المياه في صناعة المعالجة على دفعات بسبب التعقيد الذي ينطوي عليه ذلك.
- استخدام المياه المعالجة في الصناعة والحد من استخدام مياه الشرب في الصناعات غير الغذائية.
- معالجة المياه التي تخلفها الصناعات الغذائية واستخدامها في المجالات الصناعية الأخرى.
- بناء عدد كبير من السدود لاستيعاب كافة المتغيرات الصناعية.
أنظر أيضا: وسبب أهمية ترشيد استهلاك المياه هو أن نسبة مياه الشرب على الأرض قليلة
وبهذا نكون قد وصلنا إلى نهاية مقالنا اليوم بعنوان استخدام الماء في الصناعةوبعد أن أدرجنا لكم جميع المجالات المعروفة لاستخدام المياه في المجال الصناعي، فقد قمنا في نهاية سطور هذا المقال بتسليط الضوء على طرق ترشيد استهلاك المياه في المجال الصناعي.
