شیرین سازی آب دریا راهکاری برای مقابله با بحران کم آبی در جهان

به گزارش صدای بانک، در حال حاضر بیش از یک و نیم میلیارد نفر از جمعیت کره زمین دسترسی به آب سالم و بهداشتی ندارند. کم آبی و خشکسالی در ایران، هر روز در حال افزایش است و مناطقی مانند خراسان شمالی و خراسان جنوبی، استان مرکزی، قم، استان فارس و بسیاری از شهرهای جنوبی با این بحران مواجه هستند.
مصارف آب در دنیای امروز در زمینه های کشاورزی و صنعتی نیز در حال افزایش است و این در حالی است که منابع آب شیرین محدود است. بنابراین انسان امروزی برای بقا و زندگی چاره ای جز شیرین سازی آب دریاها و اقیانوس ها یا بازچرخانی و استفاده مجدد از پساب ندارد.
یکی از روش های مهم و اساسی در زمینه مقابله با کم آبی، نمک زدایی و شیرین سازی آب دریا است که امروزه با توجه به پیشرفت این فناوری، سرمایه گذاری های بسیاری روی آن انجام شده است. در حال حاضر فرایند اسمز معکوس، رایج ‌ترین و اقتصادی ترین فرایند نمک ‌زدایی از آبهای شور است. البته فرایندهای حرارتی و تقطیر سریع چند مرحله ‌ای، نانوفیلتراسیون، الکترودیالیز و... نیز در فرایند شیرین سازی آب، استفاده می شود.

شیرین سازی آب دریا با فرایند اسمز معکوس
به فرایندی طبیعی که در آن آب با غلظت نمک پایین از طریق یک غشای نیمه تراوا یا ممبران به سمت آب با غلظت نمک بالا حرکت می ‌کند، اسمز گفته می شود. ولی شیرین سازی آب با فرایند اسمز معکوس، به این صورت است که آب با غلظت نمک بیشتر به سمت آبی با غلظت نمک کمتر با اعمال فشار حرکت می کند و فرایند اسمز به صورت معکوس انجام می شود.
عملیات شیرین سازی توسط ممبران ها یا همان غشای نیمه تراوا انجام می شود؛ به این صورت که آب با فشاری که توسط پمپ های فشار قوی به آن وارد می شود، به داخل غشا وارد می شود. منافذ موجود بر روی لایه های ممبران ها بسیار کوچک بوده و فقط آب خالص توانایی عبور از آن را دارد که در نتیجه این فرایند، تا حد زیادی نمک و یون‌های محلول آب جدا می شود.
هزینه شیرین سازی به روش اسمز معکوس در دهه های گذشته با استفاده از دو اقدام کاهش یافته است. استفاده از غشاهایی با بازدهی بالا و کاهش مصرف انرژی منجر به کاهش هزینه آب شیرین تولیدی در آب شیرین کن های صنعتی شده است. ممبران های جدید جریان آب بیشتری از خود عبور می دهند و نمک زدایی در آن ‌ها بهبود یافته است. علاوه بر این قیمت پایین‌تر و طول عمر بالاتری در مقایسه با نسل قدیم خود دارند.

آب شیرین کن خورشیدی
مناطق گرمسیر و مناطقی که با بحران کمبود آب مواجه هستند، اکثرا دارای پتانسیل بالای انرژی خورشیدی هستند، این موضوع موجب شده که استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان انرژی تجدید پذیر یکی از گزینه های اصلی تأمین انرژی در فرایندهای غشایی به شمار آید.
در آب شیرین کن های خورشیدی، انرژی خورشید از طریق سلول‌های خورشیدی فوتو ولتاییک به جریان مستقیم الکتریکی تبدیل می شود. جریان مستقیم در اینورترهای نیروگاه های خورشیدی به جریان متناوب تبدیل شده و جریان متناوب پمپ‌های آب شیرین کن را به حرکت درمی آورد.
شرکت های مهندسی طراح و تولید کننده آب شیرین کن های خورشیدی کانتینری با ظرفیت های پایین برای مناطق کم برخوردار و فاقد برق وجود دارند. این آب شیرین کن های خورشیدی، انرژی خورشید را به وسیله سلول‌های فوتو ولتاییک به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و انرژی آب شیرین کن را تأمین می کند. آب شیرین کن های خورشیدی مجهز به باتری، برای ذخیره انرژی بوده و امکان تولید آب در تمامی ساعات شبانه روز را دارد.

آب شیرین کن آب چاه
همزمان با کاهش سطح آبهای زیر زمینی، شوری آب چاه ها در نقاط مختلف کشور افزایش یافته است. علاوه بر این استفاده از آب چاه می تواند افراد را در معرض بسیاری از آلودگی ها، پاتوژن‌های بیماری زا و ویروس ها قرار دهد که این آلاینده ها به سرعت موجب بیماری می شوند. از اینرو آب اغلب چاه های کشور نیازمند تصفیه برای حذف عوامل بیماری زا و شیرین سازی است.
فرایند اسمز معکوس به عنوان فرایند قابل اطمینان بالا برای حذف پاتوژنها و از بین بردن شوری آب شناخته می شود. طراحی و ساخت آب شیرین کن آب چاه براساس آنالیز فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و میکروبی آب چاه انجام می شود. آب شیرین کن های صنعتی این شرکت ها، برای کاربردهای صنعتی و شرب قابلیت تأمین آب شرب با کیفیت تر از آب چاه با آنالیزهای مختلف را دارد.
در آب شیرین کن آب چاه، آب چاه با فشار بالا وارد دستگاه تصفیه آب صنعتی شده و به ممبران ها وارد می شود. ممبران ها فقط به آب خالص اجازه عبور می دهند و باکتری ها، سموم و آلاینده های دیگر جداسازی می‎‌شوند. آب چاه ورودی به دستگاه تصفیه آب به دو جریان آب شیرین و شورابه تقسیم می شود. جریان شورابه با رعایت ملاحظات زیست محیطی دفع می شود.
در حالی که هنوز بسیاری از کشورها در فناوری شیرین سازی آب دریا به روش غشایی در مرحله آزمون و خطا هستند، شرکت های دانش‌ بنیان ‌ایرانی به راحتی برای ساخت دستگاه های آب شیرین کن و تصفیه و نمک زدایی آب دریا پیش قدم هستند. وجود دستگاه های تصفیه آب برای کشور هایی مانند ایران که در اقلیم های خشک و نیمه خشک و در مجاورت آب های شور قرار دارند بسیار حائز اهمیت است.