چالش هاي حل بحران آب از طريق نمک زدائي آب درياها

با توجه به اين که پيش بيني شده است تا سال 2025 ميلادي بيش از يک ميليارد و 800 ميليون نفر از جمعيت زمين با کمبود شديد آب آشاميدني مواجه مي شوند، استفاده از شيوه نمک زدائي آب درياها به عنوان راه حلي براي حل بحران آتي آب ارائه مي شود، اما اين راه حل با چالش هاي بسياري روبروست. چرا که پيش از کاربرد نمک زدائي به عنوان راه حلي براي بحران آب، کارشناسان و متخصصان بايد به دنبال رفع موانعي باشند که ممکن است اين شيوه را پرهزينه و ناکارآمد نمايد.
دانشمندان پيش بيني مي کنند که تا سال 2016 ميلادي، ميزان آب آشاميدني توليد شده در تصفيه خانه ها با روش نمک زدائي از 38 ميليون متر مکعب بيشتر خواهد شد که اين ميزان دو برابر حجم آب آشاميدني تصفيه شده در اين تاسيسات در سال 2008 است.
تصفيه خانه هاي مدرن از روش اسمز معکوس (Reverse Osmosis) براي نمک زدائي استفاده مي کنند که در اين شيوه، آب شور با فشار از غشاء هاي پلاستيکي نيمه تراواي بسيار نازک عبور داده مي شود. در اين روش، ذرات درشت از جمله يون هاي نمک توسط غشاء جداسازي و آب زلال از سوي ديگر خارج مي شود.
اين شيوه به انرژي بسيار کمتري نسبت به روش هاي قبلي نمک زدائي نياز دارد که براي مثال مي توان از ميان اين شيوه هاي قديمي به روش تقطير اشاره کرد.
با اينحال يک تصفيه خانه آب با شيوه اسمز معکوس معمولي بيش از 40 درصد از هزينه هاي اپراتوري خود را براي تامين برق مورد نياز تاسيسات خود هزينه مي نمايد. به همين دليل است که بسياري از مهندسان در حال تحقيق به روي شيوه هاي کاهش هزينه و افزايش کارآيي اين نوع تصفيه خانه ها هستند.
غشاء هاي اسمز معکوس از زمان اختراعشان در دهه 1960 ميلادي تاکنون پيشرفت هاي قابل توجهي داشته اند. غشاء هاي امروزي عملکرد بسيار دقيق تري در اجازه عبور آب و جداسازي نمک از آن دارند. اين غشاء ها همچنين بيشتر در برابر آلودگي باکتري ها مقاوم مي باشند اما اين بدان معني نيست که مشکل “گرفتگي غشاء” کاملا رفع شده است.
زماني که از يک غشاء استفاده مي شود، باکتري هاي موجود در آب لايه اي را روي سطح آن تشکيل مي دهند و به مرور، عبور آب از غشاء دشوار مي شود. امروزه معمولاً از کلر براي رفع گرفتگي غشاء استفاده مي شود، اما غشاء هاي امروزي هنوز نسبت به کلر بسيار حساس هستند و در تماس با مواد شيميايي قوي به سرعت کيفيت خود را از دست مي دهند. لذا يکي از چالش هاي پيش روي استفاده از اسمز معکوس، ساخت غشاء هاي بسيار مقاوم در برابر کلر است.
در هر صورت، هر چقدر هم که غشاء ها مرغوب شوند، باز هم بايد تصفيه خانه هاي اسمز معکوسي را طراحي کرد که با هزينه خيلي کمتري بتوان آنان را تاسيس و اداره کرد تا قادر به رفع نياز فزاينده جهان به آب آشاميدني باشند. يکي از اين شيوه ها بکارگيري مولفه ها و روش هاي استاندارد و ساخت تصفيه خانه هاي کوچک تر و با کارآيي بيشتر است.
يکي ديگر از شيوه هاي کاهش هزينه نمک زدائي و بهينه سازي تصفيه خانه ها، سرمايه گذاري در تحقيقات، توسعه و آموزش در اين بخش است. از اين حيث نيز کشورهايي از جمله سنگاپور، استراليا، اسپانيا و هلند پيشگام هستند.
مشکل بعدي اين است که با آب بسيار شوري که در فرايند تصفيه به دست آمده که “شوراب” ناميده مي شود، چه بايد کرد؟ در صورتي که تصفيه خانه نزديک به دريا يا اقيانوس باشد، مي توان شوراب را به راحتي به آب آن بازگرداند تا دوباره حل شود. اما رهايي از دست اين محلول رقيق در تصفيه خانه هاي درون شهري و دور از دريا بسيار دشوار خواهد بود. حتي در برخي از کشورها قوانيني هم براي منع آزادسازي شوراب در آب هاي سطحي وجود دارد. در ديگر نقاط نيز تزريق شوراب به داخل زمين بسيار پرهزينه و حتي مغاير با قوانين زيست محيطي است. در نتيجه بايد شيوه هايي نيز براي رفع مشکل شوراب به دست آمده از روش نمک زدائي اسمز معکوس ابداع کرد.
در نتيجه، آب درياها براي حل نيازهاي فزاينده جمعيت جهان به آب آشاميدني در صورتي قابل استفاده خواهد بود که هزينه هاي نمک زدائي آن کاهش و مقاومت غشاء هاي مورد استفاده در برابر شوينده هاي شيميايي افزايش يابد و همچنين با سرمايه گذاري هاي گسترده تحقيقاتي، شيوه هاي کارآمدي براي آزادسازي پسماندهاي به جا مانده از نمک زدائي ابداع شود.

منبع: موج