التناضح العكسي في تونس: الدليل الكامل لحسن الاختيار

في الطبيعة، تجعل الظاهرة الأسموزية الماء ينتقل من محلول قليل التركيز نحو محلول أكثر تركيزا عبر غشاء. أما التناضح العكسي فيقوم بالعكس تماما: تطبق مضخة ضغطا أعلى من الضغط الأسموزي للماء المراد معالجته، فتُجبر جزيئات الماء على عبور الغشاء بينما تبقى الأيونات الذائبة في جهة التغذية.

لذلك تنتج كل منشأة دائما تيارين. الماء المنقى (perméat) هو الماء المصفى، وتكون نسبة المعادن فيه ضعيفة جدا. أما الماء المركز (concentrat)، ويسمى أيضا ماء الرفض أو المحلول الملحي، فيحمل الأملاح المحجوزة ويجب تصريفه باستمرار، وإلا انسد الغشاء في بضع ساعات. وتسمى النسبة بين حجم الماء المنقى وحجم الماء الداخل نسبة الاسترجاع (taux de conversion).

الأغشية الحديثة أفلام مركبة من البولي أميد ملفوفة حلزونيا حول أنبوب تجميع. وتعلن البطاقات الفنية للأغشية الصناعية الشائعة عن نسب حجز للأملاح تفوق 99 % في ظروف الاختبار التي يحددها المصنع. وتنخفض هذه النسبة في الواقع إذا كان الضغط غير كاف، أو كان الماء ساخنا جدا، أو كان الغشاء متسخا.

نقطة أساسية يجب تذكرها: الغشاء حساس للكلور الحر الذي يتلف البولي أميد بشكل لا رجعة فيه، وكذلك للجزيئات العالقة والترسبات المعدنية. لذا فإن تصميم أي منظومة يقوم أساسا على حماية هذا الغشاء قبل أن يبدأ عمله.

تجمع تونس بين قيدين: قلة المياه، ومياه كثيرا ما تكون محملة بالأملاح أكثر من اللازم. وحسب عرض قدمته الصوناد، فإن 84 % من الموارد ذات الجودة الجيدة، أي التي تقل ملوحتها عن 1,5 غ/لتر، توجد في الشمال. أما الوسط والجنوب فيعتمدان بشكل كبير على مائدات جوفية أكثر ملوحة، والاستغلال المفرط لهذه المائدات يزيد من ملوحتها مع مرور السنين.

لهذا تستغل الصوناد منذ تسعينيات القرن الماضي محطات لتحلية المياه المالحة بالتناضح العكسي في الجنوب، خاصة في قابس وجربة وجرجيس، قبل أن تتجه أيضا إلى تحلية مياه البحر، كما هو الحال مع محطة سوسة التي دُشنت في أكتوبر 2026. والمنطق نفسه ينطبق على نطاق أصغر: فلاح أصبح ماء بئره شديد الملوحة، أو نزل يريد ماء مستقرا لمراجله، أو عائلة تجد ماء الحنفية كثير الكلس أو مالحا، كلهم يلجؤون إلى التقنية نفسها.

ومن مزايا التناضح العكسي أيضا أنه يعالج في مرحلة واحدة مجموعة من المؤشرات: الملوحة، والعسر، والنترات، والكبريتات، وجزءا كبيرا من المعادن، ومعظم الكائنات الدقيقة. لكنه لا يغني عن رؤية شاملة. فهو يستهلك الطاقة، وينتج ماء رفض، ويتطلب معالجة أولية ملائمة، وهي ثلاث نقاط يجب أخذها بعين الاعتبار منذ مرحلة التصميم.

يُركب جهاز التناضح العكسي المنزلي تحت المغسلة. ويتكون عادة من فلتر أولي أو أكثر (للرواسب ثم الكربون النشط (charbon actif))، وغشاء صغير الحجم، وخزان تحت الضغط، وفلتر نهائي للتشطيب، تليه أحيانا خرطوشة (cartouche) لإعادة التمعدن. ويعمل بضغط شبكة المياه. وعندما ينخفض هذا الضغط تحت حوالي 3 بار، تصبح مضخة رفع الضغط ضرورية في الغالب للحصول على تدفق وجودة مقبولين. وفي الأجهزة التقليدية، كثيرا ما يفوق حجم الماء المصرف نحو المجاري حجم الماء المنتج، وهو أمر مقبول لبضع عشرات من اللترات يوميا، لكن ليس أكثر من ذلك.

أما المحطة الصناعية فتخضع لمنطق آخر. إذ يُحدد حجمها انطلاقا من تحليل كامل للماء ومن التدفق المطلوب إنتاجه في الساعة. وتجمع بين معالجة أولية متقدمة (ترشيح على وسط ترشيح، أو تليين الماء أو حقن مضاد الترسبات (antiscalant)، وإزالة الكلور، وفلاتر أمان بالخراطيش)، ومضخة ضغط عال، وأغشية داخل أغلفة كبيرة القطر مركبة على التوالي أو على مراحل، وأجهزة قياس ومراقبة، ومنظومة تنظيف في الموقع.

وبين الحالتين توجد وحدات مدمجة شبه احترافية للمطاعم والمخابر والمصحات والمستغلات الفلاحية الصغيرة. ويتوقف الاختيار الصحيح على التدفق اليومي وجودة الماء الخام والاستعمال النهائي، وليس على مساحة المكان المتاح فقط.

ماء شبكة الصوناد صالح للشرب وخاضع للمراقبة، لكن نسبة المعادن فيه ومذاقه يختلفان حسب الجهات وحسب خلط الموارد. ويحتوي على كلور متبقٍ يجب حجزه بمرحلة كربون نشط قبل الغشاء. ولهذا النوع من الماء، يكفي في أغلب الحالات جهاز تناضح عكسي منزلي تتم صيانته جيدا.

ماء البئر هو الأكثر تغيرا. فقد تتراوح ملوحته بين أقل من غرام واحد وأكثر من عشرة غرامات في اللتر حسب المائدة. وقد يحتوي على الحديد أو المنغنيز أو السيليكا أو كميات كبيرة من الكبريتات أو الرمل. ودون تحليل مسبق، يستحيل تحديد المعالجة الأولية بشكل صحيح أو اختيار نوع الغشاء أو ضبط نسبة استرجاع واقعية. فعلى سبيل المثال، تعالج محطات الصوناد في الجنوب مياها خاما تتراوح ملوحتها بين حوالي 3 غ/لتر وأكثر من 14 غ/لتر حسب الموقع.

أما ماء البحر، الذي تقارب ملوحته 40 غ/لتر في البحر الأبيض المتوسط، فيفرض أغشية خاصة وضغطا بعدة عشرات من البارات ومواد مقاومة للتآكل. وتكون نسبة الاسترجاع فيه أضعف، عادة في حدود 40 إلى 45 %، ويصبح استرجاع الطاقة من الماء المركز رهانا اقتصاديا كبيرا. لذا يتطلب كل مصدر ماء تصميما خاصا به.

معظم أعطال التناضح العكسي لا تأتي من الغشاء نفسه، بل مما يصل إليه. وهناك ثلاث عائلات من المشاكل يجب مراقبتها: الانسداد بسبب الجزيئات العالقة والغرويات، والترسب الكلسي بسبب الأملاح التي تترسب عندما يرتفع تركيزها، والاتساخ البيولوجي.

بالنسبة للجزيئات، يحدد مصنعو الأغشية حدا أقصى لمؤشر الانسداد SDI في ماء التغذية، عادة 5 على الأكثر، مع قيمة أدنى يُنصح بها للعمل بتدفقات مرتفعة. ويتم بلوغ ذلك بالترشيح على الرمل أو على وسط متعدد الطبقات، ثم بفلاتر خراطيش من بضعة ميكرونات توضع مباشرة قبل مضخة الضغط العالي.

بالنسبة للكلس، يكون التدخل بحقن مضاد ترسبات مناسب، وبتليين ماء التغذية في بعض الحالات، وخاصة بحصر نسبة الاسترجاع في ما تسمح به كيمياء الماء.

أما بالنسبة للكلور، فالقاعدة صارمة: تحدد البطاقات الفنية الكلور الحر بأقل من 0,1 ملغ/لتر عند ملامسة الغشاء، ومن هنا وجود الكربون النشط أو حقن مادة مختزلة. وتبين تجربة الصوناد في قابس أن اختيار استراتيجية الكلورة وإزالة الكلور له تأثير مباشر على وتيرة غسل الأغشية.

سعر شراء جهاز التناضح العكسي أو المحطة لا يمثل إلا جزءا من المصاريف. ولمقارنة العروض بشكل نزيه، يجب الحساب بتكلفة المتر المكعب المنتج، على كامل مدة عمر المنشأة.

البند الأول هو الطاقة. فمضخة الضغط العالي تستهلك أكثر كلما كان الماء أكثر ملوحة وكانت درجة الحرارة منخفضة. وفي حالة ماء البحر، يكون هذا البند هو الغالب، وهو ما يبرر أجهزة استرجاع الطاقة.

البند الثاني يجمع المواد الاستهلاكية: خراطيش الترشيح الأولي، ووسائط الترشيح التي يجب تجديدها، والملح إذا كان هناك مُليّن مياه (adoucisseur)، والمواد الكيميائية مثل مضاد الترسبات ومواد تنظيف الأغشية ومختزلات الكلور.

البند الثالث هو تعويض الأغشية. ويرتبط عمرها مباشرة بجودة المعالجة الأولية وبدقة التشغيل.

ثم تأتي تكلفة الماء الخام نفسه، لأن جزءا منه يذهب مع الماء المركز، وتصريف هذا الماء، واليد العاملة للمراقبة، وتحاليل المراقبة، وصيانة المضخات وأجهزة القياس. والمنشأة الأغلى قليلا عند الشراء، المزودة بمعالجة أولية أفضل والمحدد حجمها بشكل صحيح، تكون في أغلب الأحيان أقل تكلفة عند الاستعمال من حل أصغر من اللازم يستهلك أغشيته قبل الأوان.

بالنسبة لجهاز التناضح العكسي المنزلي، تتلخص الصيانة في جدول بسيط: تغيير فلاتر الرواسب والكربون كل ستة إلى اثني عشر شهرا تقريبا، والفلتر النهائي مرة في السنة تقريبا، والغشاء كل سنتين إلى ثلاث سنوات في المتوسط، مع تعديل ذلك حسب جودة الماء. ويكتمل الروتين بتعقيم الدارة والخزان عند تغيير الخراطيش. ويسمح جهاز قياس TDS، وهو غير مكلف، بالتأكد من أن الغشاء ما زال يحجز الأملاح بشكل صحيح.

أما بالنسبة للمحطة، فتعتمد الصيانة على متابعة يومية. تُسجل الضغوط قبل الفلاتر والأغشية وبعدها، وتدفقات الماء المنقى والماء المركز، والناقلية ودرجة الحرارة. وتسمح هذه المعطيات، بعد توحيدها، باكتشاف الانسداد مبكرا جدا وإطلاق التنظيف الكيميائي في الوقت المناسب، بدل التأخر فيه.

وفي الحالتين، من المفيد الاحتفاظ بدفتر صيانة تُدوَّن فيه تواريخ التغيير والقياسات والأعطال. فهو أفضل أداة لتوقع المصاريف وطلب القطع المناسبة وإطالة عمر المنشأة. ويفصّل دليلنا المخصص لصيانة جهاز التناضح العكسي هذا الجدول وعلامات التآكل التي يجب مراقبتها.