در پاسخ به کمبود آب فزاینده، طی 30 سال گذشته نمک‌زدایی به یک منبع آب جایگزین مناسب تبدیل شده است. شیرین سازی آب به ما اجازه می‌دهد تا از منابع با پتانسیل بالا برای تامین آب پایدار و مقاوم در برابر خشکسالی استفاده کنیم. نمک‌زدایی یا همان شیرین سازی آب تنها حدود 1 درصد از آب آشامیدنی جهان را تامین می‌کند. اما این درصد سال به سال در حال افزایش است. سرمایه گذاری 10 میلیارد دلاری آمریکا در پنج سال آینده 5.7 میلیون متر مکعب در روز به ظرفیت تولید جدید اضافه خواهد کرد. انتظار می‌رود این ظرفیت تا سال 2030 دو برابر شود.
آینده صنعت نمک زدایی آب به چه سمتی خواهد رفت؟
آب شیرین شده با استفاده از آب شور (آبی با محتوای نمک کمتر از 10000 میلی گرم در لیتر) یا آب دریا با شوری 30000 تا 44000 میلی گرم در لیتر تولید می‌شود. اگرچه شیرین سازی آب شور به تولید آب مقرون به صرفه می‌انجامد، اما بعید است که به عنوان منبع اصلی تامین آب جایگزین در آینده شناخته شود. حجم کل آب شور در سراسر جهان محدود است (کمتر از 1٪ آب جهان) و در اکثر مناطق خشک جهان تقریباً به طور کامل از آن استفاده می‌شود. با این حال همچنان گزینه پرپتانسیل و امیدوار کننده‌ای است.
اقیانوس‌ها پتانسیل آب شیرین
اقیانوس‌های جهان بیش از 97.2 درصد از منابع آبی سیاره را در خود جای داده‌اند. آب اقیانوس‌ها شوری بالایی دارد. این موضوع موجب افزایش هزینه نمک زدایی خواهد شد. به همین دلیل است که بیشتر منابع آب جهان از منابع سنتی آب شیرین تامین می‌شود. یعنی از سفره های آب زیرزمینی، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها. با این حال، تغییر الگوهای آب و هوایی، همراه با فشارهای رشد جمعیت و دسترسی محدود به منابع آب شیرین جدید و ارزان، توجه صنعت آب را به سمت خود معطوف کرده است – جهان به دنبال آب شیرین از طریق اقیانوس است.
اقیانوس به عنوان منبع آب دارای دو ویژگی منحصر به فرد است – ضد خشکسالی و عملاً نامحدود. بیش از 50 درصد از جمعیت جهان در مراکز شهری هم مرز با اقیانوس زندگی می‌کنند. در بسیاری از مناطق خشک جهان مانند خاورمیانه، استرالیا، آفریقای شمالی و کالیفرنیای جنوبی، تمرکز جمعیت در امتداد ساحل بیش از 75 درصد است. نمک زدایی آب دریا راه حلی منطقی برای مدیریت پایدار و بلندمدت تقاضای رو به رشد آب ارائه می‌دهد.
در پایان 10 سال گذشته، نزدیک به2هزار کارخانه شیرین سازی آب در سراسر جهان وجود داشت. درصد بالایی از این ظرفیت در خاورمیانه و همچنین شمال آفریقا قرار دارد. در حالی که پیش بینی می‌شود نمک زدایی در آن منطقه به طور مداوم با نرخ 7 تا 9 درصد در سال رشد کند، انتظار می‌رود “نقاط کانونی” برای توسعه سریع نمک زدایی در دهه آینده آسیا، ایالات متحده و آمریکای لاتین باشد.
روندهای فناوری شیرین سازی آب
دو فناوری اساسی در سطح وسیعی برای شیرین کردن آب استفاده می‌شود. تبخیر حرارتی و جداسازی به کمک ممبران. در فرآیند تبخیر حرارتی، از گرما برای تبخیر آب و جداسازی آن از نمک استفاده می‌شود.
در 10 سال گذشته، نمک زدایی با استفاده از ممبران اسمز معکوس بر بازارهای نمک زدایی خارج از خاورمیانه تسلط یافته است. اگرچه فناوری ممبران در خاورمیانه جذابیت قابل توجهی پیدا کرده است، دسترسی به سوخت کم‌هزینه و استفاده سنتی از تأسیسات تولید برق و آب، گزینه تبخیر حرارتی را به فناوری غالب در منطقه تبدیل کرده است.
کاهش هزینه‌ها
پیشرفت تکنولوژی و تجهیزات منجر به کاهش 80 درصدی انرژی مورد استفاده برای تولید آب در 20 سال گذشته شده است. امروزه انرژی مورد نیاز برای تولید آب شیرین از آب دریا برای یک خانوار در سال (2000 کیلووات در سال) کمتر از انرژی مصرفی یخچال خانگی است.
یکی از عوامل کلیدی که به کاهش هزینه نمک‌زدایی آب دریا کمک می‌کند، پیشرفت فناوری ممبران اسمز معکوس است. عناصر ممبران با بهره وری بالا و با ویژگی‌هایی برای تولید آب شیرین بیشتر در هر عنصر غشا طراحی شده اند: سطح بالاتر وممبران متراکم‌تر. افزایش سطح ممبران امکان بهره وری قابل توجهی را فراهم می‌کند.
پیشرفت های فناوری در صنعت شیرین سازی آب در آینده
پیشرفت‌ها در فناوری نمک‌زدایی از نظر دینامیکی نزدیک به فناوری کامپیوتر است. مانند کامپیوترها، ممبران اسمز معکوس آب دریا SWRO امروزه چندین برابر کوچک‌تر، پربازده‌تر و ارزان‌تر از نمونه‌های اولیه هستند. فناوری‌های مرسوم، مانند رسوب‌گذاری و فیلتراسیون، از زمان استفاده اولیه برای تصفیه آب در چندین قرن پیش، پیشرفت‌های اندکی داشته‌اند. اما فیلترهای ممبران شیرین کننده آب جدید و کارآمدتر، ممران‌های حرارتی نوآورانه یا فناوری‌های نمک‌زدایی هیبریدی و بهبود تجهیزات، هر چند سال یک بار به‌روز رسانی می‌شوند.
اگرچه انتظار نمی‌رود که هیچ پیشرفت بزرگی در فناوری، هزینه نمک زدایی آب دریا را در چند سال آینده به طور چشمگیری کاهش دهدف اما انتظار می‌رود کاهش مداوم هزینه‌های تولید، همراه با افزایش هزینه‌های تصفیه آب ناشی از الزامات نظارتی سخت‌گیرانه‌تر، روند فعلی افزایش اتکا به اقیانوس به عنوان منبع آب را تسریع کند. این امر نمک‌زدایی آب اقیانوس‌ها را به‌عنوان یک جایگزین قابل اعتماد و ضد خشکسالی برای بسیاری از جوامع ساحلی در سراسر جهان ایجاد می‌کند.
انتظار می‌رود پیشرفت‌های فناوری، هزینه آب شیرین را تا 20 درصد در پنج سال آینده و تا 60 درصد در 20 سال آینده کاهش دهد و آن را به رقیبی مناسب و مقرون به صرفه برای تولید آب آشامیدنی تبدیل کند
سخن پایانی
اگرچه نمک زدایی یک عنصر حیاتی در بسیاری از سیستم های آبی جهان است، اما هرگز به پتانسیل کامل خود نرسیده است. ترکیبی از هزینه‌های بالا، فرآیندهای ناکارآمد و نگرانی‌های زیست‌محیطی تا حدودی رشد آن را محدود کرده و نظرات متفاوتی را ایجاد کرده است. اما این ممکن است در حال تغییر باشد. سطوح بالاتر سرمایه‌گذاری و پیشرفت‌های فن‌آوری پیشگام در نهایت می‌تواند شاهد تثبیت نمک‌زدایی به عنوان محور اصلی مبارزه جهانی با کمبود آب باشد.
منابع:
سوالات متداول
چشم انداز آینده صنعت تصفیه آب چیست؟
با توسعه سریع اقتصاد، آلودگی آب همچنان تشدید می‌شود و موضوع ایمنی آب مسکونی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است و ساکنان نیازهای بالاتر و بالاتری برای کیفیت آب آشامیدنی دارند. صنعت تصفیه آب نیز به سرعت در حال رشد است. اگرچه ضریب نفوذ بازار دستگاه های تصفیه آب خانگی خیلی بالا نیست، چشم انداز صنعت تصفیه آب امیدوارکننده است.
امروزه فناوری تصفیه کننده‌های آب به چند بخش تقسیم می‌شود؟
در حال حاضر بازار دستگاه‌های تصفیه آب از نظر فناوری عمدتاً به فناوری اسمز معکوس، اولترافیلتراسیون، کربن فعال، نانوفیلتراسیون و … تقسیم می‌شود.
آیا صنعت شیرین سازی آب در آینده پیشرفت چشمگیری خواهد داشت؟
با تمایل به شیرین سازی و نمک زدای ازآب دریاها و اقیانوس‌ها، انتظار می‌رود صنعت شیرین سازی آب پیشرفت چشمگیری را تجربه کند.