إنتاج الهيدروجين الأخضر من مياه الصرف الصحي.. تقنية مصرية

توصلت باحثة مصرية إلى تقنية مزدوجة الأهداف لمعالجة مياه الصرف الصحي وإنتاج الهيدروجين الأخضر بالطاقة الشمسية وذلك في إطار محاولة الباحثين المصريين لتحقيق الجدوى الاقتصادية للوقود الجديد ومواكبة الاتجاهات العالمية لمواجهة تغير المناخ.

إنتاج الهيدروجين الأخضر من مياه الصرف الصحي

وعرضت الباحثة المصرية فكرتها خلال ندوة عبر خاصية التواصل المرئي في إطار فعاليات المبادرة العربية للتعريف بالهيدروجين الأخضر والمشروعات الخضراء 2024.
قالت الباحثة المديرة العامة للبحوث والتطوير بشركة مياه الشرب بالإسكندرية المهندسة “ميسة صلاح الدين” إنها تمكنت بالتعاون مع الدكتور “محمد عطية عبد اللطيف” من التوصل إلى نظام مزدوج لمعالجة مياه الصرف الصحي وإنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال تقنيات صديقة للبيئة.
وأضافت في كلمتها خلال الندوة أن دول الشرق الأوسط وشمال أفريقيا تعاني 3 مشكلات رئيسة تتمثل في التلوث البيئي وزيادة استهلاك الطاقة وندرة المياه.
وتابعت أن مشكلة ندرة المياه يمكن التغلب عليها من خلال ترشيد استهلاك الماء وإعادة تدويره وتحليته وحفر القنوات وحصاد الأمطار وبناء السدود والخزانات.
واستطردت قائلة إن نحو 700 مليون شخص في 43 دولة يعانون حاليا من مشكلة نقص المياه متوقعةً زيادة هذا العدد إلى 1.8 مليار شخص بحلول عام 2025.
وسلّطت الضوء على أن نحو 6.3 بالمئة من سكان العالم يعيشون في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا على 1.4 بالمئة فقط من المياه العذبة في العالم.
وأوضحت أن مصادر الطاقة التقليدية من الفحم والنفط والغاز لا تزال تشكل النصيب الأكبر في مزيج الطاقة وينتج عن حرقها ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز وغيرهما من غازات الاحتباس الحراري القوية التي تغطي الأرض وتحبس حرارة الشمس.

ملوثات للمياه

وقالت المهندسة ميسة إن ملوثات المياه تنقسم إلى عدة أنواع هي: ملوثات عضوية وغير عضوية، والهيدروكربونات، والأسمدة المتسربة، والملوثات البيولوجية، والفيروسات، والبكتيريا.
كما أن هناك 3 أنواع من الأملاح التي تلوث المياه هي: الأملاح قابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان والمُعلقة (تحتاج إلى إزالتها).
وتعد عملية التخثر إحدى الطرق الشائعة التي تستعملها محطات معالجة المياه لتوفير مياه شرب آمنة ونظيفة لعملاء المياه العامة.
وغالباً ما تستعمل هذه الطريقة جنباً إلى جنب مع بعض العمليات الأخرى بما في ذلك الترشيح والتطهير والترسيب لإزالة ملوثات مختارة من المياه.
وتنقسم هذه العملية إلى نوعين: تخثر كيميائي، وتخثر كهربائي.

إنتاج الهيدروجين الأخضر بمعالجة المياه بالطاقة الشمسية

واعتمدت الباحثة المصرية المهندسة ميسة صلاح الدين في هذه التقنية على استبدال بعض العمليات الأساسية في النظام الأساسي في محطات معالجة الصرف الصحي بالتخثير الكهربائي بالطاقة الشمسية.
وصممت الباحثة ما يسمى “بخلايا التكثيف الشمسي الكهربائي” لتحقيق أقصى كفاءة في استعمال الطاقة بعملية المعالجة بالإضافة إلى إطلاق أكبر كمية من الهيدروجين الأخضر.
وأوضحت الباحثة أن حجم المفاعل للخلية بلغ نحو 60 لتراً من مياه الصرف الصحي ليعمل بمثابة مفاعل تدفق مستمر لتحقيق نحو 100 لتر/ساعة.
وبلغ طول المفاعل نحو 71 سنتيمتراً والعرض نحو 12 سنتيمتراً والارتفاع نحو 70 سنتيمتراً وامتد وقت الاحتفاظ الهيدروليكي إلى نحو 30 دقيقة واعتمدت الخلية على 6 أقطاب بسمك يبلغ نحو مليمترين اثنين.
وأوصت الدراسة بأن تكون توصيلية الماء المستعملة داخل هذه الخلية نحو 1000 مليغرام/لتر لتكون مماثلة لمياه الصرف الصحي وحددت مساحة سطح الأقطاب المستعملة بنحو 25 ألف سنتيمتر مربع.
ونجحت هذه التقنية في تقليل البصمة الكربونية لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي ورفع كفاءة معالجة المياه وتقليل استهلاك الطاقة وإنتاج الهيدروجين الأخضر.