إنشاء وحدة فلاتر لتدوير مياه نهر النيل لأعلى درجة نقاء
موضوعات مقترحة
ماء مُحلى نتيجة لطلاء إطارات السيارات المستعملة
حصد المركز القومى للبحوث العديد من براءات الاختراع بلغت حوالى 25 براءة ممنوحة من أكاديمية البحث العلمى والتكنولوجيا خلال العام الماضي، ليصبح إجمالى ابتكارات المركز فى آخر 5 سنوات اكثر من 100 براءة. وكان هذا نتيجة سياسة المركز لتشجيع العلماء على بذل كل الجهد للنهوض بالبحث العلمى.
تخطي المركز عتبة المائة براءة، أمر يعنى الكثير جدا بالنسبة لباحثى المركز، والمستثمرين، والمصريين عموما.. وفى هذا السياق تناقش «الأهرام التعاوني» بعض من هذه البراءات الغزيرة، على رأسها مجالات المياه والتي توصلت لابتكار وحدة معالجة الفلاتر لإنتاج مياه عاليه النقاء ووحدة أخرى لمعالجة المياه المهدرة ووحدة لمعالجة مياه الصرف الصناعي.
وتؤكد الدكتورة هبة عبد الله، أستاذ قسم الهندسة والكيمياء بمعهد بحوث الهندسة والطاقة المتجدده بالمركز القومى للبحوث، أنه تم إنتاج وحدة مجمعه من الفلاتر البلوماريه لإنتاج مياه عالية النقاء، وبالفعل حصلت على براءة اختراع بإنشاء وحده لها مسام مختلفة للحصول على أعلى درجات النقاء.
واشارت إلى أن هذه الوحدة تعمل على معالجة المياه بجميع أنواعها كمياه نهر النيل حيث أهم مصادر المياه العذبة، حيث أصبحت كمية المياه المتاحة من مياه نهر النيل ثابتة فكان لابد من ابتكار طرق جديدة لزيادة المياه العذبة واعادة استخدام مياه الصرف الصحي ،وإعادة تدوير مياه الرى والصرف الزراعي، بالإضافة إلى تحلية مياه البحر للحصول على مياه عذبه تستخدم فى الزراعة.
وأوضحت أن الوحدة تتكون من أربعة فلاتر الأول هو فلتر ميكرونى وهو مصنع من بوليمر قابل للغسيل أكثر من مرة وبعدها فلتر الترشيح الفائق ويتميز بصغر مسامة لدقة فلترة المياه وله القدرة على غسل جميع المواد العضوية والفيروسات ثم تتوجه المياه لفلتر آخر وهو فلتر ترشيح متناهى الدقه وتعد مسامه فى حجم النانو لفصل الأملاح الثنائية والثلاثية حيث الزيادة منها تضر جسم الإنسان ،يتبقى فى المياه الصوديوم كلورايد وتدفق المياه لآخر فلتر وهى فلاتر التناضح العكسى الاسموزى لتصبح المياه على مستوى عالى من النقاء.
وأوضحت ان هذا الاختراع تقدما علميا مميزا فى تطوير تقنيات تحليه المياه فهذا الفلتر صالح لتطبيق على مياه الشرب سواء معالجة المياه السطحيه او حتى الجوفيه او مياه اختلط بها مياه الصرف الصحي. كما تتميز هذه الوحده بقدرتها على معالجة جميع البكتيريا والشوائب والفيروزات ومن الممكن أن تكون هذه الوحده متنقله لعلاج وتحلية المياه في أى مكان وخصوصا في أماكن التوسع الزراعي.
واضافت الدكتورة هبة عبد الله انه بالفعل تم تنفيذ الجهاز فى المعمل بصورة مصغرة وطالبت بخروج الجهاز إلى النور نظرا لأهميته اقتصاديا فالدهم مطلوب لإنشاء وحدات ذات إنتاجية كبيرة وتطبيقها فى أماكن مختلفة وفى القرى التى تحتاج إلى مياه صالحه للشرب.
تنقية المياه بالطاقة الشمسية
وحصل الدكتور حسام الناظر، أستاذ كيمياء الحفز الضوئي، بالمشاركة مع الدكتور جلال نوار على براءة اختراع بعنوان «وحدة لتنقية المياه بالطاقة الشمسية»؛ حيث تعلق الاختراع بطريقة لتصنيع نظام لتنقية المياه باستخدام الإطارات المستعملة للسيارات بعد طلائها بالأبوكسيات المسموح بها فى خزانات المياه، ويشتمل النظام على نصف الإطار المطاطي، طلاء الإيبوكسي، قاعدة الفلتر، باكتات تحتوى على مواد نشطة وفعالة لتنقية المياه من مادتى الزيوليت والسيليكا، ويستخدم كذلك أشعة الشمس فى تعقيم المياه وتسخينها كميزة إضافية، إضافة إلى قدرة النظام على عزل الأسطح الموضوع عليها حراريا، وكذلك تخزين المياه عند الحاجة.
ويوضح الدكتور حسام الدين الناظر أنه عند تعرض الفلتر لأشعة الشمس يتم أكسدة وتكسير الملوثات العضوية عن طريق المحفزات الضوئية مثل نانو اوكسيد التيتانيوم ويتم امتصاص العناصر الثقيلة الموجودة فى المياه بواسطة مادة السليكا والكربون النشط، كما يتم قتل الميكروبات عن طريق المواد النشيطة ضوئيا وضوء الشمس.
وأكد ان هذا المشروع يعد خطوة رائدة للربط بين البحث العلمى والمجتمع الصناعى والانتقال من البحث العلمى إلى التطوير والتطبيق؛ حيث توفر هذه الوحدة حوالى 40%من الطاقه المستخدمة من الوحدات الموجودة فى السوق المحلي؛ حيث تعد تكلفه المتر المكعب من مياه التحليو بعد مراحل التشغيل والصيانة والانتاج حوالى 20 جنيها تقريبا ليوفر حوالى 10 جنيهات للمتر المكعب .
واشار الناظر ان هذه الوحدات قادره على خدمه فرى ومنتجعات فى شتى انحاء الجمهورية، موضحا أن وزارة الإسكان وضعت خطه إستراتيجية 2050 لزيادة التوسع فى تنفيذ محطات التحلية خلال الثلاثين عاما المقبلة باستثمارات تصل إلى 134 مليار جنيه تنفذ على 6 خطط خمسيه تصل مدة تنفيذ كل منها خمس سنوات.
واضاف أنه يمكن أن يتم تزويد الفلتر بالفضة النانوية المحملة على مواد سليلوزية لقتل الميكروبات فى غياب الشمس، لافتا إلى أن هذا الفلتر يتكون من مواد رخيصة الثمن توجد بالسوق المصرى ويعتمد عمله على الطاقة الشمسية، ويمكن أن تستخدم هذه الوحدة فى المناطق النائية والقرى وذلك للحصول على مياه نقية للأغراض المنزلية.
وأشار الناظر إلى أن الفلتر يصنع من خامات محلية، ويمكن أن تقوم مجموعة الأطباق (الفلاتر) بالعزل الحرارى للأسطح الأسمنتية المعرضة لحرارة الشمس مما يوفر الطاقة الكهربية المستهلكة فى المكيفات والمراوح، كما أن مجموعة الأطباق تستطيع أن تقوم بدور خزانات المياه التى توضع فوق الأسطح، وذلك على التوازى لدورها فى تنقية المياه وعزل الأسطح.
ويصلح الفلتر كذلك لتنقية المياه الجوفية ومياه الترع والمياه الخام كافة (عدا إزالة الملوحة)، كما يمكن تعدد الأطباق حسب الاحتياجات وتوصيلها مع بعضها بسهولة عن طريق فتحة دخول وخروج للماء بحيث تقوم مجموعة الأطباق بتنقية المياه، ويمكن على التوازى استخدامها فى عملية تخزين المياه وتسخينها بدلا من الخزانات المستعملة محليا.
مرشح هوائي
وحصل دكتور محمد على الخطيب قسم بحوث تلوث المياه باختراع وحدة مبتكرة للمرشح الهوائى المعلق المعبأ بقماش غير منسوج لمعالجة مياه الصرف الصحي، حيث يهدف إلى إنتاج وحده للمرشح الهوائى المعلق المعبأ بقماش غير منسوج مبتكر مصنع بطريقة التغريز الميكانيكي، وهذا القماش مصنع من زجاجات المياه البلاستيك العادمة، وتستخدم هذه الوحدة لمعالجة المياه العادمة (صرف صحي)، ويستخدم هذا المرشح كمرحلة معالجة ثانوية، ويتكون هذا الإختراع من وحدة واحدة مقسمة داخليا إلى أربعة قطاعات، يفصل بين كل قطاع والآخر قاعدة مثقبة للسماح بمرور المياه، وتوضع المادة المالئة داخل كل قطاع بنسبة 75% من الحجم الداخلي.
وقال دكتور محمد على الخطيب: يتم ضخ المياه من أعلى بواسطة موزع للمياه حتى تنساب بالتساوى (قدر الإمكان) على سطح المادة المائلة، ولهذا القماش العديد من المميزات والصفات، منها أنه يمكن تشكيلها على شكل الواح رقيقة، لها سطح خشن يسهل إلتصاق الكائنات الدقيقة عليه، يمكن تشكيله على صورة زجزاج أو إسطوانات، أو ألواح مائلة بزوايا مختلفة، كما أنها متينة، ولا تفقد خواصها الميكانيكية بسبب وجودها فى المياه فترات طويلة، باستخدام هذا القماش نتمكن من إعادة استخدام جزء كبير من المخلفات الصلبة، وإعطائها قيمة اقتصادية.
ويمكن استخدامه داخل القرى السياحية والفنادق والمراكب النيليه والمعسكرات والقرى الريفية المحرومة من خدمات الصرف الصحى والقرى الاكثر احتياجا كما يمكن تطبيقه فى مشروع حياة كريمة. وتتميز المواد المستخدمة برخص ثمنها مقارنة بأسعار مواد مستوردة مثيلة، وأن جميع مكونات وحدات المعالجة تنتج محليا، وبذلك يمكن تقليل التكلفة وإيجاد منتج محلى بديل، مما يوفر ويقلل الطلب على العملة الصعبة.
وأضاف الخطيب أنه حصل على براءة اخرى بانشاء وحده مدمجه لمعالجة المياه المهدرة من محطات معالجة المياه؛ حيث تتم المعالجة من خلال اضافه المروبات مثل كبريتات الالومنيوم (الشبة)حيث يقوم هذا المروب بتجميع المواد العالقة على سطحه الخارجى وتكوين الندف، ثم فى أحواض الترسيب تترسب هذه الندف، ثم يتم ترشيح المياه الخارجة من أحواض الترسيب فى مُرشحات رملية، تحتاج هذه المُرشحات للتنظيف، يتم التنظيف عن طريق ضخ المياه فى المرشحات عكس اتجاه خروج المياه المعالجة، تسمى المياه الناتجة من غسل المرشحات بمياه الغسيل العكسى، ويتم التخلص منها دون إستفادة.
وأوضح أن هذه المياه تصل إلى 20% من المياه التى تعالجها محطات التنقية، يتعلق هذا الإختراع بوحدة مدمجة لمعالجة المياه المهدرة من محطات معالجة وتنقية مياه الشرب، لتقليل هدر المياه داخل المحطات بمعالجة مياه غسيل مرشحات المياه، النظام عبارة عن وحدة معالجة مدمجة، تتكون الوحدة من ثلاث غرف ترسيب متتالية للتخلص من المواد العالقة، يكون زمن المكث فى كل مُرسب حوالى ساعة، أى أن زمن المكث الكلى للمياه ثلاث ساعات، وبذلك يمكن إضافة المياه المعالجة إلى المياه الداخلة لمحطة معالجة مياه الشرب، لإعادة معالجتها، اما الحمأة فى الخزانات فيتم ترشيحها خلال مرشح رملى، والمياه الناتجة من المرشح الرملى يمكن ضخها مع المياه الداخلة للمعالجة داخل محطة تنقية مياه الشرب، ويوفر هذا النظام ما بين 10-22 ٪ من المياه المهدرة، ويوفر استهلاك الشبة لأن المياه المعاد تدويرها تحتوى على 10إلى 30 مجم / لتر من الشبة.
واختتم بالقول: نسعى كعلماء للدولة تحت مظله المركز القومى للبحوث إلى تقديم ما يفيد المجتمع لفهم رؤيه الكون بشكل اوضح لنشر العلم والمعرفة ونعمل جاهدين على ربط البحث العلمى بكل المجالات.