آب شیرین کن های ساحلی/فراساحلی

در دنیای امروز که تغییرات اقلیمی و رشد جمعیت فشار بی سابقه ای بر منابع آب شیرین وارد کرده است فناوری های نمک زدایی و شیرین سازی آب های دریا و آب های زیر زمینی تبدیل به یکی از حیاتی ترین راه حل های انسان شده اند. از خاورمیانه تا استرالیا و از حاشیه دریای مدیترانه تا سواحل جنوبی ایران ده ها کشور در تلاش اند تا با بهره گیری از سامانه های آب شیرین کن نیاز فزاینده خود به آب آشامیدنی و صنعتی را برطرف کنند.

فناوری های نمک زدایی آب 

در قلب هر واحد آب شیرین کن  مجموعه ای از فناوری ها وجود دارد که کار اصلی آن ها جداسازی نمک و املاح محلول از آب های طبیعی است. اسمز معکوس محبوب ترین روش در جهان محسوب می شود. این روش با عبور آب از غشاهایی بسیار ریز فقط به مولکول های آب اجازه عبور می دهد و نمک ها و ناخالصی ها را پشت سر باقی می گذارد. در مقابل تقطیر حرارتی مبتنی بر تبخیر و میعان است و بیشتر در واحدهای بزرگ و انرژی‌بر مورد استفاده قرار می گیرد.

سیستم های هیبریدی نیز در سال های اخیر رواج یافته اند. این سامانه ها ترکیب هوشمند چند فناوری مختلف اند تا مصرف انرژی پایین بیاید و کیفیت آب خروجی افزایش یابد. به عنوان نمونه مهندسان در اسپانیا و کره جنوبی از فناوری غشای نانویی و بازیافت حرارت استفاده می کنند تا هزینه تولید هر لیتر آب شیرین کاهش یابد.

نگاهی به جهان در فناوری تصفیه آب 

در سطح جهانی عربستان سعودی رکورددار تولید آب شیرین شده است. این کشور روزانه میلیون ها مترمکعب آب تصفیه شده از دریا را به شبکه های شهری و صنعتی پمپاژ می کند. نیروگاه های نمک زدایی آن در سواحل دریای سرخ و خلیج فارس قرار دارند و با انرژی فسیلی بزرگ تغذیه می شوند. امارات متحده عربی نیز سرمایه گذاری گسترده ای روی مجتمع های تصفیه آب انجام داده و در دبی و ابوظبی پروژه هایی دارد که بخشی از انرژی خود را از مزارع خورشیدی تامین می کنند.

در اسپانیا شیرین سازی آب در سواحل مدیترانه نقش کلیدی در تاب آوری کشاورزی دارد. استرالیا با پروژه های خورشیدی و بادی تلاش کرده است تأثیر زیست محیطی این صنعت را کاهش دهد و کشور هایی مانند مراکش و نامیبیا نیز از مجتمع های کوچک تر برای تامین آب روستاهای ساحلی استفاده می کنند.

وضعیت ایران در صنعت آب شیرین کن

ایران با بحران منابع آب طی دهه های گذشته روبرو بوده است. کاهش بارندگی، افت سطح سفره های زیرزمینی و افزایش مصرف شهری باعث شده که تاسیسات شیرین سازی آب دریا، دریاچه ها  و دیگر منابع آب اهمیت بیشتری پیدا کنند. در استان های جنوبی مانند هرمزگان، بوشهر و سیستان و بلوچستان پروژه های متعددی در حال بهره برداری یا ساخت هستند. از جمله واحدهای صنعتی در بندرعباس، قشم، عسلویه و چابهار.

بیشتر این سامانه ها از فناوری اسمز معکوس استفاده می کنند و ظرفیت آن ها از چند هزار تا صدها هزار مترمکعب در روز متغیر است. آب تولیدی برخی واحدها از طریق خطوط لوله طولانی به مناطق داخلی کشور منتقل می شود تا شهرهایی مانند کرمان، یزد و فارس از آن بهره مند شوند. همکاری بین دولت و بخش خصوصی برای کاهش وابستگی به منابع زیرزمینی رو به افزایش است.

چالش های تامین آب شرب با این روش

هرچند شیرین سازی آب راهی نجات بخش است اما چالش های زیست محیطی نیز دارد. تولید شورآبه غلیظ یکی از چالش های اصلی این صنعت است زیرا بازگرداندن مستقیم آن به دریا باعث تغییر شوری و تهدید زیستگاه های مرجانی می شود. برخی محققان روش هایی برای استفاده مجدد از شورآبه در استخراج مواد معدنی مانند لیتیم و پتاسیم بررسی کرده اند تا از پسماندها ارزش اقتصادی نیز ایجاد شود.

مشکل دیگر هزینه بالا و مصرف انرژی است. فناوری های جدید با استفاده از انرژی خورشیدی بادی یا ترکیبی از هر دو توانسته اند حداقل سی درصد مصرف انرژی را کاهش دهند. در ایران نیز پژوهشگاه ها و دانشگاه ها در حال توسعه سامانه های پایلوت با انرژی تجدیدپذیر هستند.

راهکارهای کاهش اثرات زیست محیطی

• استفاده از انرژی خورشیدی برای تامین نیروی پمپ ها
• رقیق سازی شورآبه قبل از تخلیه به دریا
• بازیافت مواد معدنی از پساب غلیظ
• پایش لحظه ای کیفیت آب خروجی

اقتصاد و انرژی در فرایند نمک زدایی

هزینه های ساخت و بهره برداری از مجتمع های شیرین سازی آب به شدت وابسته به قیمت انرژی است. در مناطقی که سوخت فسیلی ارزان در دسترس نیست ساخت چنین واحدهایی ممکن است از نظر اقتصادی دشوار باشد. استفاده از انرژی های تجدید پذیر در بلند مدت می تواند هزینه تولید هر مترمکعب آب را کاهش دهد.

در ایران طرح هایی در دست اقدام است که با اتصال ایستگاه های تصفیه به نیروگاه های برق خورشیدی ضمن صرفه جویی در هزینه انرژی آلاینده های کربنی را نیز کاهش دهند. حرکت به سوی اقتصاد سبز در پروژه های آب شیرین کن نه فقط یک گزینه فنی بلکه یک ضرورت جهانی است.

دریچه ای به آینده تامین آب پایدار

برای آینده این صنعت سه عامل کلیدی مطرح است نوآوری فناورانه، سرمایه گذاری پایدار و حفظ محیط زیست. با رشد فناوری های کم مصرف و بهبود غشاهای فیلتراسیون انتظار می رود هزینه تولید آب شیرین کاهش یابد و بهره وری افزایش پیدا کند. همکاری کشورهای منطقه برای انتقال فناوری و ایجاد شبکه های دانشی نیز امری حیاتی است.

در ایران تمرکز بر توسعه فناوری بومی آموزش نیروهای متخصص و تقویت شرکت های دانش بنیان زمینه ساز استقلال فناورانه در این صنعت شده است. چشم انداز آینده نشان می دهد که در دهه های پیش رو آب شیرین کن های فرا ساحلی/ ساحلی  نه یک انتخاب بلکه ضرورت ملی خواهند بود.

جمع بندی

از بندرعباس تا سیدنی از ریاض تا دبی سامانه های تصفیه آب دریا امروز نمایانگر امید انسان به سازگاری با طبیعت هستند. با استفاده هوشمندانه از فناوری های جدید و درک دقیق از محیط زیست می توان به آینده ای اندیشید که در آن هر شهر ساحلی منبعی پایدار از آب سالم داشته باشد. آنچه روزی رؤیا بود اکنون در حال تحقق است و موج فناوری در مسیر زندگی جریان دارد.