صناعة الأقمشة المحبوكة تستهلك كميات كبيرة من المياه: هل تستطيع التقنيات المتطورة سد هذا التسرب؟

صناعة الأقمشة المحبوكة، المشهورة بتنوعها وراحتها، تخفي سرًا خفيًا: بصمتها المائية الهائلة. من تحضير الألياف وصباغتها إلى التشطيب، يتدفق الماء في كل مرحلة تقريبًا من مراحل الإنتاج، غالبًا بكميات هائلة. يُشكل هذا الاعتماد تحديات بيئية وتشغيلية جسيمة، لا سيما في المناطق التي تعاني من شحّ المياه. السؤال الحاسم هو: هل يمكن لتقنيات توفير المياه الناشئة أن توقف هذا التدفق فعليًا وتُحدث نقلة نوعية في علاقة الصناعة بهذا المورد الحيوي؟

حجم المشكلة

يُعرَف عن إنتاج الأقمشة المحبوكة استهلاكها الكثيف للمياه. تستهلك عمليات الصباغة والتشطيب التقليدية وحدها ما بين 100 و150 لترًا من الماء لكل كيلوغرام من القماش، وأحيانًا أكثر من ذلك للألوان الداكنة أو التشطيبات المعقدة. وإذا ضربنا هذا الرقم في حجم الإنتاج العالمي، فسيصبح الحجم مُنذرًا بالخطر. وتشير التقديرات إلى أن صناعة النسيج مسؤولة عن حوالي 20% من مياه الصرف الصناعي العالمية، وتُعَدّ المعالجة الرطبة (الصباغة والتشطيب) السبب الرئيسي. وغالبًا ما تكون هذه المياه مُحمَّلة بالمواد الكيميائية والأملاح والأصباغ المتبقية، مما يُشكِّل مخاطر تلوث كبيرة إذا لم تُعالَج. ومع تفاقم شح المياه بسبب تغير المناخ وتشديد اللوائح، تواجه الصناعة ضغوطًا متزايدة لخفض استهلاكها بشكل جذري.

أين تذهب المياه؟ أهم بؤر الاستهلاك:

● المعالجة المسبقة (التنظيف والتبييض): تتطلب إزالة الشوائب الطبيعية (الشمع والبكتين) أو مساعدات المعالجة الاصطناعية كميات كبيرة من الماء الساخن والمواد الكيميائية.

● الصباغة: يتطلب الحصول على ألوان مستوية وسريعة، خاصة على ألياف السليلوز مثل القطن أو الفسكوز، عمليات طويلة مع نسب عالية من الكحول (نسبة الماء إلى وزن القماش).

● الشطف والصابون: يلزم شطف الملابس عدة مرات بالماء الساخن والبارد لإزالة بقايا الصبغة والمواد الكيميائية والإضافات بعد الصباغة. قد تستهلك هذه المرحلة كمية من الماء أكبر من الصباغة نفسها.

● التشطيب: غالبًا ما يتضمن تطبيق التشطيبات الوظيفية (المنعمات، وطاردات المياه، ومضادات الميكروبات) حمامات تعتمد على الماء ثم الغسيل اللاحق.

● التنظيف والصيانة: يساهم التنظيف المنتظم لآلات الصباغة والمعدات الأخرى أيضًا في الاستخدام الإجمالي للمياه.

تقنيات توفير المياه الناشئة: حلول حقيقية أم إصلاحات جزئية؟

تقدم العديد من التقنيات المبتكرة مسارات واعدة لخفض استهلاك المياه:

1. صباغة بنسبة منخفضة من الكحول ونسبة منخفضة للغاية من الكحول:

● التكنولوجيا: تُقلل آلات الصباغة النفاثة المتطورة (بتدفق الهواء، التدفق الناعم) والفوهات المُحسّنة بشكل كبير من كمية المياه اللازمة لتدوير القماش وحوض الصباغة. يمكن تقليل نسب السوائل من 1:10 أو 1:15 إلى 1:4 أو 1:3 أو حتى أقل.

التأثير: يُقلل استهلاك المياه العذبة بنسبة 30-70% في مرحلة الصباغة. كما يُقلل استهلاك الطاقة (كمية أقل من الماء للتسخين) والمواد الكيميائية.

التحدي: يتطلب استثمارًا رأسماليًا كبيرًا. يتطلب مراقبة دقيقة للعمليات، وقد تكون هناك قيود على أنواع الأقمشة أو أحجام الدفعات.

2. الصباغة بدون ماء (الصباغة بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج):

● التقنية: تستخدم ثاني أكسيد الكربون المضغوط فوق الحرج (scCO2) كوسيط للصباغة بدلاً من الماء. تذوب الأصباغ في ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج وتتغلغل في الألياف. بعد الصباغة، يُخفَّض ضغط ثاني أكسيد الكربون، ويُحَوَّل إلى غاز، ويُعاد تدويره (بنسبة استرداد تزيد عن 95%)، مما يُتيح جفاف القماش.

● التأثير: يُلغي تمامًا استخدام مياه المعالجة. لا حاجة للتجفيف، مما يوفر طاقة كبيرة. يُنتج كميات ضئيلة جدًا من مياه الصرف. مثالي للبوليستر والأقمشة الصناعية المختلطة.

التحدي: تكلفة استثمار أولية مرتفعة للغاية. لا تزال محدودية إمكانية تطبيق المنتج على الألياف الطبيعية (القطن والصوف) تُشكل عائقًا رئيسيًا. لا تزال إمكانية التوسع في الكميات الكبيرة قيد التطوير.

3. الطباعة الرقمية بالحبر النفاث (استبدال الطباعة الرطبة):

● التقنية: تُطبّق الصبغات بدقة على القماش باستخدام رؤوس طباعة نفث الحبر، على غرار طابعات الورق. تُرسَب الكمية المطلوبة فقط من الصبغة.

● التأثير: يُقلل من استهلاك كميات كبيرة من الماء في طباعة الشاشة التقليدية للتحضير (عوامل التكثيف)، والغسل بعد الطباعة، وتنظيف الشاشات. كما يُقلل من هدر الصبغات والمواد الكيميائية.

● التحدي: مناسب بشكل أساسي لأنماط الأسطح، وليس للتلوين الموحد. تتحسن السرعة والفعالية من حيث التكلفة للإنتاج واسع النطاق، ولكن لا يزال من الممكن أن يشكل عائقًا مقارنةً بالطباعة الدوارة للطلبات الكبيرة.

4. معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة وإعادة التدوير في حلقة مغلقة:

● التكنولوجيا: استخدام أنظمة المعالجة الثلاثية المتطورة (على سبيل المثال، المفاعلات الحيوية الغشائية (MBR)، والتناضح العكسي (RO)، وعمليات الأكسدة المتقدمة (AOPs)) لمعالجة النفايات السائلة إلى جودة مناسبة لإعادة استخدامها داخل المصنع (على سبيل المثال، في الشطف أو التبريد أو حتى مراحل معينة من العملية).

● التأثير: يُخفِّض استهلاك المياه العذبة بشكل كبير عن طريق إعادة استخدام المياه المُعالَجة (مع إمكانية إعادة تدوير ما يصل إلى ٥٠-٩٠٪). ويُقلِّل من تصريف مياه الصرف الصحي.

التحدي: ارتفاع تكاليف رأس المال والطاقة/الكيميائية التشغيلية. يتطلب إدارةً ومراقبةً متطورتين. يجب التخلص من تيارات المحلول الملحي المركزة الناتجة عن التناضح العكسي.

5. تكنولوجيا النانو والكيمياء المتقدمة:

● التكنولوجيا: تطوير أصباغ ذات معدلات تثبيت عالية جدًا (>95%)، مما يقلل الحاجة إلى الشطف. استخدام تقنية الفقاعات النانوية لتعزيز نفاذية الصبغة باستخدام كمية أقل من الماء. ابتكار مواد خافضة للتوتر السطحي ومواد مساعدة أكثر فعالية تتطلب شطفًا أقل.

● التأثير: يُقلل استهلاك المياه، خاصةً في مراحل الشطف. يُخفّض العبء الكيميائي في مياه الصرف الصحي.

التحدي: يتطلب اعتماد أنظمة كيميائية جديدة. يتطلب الأداء طويل الأمد والفعالية من حيث التكلفة التحقق المستمر.

ما وراء التكنولوجيا: النهج الشامل

التكنولوجيا وحدها ليست حلاً سحريًا. سدُّ الثغرات يتطلب استراتيجيةً متعددة الجوانب:

● تحسين العملية: المراقبة الدقيقة، ومنع التسرب، وإعادة استخدام مياه التبريد، والشطف بالتيار المعاكس.

● الإدارة الكيميائية: اختيار الأصباغ منخفضة الملح وعالية التثبيت والمواد المساعدة القابلة للتحلل البيولوجي بسهولة.

● الاستثمار في البنية التحتية: يعد تحديث الآلات القديمة وغير الفعالة أمرا أساسيا.

● التعاون: يجب على العلامات التجارية والمصنعين وموردي المواد الكيميائية ومطوري التكنولوجيا العمل معًا لتوسيع نطاق الحلول وتقاسم التكاليف.

● التنظيم والحوافز: يمكن للوائح البيئية الأقوى والحوافز الحكومية أن تعمل على تسريع عملية التبني.

الخاتمة: رحلة صعبة ولكنها ضرورية

تُمثل مشكلة المياه في صناعة الأقمشة المحبوكة تحديًا معقدًا ومتجذرًا. وبينما لا تُقدم أي تقنية حلًا شاملًا، فإن القوة المُجتمعة للصباغة منخفضة الكحول، والبدائل الخالية من الماء، والطباعة الرقمية، وإعادة التدوير المُتقدمة، والكيمياء الأكثر ذكاءً تُمثل مسارًا واقعيًا نحو خفض استهلاك المياه بشكل جذري. إن العوائق - التكلفة، وقابلية التوسع، وقيود الألياف - كبيرة، ولكنها ليست مستعصية على الحل. ومع تفاقم ندرة المياه من خطر إلى أزمة، ومع تزايد مطالب المستهلكين والجهات التنظيمية بالاستدامة، تزداد جدوى الاستثمار في هذه التقنيات. والسؤال ليس ما إذا كان بإمكان الصناعة تقليل بصمتها المائية بشكل كبير، بل مدى سرعة حشد الإرادة الجماعية ورأس المال لجعل هذه التقنيات الأساسية المعيار الجديد. الرحلة مُحفّزة، لكن تغيير مسار استهلاك المياه لم يعد خيارًا - بل أصبح ضرورة وجودية لمستقبل مستدام.