توسعه فناوری‌های جدید راهکارهای متداولی را برای شیرین‌سازی آب دریا پیشنهاد می‌کند؛ با این حال باید علاوه بر در نظرگرفتن مسائل فنی و مهندسی، صرفه اقتصادی و انتخاب بهترین روش با کمترین هزینه بیشتر مورد توجه قرار گیرد.
نبود مدیریت و برنامه‌ریزی درست، موجب شده که کشور ما در سال‌های اخیر با پیامدهای ناشی از کمبود آب مانند خشک شدن دریاچه‌ها و صدمه به کشاورزی مواجه شود. هرچند سیاست‌هایی همچون مدیریت مصرف آب و احیا و تعادل‌بخش به سفره‌های آب زیرزمینی در دستور کار وزارت نیرو است اما با توجه به رشد اقتصادی و جمعیتی کشور اینها به تنهایی کافی نیست و نیاز به منابع جدید احساس می‌شود. شاید به همین دلیل باشد که شیرین‌سازی و نمک‌زدایی آب دریا و انتقال به درون مناطق کم‌آب از راهکارهای جایگزین آب به شمار می‌رود؛ روشی که کشورهای حاشیه خلیج‌فارس استفاده می‌کنند و در این میان کشور ما سهم اندکی دارد. البته حمید چیت‌چیان، وزیر نیرو در اوایل سال گفته بود حدود ۵۰ بخش تاسیسات آب شیرین‌کن در طول سواحل دریای عمان و خلیج‌فارس احداث شده تا شهرها و روستاهای این منطقه از آب شیرین برخوردار شوند. همچنین صحبت از انتقال این آب شیرین به ۱۷ استان کشور می‌شود؛ صحبتی که با اما و اگرهایی از جنس کمبود بودجه مواجه است. باید تمام تجهیزات مدرن شیرین‌سازی را نیز در اختیار داشته باشیم. البته سعید فائقی، معاون نوسازی و بهره‌برداری سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران به‌تازگی خبر از تولید غشای سلولزی داده که مقدمه‌ای برای بی‌نیازی از کشورهای پیشرفته و بومی‌سازی تجهیزات صنعت شیرین‌سازی آب دریاست. فائقی در این زمینه به صمت گفت: با تولید یک غشای سلولزی مواد اضافی آب را می‌گیرند و آب شیرین به‌دست می‌آید. این روش هم برای تصفیه فاضلاب‌ها جواب می‌دهد و هم برای تصفیه آب شرب؛ این محصول در حالی با طراحی و فناوری داخلی تولید می‌شود که پیش از این در انحصار کشور امریکا بود و آن را در اختیار ما قرار نمی‌داد؛ تولید این غشای سلولزی ما را برای تولید ممبران(مهم‌ترین و حساس‌ترین دستگاه در تصفیه آب) آماده می‌کند که همه آب شیرین‌کن‌ها به این محصول نیاز دارند.
فناوری شیرین سازی آب
نمک زدایی، فرآیند تصفیه آب به منظور حذف نمک از آب است و با روش‌های مختلفی انجام می‌شود. روش‌های متداول به دو دسته کلی فرآیندهای حرارتی و غشایی تقسیم می‌شود. از ترکیب این دو دسته روشی جدید به نام هیبریدی به وجود می‌آید. بیش از۶۰درصد آب نمک‌زدایی‌شده دنیا با گرما تولید می‌شود. فناوری‌های گرمایی شامل روش تقطیر ناگهانی چندمرحله‌ای، تقطیر موثر چندمرحله‌ای و تقطیر تراکمی تبخیری است که در این روش‌ها فرآیند تقطیر، تقلیدی از سیکل طبیعی آب است که در آن آب شور حرارت داده و به بخار آب و پس از میعان به آب شیرین تبدیل می‌شود. فناوری‌های غشایی شامل روش‌های الکترودیالیز، الکترودیالیز معکوس و اسمز معکوس است. البته انتخاب هریک از روش‌های نمک‌زدایی باید با دقت و درنظرگرفتن همه ملاحظات انجام شود. برخی از فرآیندها نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه بالایی دارند درحالی که هزینه بهره‌برداری و نگهداری آنها پایین‌تراست، برعکس برخی دیگر از این روش‌ها برخلاف هزینه‌های بهره‌برداری کم نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه بالایی دارند بنابراین در امکان‌سنجی و انتخاب بهترین روش‌ها علاوه بر در نظرگرفتن مسائل فنی مهندسی مسائل اقتصادی نیز باید مورد توجه قرار گیرد.
صنعت شیرین سازی آب
درحال‌حاضر استفاده از آب دریا به عنوان یکی از منابع تامین آب در سطح جهان مطرح بوده و کشورهای گوناگونی با توجه به وضعیت اقلیمی خود با نمک‌زدایی از آب دریا آن را برای مصارف شرب و کشاورزی استفاده می‌کنند؛ ازجمله این کشورها می‌توان به استرالیا، امریکا، انگلستان، چین، عربستان، اسپانیا، هند، امارات متحده عربی، بحرین و فلسطین اشغالی اشاره کرد. در سال ۲۰۰۹م در کشورهای مختلف درمجموع حدود ۶۰ میلیون مترمکعب در روز (سالانه ۲۲ میلیارد مترمکعب) آب دریا نمک‌زدایی و استفاده شده و این در حالی است که در سال ۲۰۱۰م این رقم به ۶۸ میلیون مترمکعب در روز رسیده است. از این‌رو پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۰م این حجم به ۱۲۰ میلیون مترمکعب در روز برسد که ۴۰ میلیون مترمکعب در روز برای کشورهای خاورمیانه در نظر گرفته شده است (حدود یک‌سوم تولید آب از دریا در سطح دنیا). با توجه به کمبود آب شیرین در کشورهای حاشیه خلیج‌فارس، این کشورها به‌ویژه امارات متحده عربی، عربستان سعودی و عمان مطالعات و اقدامات عملی متعددی برای شیرین‌سازی آب خلیج‌فارس انجام داده‌اند و درحال‌حاضر بزرگترین تاسیسات آب‌شیرین‌کن دنیا «جبل علی» در امارات متحده عربی است که سالانه حدود ۳۰۰ میلیون مترمکعب آب شیرین از دریا استحصال می‌کند. درحال‌حاضر قزاقستان ۳۹ میلیون مترمکعب آب خزر را برای مصارف نیروگاه حرارتی، گردشگری، کشاورزی، شرب و صنایع سنگین با استفاده از ۴ واحد نمک‌زدایی شیرین می‌کند و در نظر دارد این حجم را تا ۱۴۰ میلیون مترمکعب افزایش دهد. ترکمنستان و آذربایجان نیز که درحال‌حاضر به ترتیب حدود۱۷ و ۴ میلیون مترمکعب آب را شیرین می‌کنند در نظر دارند این حجم را به ۲۵ و ۷ میلیون مترمکعب افزایش دهند.
به صرفه ترین سامانه های آب شیرین کن
اگر قرار است کارخانه‌های آب‌شیرین‌کن نیاز رو به رشد جامعه جهانی را که به‌ویژه در مناطق در حال توسعه روزبه‌روز بیشتر با مشکل کم‌آبی مواجه می‌شوند، رفع کنند باید هزینه کمتری را چه در مرحله تولید و چه در طول زمان بهره‌برداری به همراه داشته باشند. یک راه انجام این کار استاندارد کردن تمامی بخش‌های کارخانه و حتی روش‌هایی است که بر مبنای آنها فرآیند شیرین کردن آب شور دریاها انجام می‌شود از این‌رو ساخت کارخانه‌های کوچکتر و کارآمدتر در دستور کار قرار دارد تا امکان تهیه آب شیرین اقتصادی برای مناطق کم‌جمعیت یا گروه‌های کاری کوچک در مناطق دورافتاده فراهم شود. محمدابراهیم رییسی، کارشناس مطالعات اقتصاد آب درباره مختصات هزینه‌های روش‌های شیرین‌سازی و نمک‌زدایی آب دریا به صمت گفت: بهترین روش‌های شیرین‌سازی فرآیندهای اسمز معکوس(فناوری غشایی آب‌شیرین‌کن) و روش‌های تقطیر ناگهانی چند مرحله‌ای است که بیشترین کاربرد را دارند و به ترتیب ۴۲ و ۴۴ درصد از کل واحدهای نمک‌زدایی دنیا را به خود اختصاص داده‌اند. هزینه بهره‌برداری و نگهداری این روش‌ها کمتر بوده و همچنین نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه کمتری دارند. البته به دلیل کارکرد روش اسمز معکوس در دمای پایین سرعت خوردگی در دستگاه‌ها کاهش پیدا می‌کند. همچنین در این روش نمک‌زدایی ۱/۵ تا ۲ برابر مصرف انرژی کمتر از روش تقطیر ناگهانی چندمرحله‌ای است.
فاکتورهای هزینه تمام شده
درمجموع هزینه تمام‌شده آب شیرین به ۳ فاکتور انرژی مصرف‌شده، نرخ برگشت سرمایه و استهلاک و هزینه‌های تعمیر و نگهداری بستگی دارد. هریک از ۳عامل گفته‌شده حدود یک‌سوم از مجموع هزینه تولید آب را تشکیل می‌دهد. البته هزینه تولید آب شیرین به دلیل تحقیق و توسعه پیوسته و نوآوری‌های به‌دست آمده در روش‌های نمک‌زدایی حرارتی و غشایی نیز رو به کاهش است.
رییسی درباره به صرفه‌ترین روش شیرین‌سازی آب گفت: در روش‌های جدید شیرین‌سازی بر استفاده کمتر از حرارت و تصفیه شیمیایی و همچنین استراتژی کاهش قیمت تمرکز می‌شود همچنین بهبود روش‌های پیش‌تصفیه مانند اولترافیلتراسیون (فراپالایش)، کاهش مصرف انرژی با استفاده از دستگاه‌های بازیافت و طولانی کردن عمر غشا از طریق بهبود کیفیت آن در سیستم‌های غشایی مدنظر است. توسعه سیستم‌های هیبریدی نیز برای تولید آب با قیمت پایین‌تر در مصارف صنعتی و آشامیدنی به طور مداوم دنبال می‌شود.
اسمز معکوس و انتقادات وارد
گفته می‌شود فرآیند اسمز معکوس نیاز به زیرساخت‌های گران‌قیمت و مصرف زیاد برق دارد. همچنین در این فرآیند مقدار زیادی نمک و آلاینده به آب دریا و اقیانوس برمی‌گردد و محیط دریایی و موجودات آن را با مشکلاتی مواجه می‌کند. با این حال رییسی معتقد است به دلیل توسعه فناوری غشاها و کاهش قیمت آنها روش اسمز معکوس روندی رو به توسعه دارد به طوری که پیش‌بینی شده در۲۰ سال آینده رشد فروش سیستم‌های اسمز معکوس بیش از ۱۰ برابر روش‌های تقطیری خواهد شد. این امر به دلیل پایین‌تر بودن هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه و تعمیر و نگهداری روش اسمز معکوس است.
حرف آخر
به این عبارات توجه کنید: «عربستان سعودی به عنوان بزرگترین تولیدکننده آب شیرین در جهان شناخته می‌شود. این کشور ۲۶ درصد آب شیرین تولیدی جهان را به خود اختصاص داده است. پس از آن امریکا با ۱۵ درصد در جایگاه دوم قرار دارد. ۶۰ درصد آب تولیدی آب‌شیرین‌کن‌ها در جهان به مصارف شهری اختصاص یافته و بقیه مربوط به مصارف بخش‌های صنعتی و کشاورزی است.
پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۵میلادی آب مورد نیاز بیش از ۶۰ درصد از جمعیت کره زمین از طریق فرآیندهای شیرین‌سازی تهیه شود. با خواندن این جملات و در نظر گرفتن امکانات دریایی ایران و لزوم حل بحران بی‌آبی می‌توان شرایطی را تصور کرد که کشور ما نیز در بهره‌گیری از این ظرفیت فناوری با صرفه اقتصادی را لحاظ کند، همچنین دولت می‌تواند با اعطای مجوز و تشویق بخش خصوصی برای تولید آب از دریا مشکل کم‌آبی را به طور کامل حل کند و حتی می‌توان از این طریق هزاران شرکت تولیدی صنعتی، کشاورزی، دامداری و… را فعال کرد.
