نمک‌زدایی کانتینری: یک راهکار آب شیرین برای ایالات متحده

آب قابل استفاده در ایالات متحده منبعی است که به سرعت در حال کاهش است. گذشته از بحث صرفه‌جویی، کانتینرهای صنعتی سیستم نمک‌زداییدر ایالت‌هایی مانند فلوریدا، تگزاس و کالیفرنیا که آب شیرین کمیاب است، جوامع مجبورند منابع جایگزین آب آشامیدنی را در نظر بگیرند. گذشته از بحث صرفه‌جویی، سیستم‌های نمک‌زدایی صنعتی کانتینری روشی ایده‌آل برای تولید آب تمیز و قابل اعتماد ارائه می‌دهند.

مصرف انرژی

تصویر ۱ نمک‌زدایی

نمک‌زدایی XJYکم‌هزینه‌ترین راه‌حل برای تأمین آب شیرین، به‌ویژه در محیط‌های صنعتی است. بسته به نوع نمک‌زدایی، هزینه می‌تواند در مقایسه با آن به سطوح بسیار بالایی برسد، گاهی اوقات حتی ۱۰۰ برابر گران‌تر از انرژی الکتریکی به تنهایی. در این راستا، اسمز معکوس نمک‌زدایی (RO) با هزینه‌ای تنها ۱۵ برابر بیشتر از تصفیه آب‌های زیرزمینی، ایده‌آل است. برای درک بهتر این موضوع، اگر ایالات متحده تمام آب شیرین خود را از نمک‌زدایی RO دریافت کند، به معنای افزایش ۱۰ درصدی انرژی خواهد بود - تقریباً معادل یک یخچال اضافی در هر خانه (همانطور که در مقاله‌ای که توسط AMTA در سال ۲۰۰۹ منتشر شد، آمده است).

همچنین، سیستم‌های آب شیرین‌کن RO در مقیاس بزرگ می‌توانند از سیستم‌های بازیابی انرژی برای کاهش میزان اسب بخار مورد نیاز برای پمپ‌های خود استفاده کنند و در شرایط ایده‌آل، نیاز به انرژی را بیش از نصف کاهش دهند. افزایش مصرف انرژی هنوز هم هزینه سنگینی دارد، اما با در نظر گرفتن سیستم‌های بازیابی انرژی، یک سیستم آب شیرین‌کن RO صنعتی ارزان‌تر از پمپاژ آب تمیز از طریق خطوط ایالتی است. با توجه به منابع آب مستقل از بارندگی بسیار کم، نمک‌زدایی ممکن است گران‌تر باشد، اما در عوض یک منبع آب قابل اعتماد و پایدار فراهم می‌شود. بدون وابستگی به باران، نمک‌زدایی صنعتی خشکسالی را به یک مسئله بی‌اهمیت تبدیل می‌کند.

دفع فاضلاب

در مقایسه با سایر سیستم‌های نمک‌زدایی، نمک‌زدایی به روش RO مزایای زیادی دارد. با این حال، مشکل، دفع فاضلاب است. به ازای هر گالن آب شیرین تولید شده توسط RO، مقدار معادلی از پساب شور تخلیه می‌شود. این پساب اساساً لجنی از نمک و مواد معدنی است و ریختن آن به اقیانوس نه تنها برای زیستگاه‌های محلی آب دریا خطرناک است، بلکه در ایالات متحده نیز غیرقانونی است.

با این حال، مانند اکثر فرآیندهای صنعتی، نمک‌زدایی به روش RO، پسماندی تولید می‌کند که می‌توان آن را با حداقل تأثیر بر محیط زیست، به طور مسئولانه دفع کرد و مکان‌های طبیعی وجود دارند که این امر در آنها امکان‌پذیر است، مانند جایی که یک منبع آب شیرین با یک منبع آب شور تلاقی می‌کند. تخلیه آب بسیار شور در منطقه‌ای که آب شور و آب شیرین در حال حاضر در حال مخلوط شدن هستند، تأثیر آن بر محیط زیست را کاهش می‌دهد. به همین ترتیب، رهاسازی پسماند آب نمک در منطقه وسیعی از کف دریا (به عنوان مثال از طریق شبکه‌ای از لوله‌ها) نیز تأثیر آن بر محیط زیست را به حداقل می‌رساند. اگر هیچ یک از این دو گزینه امکان‌پذیر نباشد، پسماند آب نمک را می‌توان به طور طبیعی به نمک تجاری تبخیر کرد - روشی رایج برای کارخانه‌های نمک‌زدایی موجود.

سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس کانتینری.

کارخانه‌های نمک‌زدایی (به‌ویژه تأسیسات RO) با بسیاری از همان مشکلاتی که در کارخانه‌های سنتی تولید آب وجود دارد، دست‌وپنجه نرم می‌کنند: برنامه‌ریزی این تأسیسات پرهزینه، ساخت آن‌ها پیچیده و قادر به رسیدگی به تغییرات چشمگیر در محیط تولید نیستند - مشکلاتی که باید به‌طور مداوم هنگام ساخت یک کارخانه آب در ایالات متحده مورد توجه قرار گیرند. با این حال، پیشرفت‌های اخیر در فناوری منجر به سیستم نمک‌زدایی کانتینری شده است، یک کارخانه RO که از یک کانتینر ذخیره‌سازی ۲۰ یا ۴۰ فوتی ساخته شده است. این سیستم نه‌تنها چالش‌های زیست‌محیطی مرتبط با نمک‌زدایی در مقیاس بزرگ، بلکه مشکلات لجستیکی مرتبط با ساخت یک کارخانه را نیز برطرف می‌کند.

تصویر ۲ نمک‌زدایی کانتینری

ایجاد فونداسیون یک کارخانه پیچیده و پرهزینه است. به عنوان مثال، ملک ساحلی در کالیفرنیا بسیار گران است. در مقایسه با یک کارخانه نمک‌زدایی سنتی، یک سیستم کانتینری فضای اشغالی بسیار کمتری دارد و فقط به یک فونداسیون بتنی برای کانتینر نیاز دارد. سیستم‌های کانتینری همچنین مدولار هستند و بنابراین در صورت نیاز به ظرفیت اضافی، راه‌اندازی آنها به صورت سری آسان است.

یک سیستم نمک‌زدایی کانتینری، شامل یک سیستم بازیابی انرژی و تمام پیش‌تصفیه‌های لازم، می‌تواند روزانه نیم میلیون گالن آب تولید کند. در حالی که کارخانه‌های نمک‌زدایی سنتی در ایالات متحده روزانه ده‌ها میلیون گالن آب تولید می‌کنند، فضای لازم برای این تأسیسات بزرگ بسیار کم است. در مقابل، کانتینرهای ذخیره‌سازی تقریباً در هر جایی می‌توانند جای بگیرند.

برای درک بهتر این موضوع، اگر برای هر ۱۰ مایل از خط ساحلی ۸۴۰ مایلی کالیفرنیا، یک کارخانه آب شیرین‌کن کانتینری وجود داشته باشد، روزانه ۴۲ میلیون گالن آب تولید خواهد شد - که برای تأمین آب آشامیدنی ۴۷۰۰۰ نفر در سال در شرایط خشکسالی کافی است.

سازگاری

کیفیت آب منبع می‌تواند در مدت زمان کوتاهی به طرز چشمگیری تغییر کند. نشت آب، شکوفایی جلبک‌ها، مهاجرت دریایی و سایر رویدادها می‌تواند تولید آب را برای مدت طولانی متوقف کند. با این حال، یک سیستم نمک‌زدایی کانتینری را می‌توان به مکان جدیدی منتقل کرد و در کمتر از یک روز دوباره فرآوری آب را آغاز کرد و به منطقه زمان داد تا خود را بازیابی کند. این سیستم‌های قابل حمل همچنین برای امدادرسانی در مواقع بلایا ایده‌آل هستند و آب را در اسرع وقت به محل مورد نیاز هدایت می‌کنند. به طور خلاصه، یک سیستم کانتینری می‌تواند به همان اندازه که صاحب آن نیاز دارد، موقت یا دائمی باشد.

قابلیت سفارشی‌سازی

الف سیستم نمک‌زدایی کانتینری همیشه به صورت سفارشی طراحی و ساخته می‌شود. اگرچه این لزوماً به خودی خود منحصر به فرد نیست، اما گزینه‌های موجود برای این سیستم، آن را به یک منبع مهم و همه‌کاره تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، سیستم برق کاملاً محصور شده است که نگهداری را به طرز چشمگیری ساده می‌کند. سطح صاف کانتینر برای نصب پنل‌های خورشیدی ایده‌آل است و امکان اجرای یک سیستم نمک‌زدایی صنعتی را به صورت خارج از شبکه و کاملاً مستقل از مصرف برق ملی فراهم می‌کند. علاوه بر این، یک کانتینر می‌تواند کاملاً عایق‌بندی و از نظر آب و هوایی کنترل شود و به آن امکان می‌دهد در هر نوع محیطی در دمای ایده‌آل کار کند.

برای داشتن یک منبع آب قابل اعتماد و قابل پیش‌بینی که مستقل از بارندگی باشد و بر منابع آب شیرین موجود تأثیر نگذارد، سیستم‌های آب شیرین‌کن کانتینری رویکردی مدولار ارائه می‌دهند که می‌تواند انقلابی در نحوه تصفیه آب ایجاد کند.