در بسیاری از کشورها نیاز به یافتن منابع جدید آب برای آبیاری حتمی‌شده است. نمک زدایی آب دریا می‌تواند جایگزینی برای آبیاری باشد. نمک زدایی آب فرآیندی است که به دست آوردن آب شیرین از آب شور دریا و اقیانوس را ممکن می‌سازد. شرکت‌های زیادی در شیرین کردن آب برای اهداف کشاورزی سرمایه گذاری می‌کنند. در ادامه این مقاله بیشتر با کاربرد آب شیرین و دستگاه‌ها و نیروگاه‌های شیرین سازی آب در صنعت کشاورزی آشنا خواهیم شد.
چالش آب شور در صنعت کشاورزی
در تالاب خلیج در فیلیپین، چالش اصلی برای کشاورزی، شوری آب است که بیش از 2 گرم در لیتر وجود دارد. ایجاد یک کارخانه آب شیرین کن برای آبیاری باعث افزایش تولیدات کشاورزی برای تامین آب 30000 هکتار شده است. از این نظر، چندین کشور، نمک‌زدایی را برای تامین آب انتخاب کرده‌اند. کشورهای خشکی مانند تونس، عربستان سعودی و مصر و کشورهای کمتر خشک مانند نیجریه، چین، اندونزی و کوبا کارخانه‌های نمک‌زدایی آب آشامیدنی راه‌اندازی کرده‌اند.
طبق گزارش سازمان ملل، کشاورزی به تنهایی 70 درصد از منابع آب جهان را مصرف می‌کند. علاوه بر این، انتظار می‌رود تقاضای جهانی غذا تا سال 2050 تا 70 درصد دیگر افزایش یابد. با این حال، طبق این گزارش، چالش اصلی پیش روی جهان امروز نه افزایش تولید غذا، بلکه تامین آب آبیاری با کیفیت مناسب برای کشاورزان است. کمبود آب در مناطق خشک منجر به استفاده از آب آبیاری با کیفیت پایین در کشاورزی شده است.
آیا شیرین سازی آب می‌تواند راه حل کم آبی صنعت کشاورزی باشد؟
ثابت شده است که استفاده از دستگاه‌های آب شیرین کن تا حد زیادی می‌تواند بحران کمبود آب در صنعت کشاورزی را حل کند. بدون این نوآوری، کشاورزان همچنان با آب بسیار شور که برای محصولات زراعی و مصرف انسان و حیوان خطرناک است، دست و پنجه نرم خواهند کرد.
نمک زدایی از آب شور برای صنعت کشاورزی بسیار کاربردی است. آب تصفیه شده از آنجایی که نمک کمتری دارد، به محصولات یا خاک آسیب نمی‌رساند. نمک‌های موجود در آب رشد گیاهان را متوقف می‌کنند، چیزی که کشاورزان در تلاشند از آن اجتناب کنند.
مزیت استفاده از دستگاه‌های آب شیرین کن در صنعت کشاورزی
به طور کلی، آب دریا به دلیل در دسترس بودن بسیار زیاد، امیدوارکننده‌ترین منبع برای نمک زدایی در آینده است. همچنین، در صورت بهینه‌سازی هزینه‌های تولید این فرآیند، می‌توان تولید آب شیرین‌شده برای مصارف کشاورزی را افزایش داد. استفاده از آب شیرین کن در صنعت کشوارزی همچنین میزان استفاده و برداشت آب با کیفیت از سفره‌های آب شیرین را کاهش می‌دهد و کمک می‌کند این ذخایر برای آشامیدن و مصارف دیگر باقی بماند.
شیرین سازی آب مورد نیاز در صنعت کشاورزی با فناوری‌های مختلف
مشابه آب آشامیدنی، تقاضا برای آب کشاورزی در اکثر کشورها بالا است. این به طور مستقیم با ارائه مواد غذایی با کیفیت مرتبط است. کمبود آب و کاهش مداوم کیفیت آن همچنان یکی از تهدیدهای عمده برای تولید محصولات کشاورزی، به ویژه در حوزه مدیترانه، مناطق خشک و نیمه خشک است پیشرفت‌های اخیر در توسعه ممبران‌های مناسب و ماژول‌های کارآمد، تولید آب با کیفیت مقرون به صرفه برای کشاورزی را امکان پذیر کرده است .
تقطیر حرارتی
تقطیر حرارتی اولین فناوری نمک‌زدایی بود که در آن آب شور به بخار و سپس با میعانات به آب خالص تبدیل می‌شود. تقطیر حرارتی رایج‌ترین فناوری با حدود 21 درصد از کل تاسیسات نمک زدایی در جهان است. فناوری‌های دیگری که در حال حاضر برای کشاورزی استفاده می‌شوند الکترودیالیز (ED) و RO هستند. در حال حاضر، نمک زدایی به روش اسمز معکوس به دلیل کاهش شدید هزینه‌های فرآیند و کیفیت بالای آب محصول، یک فناوری پذیرفته شده برای آبیاری در سراسر جهان است.
انرژی مورد نیاز برای اسمز معکوس
همانطور که گفته شد، اسمز معکوس به عنوان آینده‌ای برای تولید آب کشاورزی در نظر گرفته می‌شود. اما انرژی مورد نیاز همیشه یک محدودیت حیاتی برای نمک‌زدایی باقی می‌ماند زیرا انرژی تا 75 درصد از کل هزینه عملیاتی یک کارخانه نمک‌زدایی RO آب دریا را تشکیل می‌دهد.
سه دهه پیش انرژی مورد نیاز برای نمک‌زدایی آب دریا 5-10 کیلووات ساعت بر متر مکعب بود، سیستم‌های مدرن RO تنها به 3.0 کیلووات ساعت بر متر مکعب نیاز دارند. اکنون اسپانیا با داشتن بیش از 300 تصفیه خانه و 22.4 درصد از کل آب شیرین شده برای کشاورزی، نمونه مناسبی در زمینه نمک زدایی آب‌های شور برای یک منطقه کشاورزی است.
انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر ممکن است برای نمک زدایی آب دریا در مناطق خشک با استفاده از اصل انتقال بخار استفاده شود. مولکول‌های بخار آب تبخیر متراکم می‌شوند تا آب با کیفیت به دست آید. این فناوری به طور کلی به عنوان تقطیر غشایی شناخته می‌شود که در آن غشاء به عنوان یک لایه مانع برای جداسازی آب از آب شور ناشی از تابش خورشیدی عمل می‌کند.
سخن پایانی
با تمام کاربردهای قابل توجه شیرین سازی آب، چالش‌هایی نیز در استفاده از آب شیرین برای کشاورزی وجود دارد. وقتی صحبت از تصفیه آب دریا می‌شود، هزینه تصفیه می‌تواند آن را برای برخی از محصولات ناپایدار کند.
منابع:
سوالات متداول
نمک زدایی آب دریا چیست؟
امروزه کمبود آب در بسیاری از مناطق مختلف دنیا یک چالش اساسی و نگران‌کننده به شمار می‌رود. با وجود اینکه بسیاری از منابع آب شیرین دنیا تخلیه شده یا رو به اتمام است، نمک زدایی و شیرین کردن آب شور اقیانوس‌ها و دریاها راه حلی است که ممکن است تا حد بالایی بحران آب را حل کند.
آیا صنعت کشاورزی نیز به آب شیرین نیاز دارد؟
آب شور مانع از رشد یاهان مختلف می‌شود. آب شور همچنین میزان نفوذ‌پذیری خاک را کاهش می‌دهد، آن را تضعیف می‌کند و به جایی می‌رساند که برای کشاورژی فیرقابل استفاده باشد. صنعت کشاورزی یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین صنایعی است که به آب شیرین شده احتیاج دارد.
آیا دستگاه‌های شیرین سازی آب می‌توانند برای صنعت کشاورزی مناسب باشند؟
با شیرین کردن آب شور و تصفیه آب می‌توان تقاضای بالای صنعت کشاورزی به اب با کیفیت را برطرف کرد. استفاده از دستگاه‌های آب شیرین کن همچنین میزان استفاده از سفره‌های آب شیرین را کاهش داده و باعث صرفه جویی در استفاده از آب با کیفیت و مناسب برای آشامیدن می‌شود.