कंटेनरीकृत विलवणीकरण: संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए मीठे पानी का एक समाधान
अमेरिका में उपयोग योग्य जल तेजी से घटता हुआ संसाधन है। संरक्षण के अलावा, कंटेनरीकृत औद्योगिक विलवणीकरण प्रणालीकंटेनरीकृत औद्योगिक विलवणीकरण प्रणालियाँ विश्वसनीय और स्वच्छ जल उत्पादन का एक आदर्श तरीका प्रस्तुत करती हैं। फ्लोरिडा, टेक्सास और कैलिफोर्निया जैसे राज्यों में, जहाँ ताजे पानी की पहले से ही कमी है, समुदायों को पीने योग्य पानी के वैकल्पिक स्रोतों पर विचार करने के लिए मजबूर होना पड़ रहा है। संरक्षण के अलावा, कंटेनरीकृत औद्योगिक विलवणीकरण प्रणालियाँ विश्वसनीय और स्वच्छ जल उत्पादन का एक आदर्श तरीका प्रस्तुत करती हैं।
ऊर्जा की खपत
चित्र 1 विलवणीकरण
XJY विलवणीकरणमीठे पानी की आपूर्ति के मामले में, विशेष रूप से औद्योगिक परिवेश में, यह सबसे कम लागत प्रभावी समाधान है। विलवणीकरण के प्रकार के आधार पर, लागत तुलनात्मक रूप से अत्यधिक बढ़ सकती है, कभी-कभी तो केवल विद्युत ऊर्जा में ही 100 गुना अधिक महंगी हो सकती है। इस संदर्भ में, विपरीत परासरण भूजल उपचार की तुलना में (आरओ) विलवणीकरण आदर्श है, हालांकि यह केवल 15 गुना अधिक महंगा है। इसे व्यावहारिक परिप्रेक्ष्य में समझने के लिए, यदि अमेरिका को अपना सारा मीठा पानी आरओ विलवणीकरण से प्राप्त होता है, तो इसका अर्थ होगा ऊर्जा में 10 प्रतिशत की वृद्धि - जो लगभग प्रत्येक घर में एक अतिरिक्त रेफ्रिजरेटर के बराबर है (जैसा कि एएमटीए द्वारा 2009 में जारी एक लेख में बताया गया है)।
इसके अलावा, बड़े पैमाने पर उपयोग होने वाले आरओ विलवणीकरण सिस्टम अपने पंपों के लिए आवश्यक हॉर्सपावर को कम करने के लिए ऊर्जा-पुनर्प्राप्ति प्रणालियों का उपयोग कर सकते हैं, जिससे आदर्श परिस्थितियों में ऊर्जा की आवश्यकता आधे से अधिक कम हो जाती है। ऊर्जा की खपत में वृद्धि के बावजूद लागत काफी अधिक होती है, लेकिन ऊर्जा-पुनर्प्राप्ति प्रणालियों को ध्यान में रखते हुए, एक औद्योगिक आरओ विलवणीकरण सिस्टम राज्य की सीमाओं के पार स्वच्छ पानी पंप करने की तुलना में कम खर्चीला होता है। वर्षा पर निर्भर न रहने वाले जल स्रोतों की सीमित उपलब्धता के कारण, विलवणीकरण अधिक महंगा हो सकता है, लेकिन इसके बदले में एक निरंतर विश्वसनीय जल स्रोत प्राप्त होता है। वर्षा पर निर्भरता न होने के कारण, औद्योगिक विलवणीकरण सूखे की समस्या को खत्म कर देता है।
अपशिष्ट जल निपटान
अन्य विलवणीकरण प्रणालियों की तुलना में, आरओ विलवणीकरण कई लाभ प्रदान करता है। हालांकि, इसमें अपशिष्ट जल के निपटान में कठिनाई आती है। आरओ द्वारा उत्पादित प्रत्येक गैलन ताजे पानी के लिए, उतनी ही मात्रा में खारा अपशिष्ट निकलता है। यह अपशिष्ट मूलतः नमक और खनिजों का गाढ़ा मिश्रण होता है, और इसे समुद्र में डालना न केवल स्थानीय समुद्री जल के आवासों के लिए खतरनाक होगा, बल्कि अमेरिका में अवैध भी है।
हालांकि, अधिकांश औद्योगिक प्रक्रियाओं की तरह, आरओ विलवणीकरण से भी अपशिष्ट पदार्थ उत्पन्न होता है जिसे पर्यावरण पर न्यूनतम प्रभाव डालते हुए जिम्मेदारीपूर्वक निपटाया जा सकता है, और ऐसे प्राकृतिक स्थान भी मौजूद हैं जहां यह संभव है, जैसे कि जहां मीठे पानी का स्रोत खारे पानी के स्रोत से मिलता है। अतिरिक्त खारे पानी को ऐसे क्षेत्र में डालना जहां खारा पानी और मीठा पानी पहले से ही मिल रहे हों, पर्यावरण पर इसके प्रभाव को कम करता है। इसी प्रकार, खारे पानी के अपशिष्ट को समुद्र तल के एक बड़े क्षेत्र में फैलाना (उदाहरण के लिए, पाइपों के जाल के माध्यम से) भी पर्यावरण पर इसके प्रभाव को कम करता है। यदि इनमें से कोई भी विकल्प संभव न हो, तो खारे पानी के अपशिष्ट को प्राकृतिक रूप से वाष्पीकृत करके व्यावसायिक नमक में बदला जा सकता है - जो कि मौजूदा विलवणीकरण संयंत्रों में एक आम प्रक्रिया है।
कंटेनरीकृत रिवर्स ऑस्मोसिस विलवणीकरण प्रणाली।
खारे पानी को मीठा बनाने वाले संयंत्र (विशेष रूप से आरओ सुविधाएं) पारंपरिक जल उत्पादन संयंत्रों जैसी ही कई समस्याओं का सामना करते हैं: इन संयंत्रों की योजना बनाना महंगा होता है, इनका निर्माण जटिल होता है और ये उत्पाद के वातावरण में होने वाले बड़े बदलावों को संभालने में असमर्थ होते हैं - ये ऐसी समस्याएं हैं जिनका समाधान अमेरिका में जल संयंत्र बनाते समय लगातार करना पड़ता है। हालांकि, प्रौद्योगिकी में हाल के विकास के परिणामस्वरूप कंटेनरीकृत खारे पानी को मीठा बनाने वाली प्रणाली विकसित हुई है, जो 20 या 40 फुट के भंडारण कंटेनर से निर्मित एक आरओ संयंत्र है। यह प्रणाली न केवल बड़े पैमाने पर खारे पानी को मीठा बनाने से जुड़ी पर्यावरणीय चुनौतियों का समाधान करती है, बल्कि संयंत्र के निर्माण से जुड़ी रसद संबंधी समस्याओं को भी हल करती है।
चित्र 2 कंटेनरीकृत विलवणीकरण
किसी संयंत्र की नींव रखना जटिल और खर्चीला होता है। उदाहरण के लिए, कैलिफ़ोर्निया में समुद्र तट के किनारे की ज़मीन बेहद महंगी होती है। पारंपरिक विलवणीकरण संयंत्र की तुलना में, कंटेनरीकृत प्रणाली का आकार काफी कम होता है, इसके लिए केवल कंटेनर के लिए कंक्रीट की नींव की आवश्यकता होती है। कंटेनरीकृत प्रणालियाँ मॉड्यूलर भी होती हैं, इसलिए अतिरिक्त क्षमता की आवश्यकता होने पर इन्हें आसानी से एक श्रृंखला में स्थापित किया जा सकता है।
ऊर्जा पुनर्प्राप्ति प्रणाली और सभी आवश्यक पूर्व-उपचार प्रक्रियाओं से युक्त एक कंटेनरीकृत विलवणीकरण प्रणाली प्रतिदिन पांच लाख गैलन पानी का उत्पादन कर सकती है। जबकि अमेरिका में पारंपरिक विलवणीकरण संयंत्र प्रतिदिन करोड़ों गैलन पानी का उत्पादन करते हैं, इन विशाल संयंत्रों के लिए स्थान की कमी रहती है। इसके विपरीत, भंडारण कंटेनर लगभग कहीं भी स्थापित किए जा सकते हैं।
इसे समझने के लिए, मान लीजिए कि कैलिफोर्निया की 840 मील लंबी तटरेखा के हर 10 मील के लिए एक कंटेनरीकृत विलवणीकरण संयंत्र होता, तो वे प्रतिदिन 42 मिलियन गैलन पानी का उत्पादन करते - जो सालाना 47,000 लोगों के लिए सूखे से सुरक्षित जल आपूर्ति प्रदान करने के लिए पर्याप्त होता।
अनुकूलन क्षमता
स्रोत जल की गुणवत्ता थोड़े ही समय में नाटकीय रूप से बदल सकती है। रिसाव, शैवाल का अत्यधिक विकास, समुद्री जीवों का प्रवास और अन्य घटनाओं के कारण जल उत्पादन लंबे समय तक रुक सकता है। हालांकि, एक कंटेनरीकृत विलवणीकरण प्रणाली को एक नए स्थान पर ले जाया जा सकता है और एक दिन से भी कम समय में जल प्रसंस्करण फिर से शुरू किया जा सकता है, जिससे उस क्षेत्र को सामान्य स्थिति में लौटने का समय मिल जाता है। ये पोर्टेबल प्रणालियाँ आपदा राहत के लिए भी आदर्श हैं, क्योंकि ये पानी को यथाशीघ्र वहाँ पहुँचाती हैं जहाँ इसकी आवश्यकता होती है। संक्षेप में, एक कंटेनरीकृत प्रणाली अपने मालिक की आवश्यकतानुसार अस्थायी या स्थायी हो सकती है।
customizability
पानी के एक भरोसेमंद, पूर्वानुमानित स्रोत के लिए जो वर्षा पर निर्भर न हो और उपलब्ध मीठे पानी के स्रोतों को प्रभावित न करे, कंटेनरीकृत विलवणीकरण प्रणाली एक मॉड्यूलर दृष्टिकोण प्रदान करती है जो पानी को शुद्ध करने के तरीके में क्रांति ला सकती है।