Uondoaji chumvi kwenye vyombo: Suluhisho la Maji Safi kwa Marekani
Maji yanayotumika ni rasilimali inayopungua kwa kasi nchini Marekani. Uhifadhi kando, viwandani vyenye vyombo Mfumo wa Kuondoa chumviInawasilisha mbinu bora ya kuzalisha maji safi na ya kuaminika. Katika majimbo kama Florida, Texas na California ambako maji baridi ni adimu kwa kuanzia, jumuiya zinalazimika kuzingatia vyanzo mbadala vya maji ya kunywa. Uhifadhi kando, mifumo ya uondoaji chumvi ya viwandani iliyo na vyombo inawasilisha njia bora ya kutoa maji ya kuaminika na safi.
Matumizi ya Nishati
picha 1 Kuondoa chumvi
XXY Kuondoa chumvini suluhisho la gharama nafuu zaidi linapokuja suala la kutoa maji safi, hasa katika mazingira ya viwanda. Kulingana na aina ya kuondoa chumvi, gharama inaweza kukua hadi viwango vya juu sana kwa kulinganisha, wakati mwingine hata mara 100 ghali zaidi katika nishati ya umeme pekee. Katika suala hili, Reverse Osmosis (RO) kuondoa chumvi ni bora kwa gharama ya mara 15 tu kuliko matibabu ya maji ya chini ya ardhi. Ili kuweka hili katika mtazamo wa vitendo, ikiwa Marekani ilipokea maji yake yote yasiyo na chumvi kutoka kwa uondoaji chumvi wa RO, itamaanisha ongezeko la nishati la asilimia 10 -- takribani sawa na jokofu la ziada katika kila kaya (kama ilivyoelezwa na makala iliyotolewa na AMTA mwaka wa 2009).
Pia, mifumo mikubwa ya uondoaji chumvi ya RO inaweza kutumia mifumo ya kurejesha nishati ili kupunguza kiwango cha nguvu farasi kinachohitajika kwa pampu zao, na kupunguza mahitaji ya nishati kwa zaidi ya nusu katika hali bora. Ongezeko la matumizi ya nishati bado lina lebo ya bei kubwa, lakini ikizingatiwa na mifumo ya kurejesha nishati iliyopo, mfumo wa uondoaji chumvi wa RO wa viwandani ni wa gharama ya chini kuliko kusukuma maji safi kwenye njia za serikali. Kukiwa na vyanzo vichache sana vya maji vinavyotegemea mvua vya kuchagua, kuondoa chumvi kunaweza kuwa ghali zaidi, lakini chanzo cha maji kinachotegemewa mara kwa mara hutolewa kama malipo. Bila utegemezi wa mvua, kuondoa chumvi kwenye viwanda hufanya ukame kuwa suala lisilo la kawaida.
Utupaji wa maji machafu
Ikilinganishwa na mifumo mingine ya kuondoa chumvi, uondoaji chumvi wa RO hutoa faida nyingi. Ugumu, hata hivyo, unakuja na utupaji wa maji machafu. Kwa kila galoni ya maji safi inayozalishwa na RO, kiasi sawa cha taka ya brine hutolewa. Takataka hizi kimsingi ni tope la chumvi na madini, na kuzitupa baharini hakutakuwa tu hatari kwa makazi ya ndani ya maji ya bahari lakini pia haramu nchini Merika.
Hata hivyo, kama michakato mingi ya viwandani, uondoaji chumvi wa RO huzalisha taka ambayo inaweza kutupwa kwa kuwajibika bila athari ndogo kwa mazingira, na kuna maeneo yanayotokea kiasili ambapo hii inawezekana, kama vile ambapo chanzo cha maji safi hukutana na chanzo cha maji ya chumvi. Kumwaga maji yenye chumvi nyingi katika eneo ambalo maji ya chumvi na maji safi tayari yanachanganyika kunapunguza athari zake kwa mazingira. Vivyo hivyo, kutoa taka za brine juu ya eneo kubwa la sakafu ya bahari (kupitia mtandao wa mabomba, kwa mfano) pia hupunguza athari zake kwa mazingira. Ikiwa mojawapo ya haya ni chaguo, taka za brine zinaweza kuyeyushwa kiasili na kuwa chumvi ya kibiashara -- jambo la kawaida kwa mimea iliyopo ya kuondoa chumvi.
Mfumo wa uondoaji chumvi wa osmosis uliowekwa kwenye vyombo.
Mimea ya kuondoa chumvi (haswa vifaa vya RO) hupambana na matatizo mengi yale yale yaliyopo kwenye mitambo ya kitamaduni ya uzalishaji wa maji: Nyenzo hizi ni ghali kupanga, ni ngumu kujengwa na haziwezi kushughulikia mabadiliko makubwa katika mazingira ya bidhaa -- matatizo ambayo lazima yashughulikiwe kila wakati kiwanda cha maji kinapojengwa Marekani Mfumo huu haushughulikii tu changamoto za kimazingira zinazohusiana na uondoaji chumvi kwa kiasi kikubwa lakini pia matatizo ya vifaa yanayohusiana na ujenzi wa mtambo.
picha 2 Uondoaji wa chumvi kwenye vyombo
Kuweka msingi wa mmea ni ngumu na ya gharama kubwa. Mali ya mbele ya bahari huko California, kwa mfano, ni ghali sana. Ikilinganishwa na mmea wa kitamaduni wa kuondoa chumvi, mfumo wa vyombo una alama iliyopunguzwa sana, inayohitaji msingi madhubuti wa kontena. Mifumo ya kontena pia ni ya msimu na kwa hivyo ni rahisi kusanidi katika safu ikiwa uwezo wa ziada unahitajika.
Mfumo wa kuondoa chumvi kwenye vyombo, unaojumuisha mfumo wa kurejesha nishati na matibabu yote muhimu yaliyomo, unaweza kutoa lita nusu milioni za maji kwa siku. Ingawa mimea ya kitamaduni ya kuondoa chumvi nchini Marekani inazalisha makumi ya mamilioni ya galoni za maji kwa siku, nafasi ya vifaa hivi kubwa ni ya malipo. Vyombo vya kuhifadhi, kwa kulinganisha, vinaweza kutoshea karibu popote.
Ili kuiweka katika mtazamo, kama kungekuwa na mtambo mmoja wa kuondoa chumvi kwenye chombo kwa kila maili 10 za ufuo wa California wa maili 840, wangetoa lita milioni 42 za maji kwa siku -- ya kutosha kutoa maji ya kuzuia ukame kwa watu 47,000 kila mwaka.
Kubadilika
Ubora wa maji ya chanzo unaweza kubadilika sana kwa muda mfupi. Umwagikaji, maua ya mwani, uhamaji wa baharini na matukio mengine yanaweza kusitisha uzalishaji wa maji kwa muda mrefu. Mfumo wa uondoaji chumvi kwenye vyombo, hata hivyo, unaweza kuhamishwa hadi eneo jipya na kuanza kuchakata maji tena chini ya siku moja, na kutoa eneo hilo muda wa kujirekebisha. Mifumo hii ya kubebeka pia ni bora kwa misaada ya maafa, ikielekeza maji mahali yanapohitajika haraka iwezekanavyo. Kwa muhtasari, mfumo wa vyombo unaweza kuwa wa muda au wa kudumu kama mmiliki wake anavyohitaji.
Kubinafsisha
Kwa chanzo cha maji kinachotegemewa, kinachoweza kutabirika ambacho hakitegemei mvua na hakiathiri vyanzo vya maji safi vinavyopatikana, mifumo ya uondoaji chumvi iliyohifadhiwa kwenye vyombo hutoa mbinu ya kawaida ambayo inaweza kuleta mapinduzi makubwa sana katika jinsi tunavyosafisha maji.