تعانى الكثير من دول العالم من عجز فى الموارد المائية و خاصة الدول التي تقع في المناطق الصحراوية و الجافة ، حيث تلجأ هذه الدول إلى العديد من الوسائل و الأساليب التى تساهم في سد هذا العجز ، و تغطية احتياجاتها من الماء ، و من أشهر تلك الوسائل : بناء السدود ، و تحلية ماء البحر ، و حفر الآبار الجوفية ، و تنقية المياه العادمة ، و إنشاء الحفر الترابية ، و استيراد المياه من دول أخرى . و لكن بعض الدول وصل بها العجز إلى عدم قدرتها على الاستفادة من معظم هذه الوسائل ذلك لأن كميات الأمطار السنوية ضئيلة جداً ، و بالتالي سيصبح بناء السدود و حفر الآبار الجوفية أو إنشاء الحفر الترابية بلا فائدة أو جدوى .
و تمر عملية معالجة المياه بعدة مراحل ، هى :
- مرحلة الترسيب الكيميائي : و تستخدم لمعالجة المياه المتكونة على سطح الأرض و التي تحتوي على نسبة من المعادن و الأملاح التي تتسبب فى عكورة الماء بشكل ملحوظ في بعض الاوقات ، حيث يتم تعريض المياه مادة كربونات الصودا داخل أحواض كبيرة حتى يحدث تفاعل مع المكونات المعدنية للمياه ثم تتحول إلى مادة ثقيلة الوزن تبقى بفعل الجاذبية فى قاع الأحواض ، ثم يتم ضخها فى أحواض أخرى ليتم استخدامها بعد ذلك فى عمليات الرى .
- مرحلة الكربنة : بعض العوالق الموجودة فى الماء التي نتجت بعد عملية الترسيب الكيميائي تكون على هيئة ترسبات تغلق شبكة الترشيح ، لذلك نلجأ إلى عملية الكرنبة و هى تمرير الماء فى حوض به غاز ثانى أكسيد الكربون الذى يتفاعل مع الماء و يقوم بتحويل الرواسب إلى مواد ذائبة فى الماء أى أنه يقوم بتحويل الأملاح إلى بيكربونات .
- مرحلة الترشيح : يتم إعداد حوض يحتوي على رمال خاصة بما في ذلك رمال السيليكا، ويربط بمجرى تصريف ينقل المياه المرشحة من الحوض إلى خزانات أخرى، حيث تلتصق حبيبات الرمال بالرواسب عند مرور المياه بها، مما يؤدي إلى إنتاج مياه صافية غير عكرة .
- مرحلة التطهير : هذه المرحلة الأخيرة في معالجة المياه حيث يتم التخلص من الأحياء الدقيقة والميكروبات والجراثيم باستخدام نسب معقولة من مادة الكلور المضافة إلى المياه
تلجأ بعض الدول إلى وسائل أخرى أكثر تكلفة للتوفيق بين متطلباتها المائية، ومن بين هذه الوسائل تحلية مياه البحر التي سنناقشها بالتفصيل في السطور القادمة
من المعروف أن مياه البحار تتميز بنسبة عالية من الملح والأملاح المذابة مثل أيونات الصوديوم والكلوريد بشكل كبير، مما يجعلها أكثر كثافة من أي مياه أخرى وبالتالي غير صالحة للشرب لأنها تشكل خطورة على صحة الإنسان. هذه المركبات الكيميائية والنسبة المرتفعة للأملاح تسبب العديد من المشاكل الصحية، مثل ارتفاع ضغط الدم وسرعة ضربات القلب، وأحيانا يؤدي شرب مياه البحر إلى التسمم لأنها تحتوي على مواد عالقة وبكتيريا ضارة. وبناء على ذلك، فإن عملية تصفية وتحلية مياه البحر قبل استخدامها ضرورية للغاية. وتتم هذه العملية في محطات خاصة تحتوي على العديد من الوسائل والتقنيات الحديثة التي تستهلك الكثير من الطاقة. وتهدف إلى تحويل مياه البحر المالحة إلى مياه عذبة نقية صالحة للشرب وأي استخدام آخر .
يتم تحلية مياه البحر بإحدى هاتين الوسيلتين الأساسيتين وهما:
- التناضح العكسي أو الضغط الاسموزي العكسي (Reverse Osmosis) يعتمد على فصل الماء عن الملح عن طريق تعريض الماء لضغط عالٍ، ثم يمر الماء عبر عدة مراحل من خلال أغشية شبه نافذة إلى الجانب الآخر ذو الضغط الأقل، حتى يتم تجميع الماء النقي .
- التقطير أو التبخير (Distillation) هو عملية رفع درجة حرارة الماء إلى درجة الغليان، ثم تكثيف البخار الناتج من الغليان وتحويله إلى ماء خالٍمن الملح وأي مواد أخرى، وبعد ذلك يتم معالجة الماء ويتم إضافة بعض المواد إليه لجعله صالحًا للشرب .