नमक पानी हमारी बढ़ती प्यास बुझाना सकता है?

नमक पानी हमारी बढ़ती प्यास बुझाना सकता है?

एक तेजी से जल-तनावग्रस्त दुनिया अलवणीकरण पर एक नया रूप लेती है। यह काफी आसान लगता है: नमक को पानी से बाहर निकालो ताकि यह पीने योग्य हो।

लेकिन यह पहली नज़र में दिखाई देने से कहीं अधिक जटिल है। यह ऐसी दुनिया में भी बेहद महत्वपूर्ण है जहां आबादी विकास, विकास, सूखा, जलवायु परिवर्तन और अधिक से ताजे पानी के संसाधनों में वृद्धि हो रही है। यही कारण है कि संयुक्त राज्य अमेरिका से ऑस्ट्रेलिया के शोधकर्ताओं और कंपनियां सदियों पुरानी अवधारणा को ठीक-ठीक कर रही हैं जो दुनिया की प्यास को बुझाने का भविष्य हो सकती हैं।

साप्ताहिक व्यापार प्रकाशन के एक विलवणीकरण सलाहकार और वर्तमान संपादक टॉम पंक्रैट्स कहते हैं, "जब पानी की आपूर्ति में वृद्धि की बात आती है, तो आपके पास चार विकल्प होते हैं: पुन: उपयोग की मात्रा बढ़ाएं, भंडारण बढ़ाएं, इसे संरक्षित करें या नए स्रोत पर जाएं।" जल विलयन रिपोर्ट. "और दुनिया भर के कई स्थानों के लिए, एकमात्र नया स्रोत अलवणीकरण है।"

महंगा प्रक्रिया

अलवणीकरण तकनीक सदियों से आसपास रही है मध्य पूर्व में, लोगों ने लंबे समय तक भूजल भूजल या समुद्री जल को सुखाया है, फिर पीने के लिए नमक-मुक्त पानी का उत्पादन करने के लिए या कुछ मामलों में, कृषि सिंचाई के लिए भाप को सघन कर दिया है।

समय के साथ प्रक्रिया अधिक परिष्कृत हो गई है। अधिकांश आधुनिक अलवणीकरण सुविधाएं रिवर्स ऑस्मोसिस का उपयोग करती हैं, जिसमें नमक और अन्य खनिजों को दूर करने वाले अर्धपात्रणीय झिल्ली के माध्यम से उच्च दबाव पर पानी पंप किया जाता है।

दुनिया भर में 300 लाख लोगों को 17,000 देशों में 150 अलवणीकरण पौधों से अधिक से कुछ मीठे पानी मिलता है। मध्य पूर्व के देशों ने उस बाजार पर ज़रूरी और ऊर्जा उपलब्धता के ऊपर काबू पाया है, लेकिन दुनिया भर में फैले मीठे पानी की कमी के खतरे के साथ, अन्य तेजी से अपने रैंकों में शामिल हो रहे हैं। रैंडी Truby, नियंत्रक और पिछले राष्ट्रपति के अनुसार उद्योग की क्षमता प्रति वर्ष लगभग 8 प्रतिशत बढ़ रही है अंतर्राष्ट्रीय डिसेलिनेशन एसोसिएशन, एक उद्योग समूह, जैसे ऑस्ट्रेलिया और सिंगापुर जैसे स्थानों में "गतिविधि के फट" के साथ।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, सैन डिएगो क्षेत्र के लिए पीने के पानी की ज़रूरतों के बारे में 1 प्रतिशत प्रदान करने के लिए, कार्ल्सबाड, कैलीफ़ में एक $ 7 अरब पौधे का निर्माण किया जा रहा है। जब यह देर से 2015 में ऑनलाइन हो जाता है तो यह उत्तर अमेरिका में सबसे बड़ा होगा, जिसमें एक्स-एक्स-लाख-गैलन-प्रति-दिन की क्षमता होगी। और कैलिफ़ोर्निया में फिलहाल कामों में लगभग 50 अलवणीकरण संयंत्र के प्रस्ताव हैं।


इनरसेल्फ से नवीनतम प्राप्त करें


पृथ्वी पर अधिकांश पानी महासागरों और अन्य समुद्री जल निकायों में पाया जाता है।

लेकिन अलवणीकरण महंगा है। पैनार्कट्स का कहना है कि परंपरागत मीठे पानी के लिए $ 2.50 की तुलना में डिसेलिनेशन प्लांट से मीठे पानी की एक हजार गैलन औसत अमेरिकी उपभोक्ता $ 5 से $ 2 का खर्च करता है।

यह एक ऊर्जा हॉग भी है: दुनिया भर में अलवणीकरण पौधों का उपभोग प्रत्येक दिन 200 लाख से अधिक किलोवाट घंटे, ऊर्जा के साथ पौधों के कुल संचालन और रखरखाव लागत का अनुमानित 55 प्रतिशत लागत होता है समुद्र के जल से एक घन मीटर मीठे पानी का उत्पादन करने के लिए यह लगभग 23% ऊर्जा के लिए लगभग 23% से अधिक रिवर्स ऑस्मोसिस पौधे लेता है। पारंपरिक पीने के पानी के उपचार संयंत्र आमतौर पर क्यूबिक मीटर के तहत 3 kWh के नीचे अच्छी तरह से उपयोग करते हैं।

और इससे पर्यावरण संबंधी समस्याएं पैदा हो सकती हैं, जिससे समुद्र के रहने वाले प्राणियों को उनके चारों ओर नमक सांद्रता में प्रतिकूल रूप से बदलने से बचा जा सकता है।

जीवाश्म ईंधन व्युत्पन्न ऊर्जा है, जो जलवायु परिवर्तन के लिए पहली जगह में कमी मीठे पानी के लिए योगदान देता है कि करने के लिए योगदान करके दुष्चक्र perpetuates पर निर्भरता को कम करने सहित - समुद्री जल विलवणीकरण सुधार का एक सूट में अनुसंधान की प्रक्रिया सस्ता और अधिक पर्यावरण के अनुकूल बनाने के लिए चल रहा है।

झिल्ली अपग्रेड

अधिकांश विशेषज्ञों का कहना है कि रिवर्स ऑस्मोसिस उतना ही कुशल है जितना कि इसे प्राप्त करना है। लेकिन कुछ शोधकर्ता पानी से नमक को अलग करने के लिए उपयोग की जाने वाली झिल्ली में सुधार करके अधिक दबाव डालने की कोशिश कर रहे हैं।

वर्तमान में अलवणीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले झिल्ली मुख्यतः पतली पॉलियामाइड फिल्मों को एक खोखले ट्यूब के माध्यम से लुढ़कते हैं जिसके माध्यम से पानी की विसियां ​​होती हैं। ऊर्जा को बचाने का एक तरीका झिल्ली के व्यास को बढ़ाने के लिए है, जो प्रत्यक्ष रूप से कितना ताजे पानी बना सकते हैं। कंपनियां 8-इंच से 16-inch व्यास झिल्ली तक बढ़ रही हैं, जो सक्रिय क्षेत्र में चार गुना है।

"आप और अधिक पानी का उत्पादन कर सकते हैं, जबकि उपकरणों के लिए पदचिह्न को कम करने," कहते हैं हेरोल्ड Fravel जूनियर, के कार्यकारी निदेशक अमेरिकी झिल्ली प्रौद्योगिकी एसोसिएशन, एक संगठन जो जल शोधन प्रणालियों के उपयोग में वृद्धि करता है।

झिल्ली के कई शोध नैनोमिटेरियल्स पर केंद्रित हैं - मानव बाल के व्यास की तुलना में 100,000 गुना छोटे के बारे में सामग्री। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने 2012 में बताया कि ग्रेफेन नामक एक कार्बन परमाणु की एक झिल्ली से बना एक झिल्ली, ठीक उसी तरह काम कर सकता है और पॉलियामाइड से पानी पंप करने के लिए कम दबाव की आवश्यकता है, जो करीब एक हजार गुना मोटा है। कम दबाव का मतलब प्रणाली संचालित करने के लिए कम ऊर्जा है, और, इसलिए, कम ऊर्जा बिल।

ग्राफीन केवल टिकाऊ और अविश्वसनीय रूप से पतली नहीं है, लेकिन, पॉलियामाइड के विपरीत, यह क्लोरीन जैसे जल उपचार यौगिकों के प्रति संवेदनशील नहीं है। 2013 में, लॉकहीड मार्टिन Perforene झिल्ली, जो जाल नमक और अन्य खनिजों लेकिन यह है कि पानी के पारित करने के लिए अनुमति देने के लिए काफी छोटे छेद के साथ एक परमाणु मोटी है पेटेंट कराया।

एथॉन यूनिवर्सिटी के शोधकर्ता फिलिप डेविस, जो जल उपचार के लिए ऊर्जा कुशल प्रणालियों में माहिर हैं, एक अन्य लोकप्रिय नैनोमेट्रिकल समाधान कार्बन नैनोट्यूब हैं। कार्बन नैनोट्यूब, कार्बन नैनोट्यूब के कारण आकर्षक हैं - एक छोटे से पैकेज में मजबूत, टिकाऊ पदार्थ पैक किया जाता है - और नमक में अपने वजन के 400 प्रतिशत से भी अधिक अवशोषित कर सकते हैं।

झिल्ली को स्वैप किया जाना चाहिए, इसलिए कार्बन नैनोट्यूब की स्थायित्व और उच्च अवशोषण दर प्रतिस्थापन आवृत्ति, समय और धन की बचत को कम कर सकता है।

झिल्ली प्रौद्योगिकी सभी "सेक्सी लग रहा है, लेकिन यह आसान नहीं है" पंक्रेट कहते हैं। "इंजीनियरिंग की चुनौतियों का सामना करना पड़ता है जब कुछ ऐसा पतला होता है जो अभी भी अखंडता बनाए रखता है।"

एरिज़ोना विश्वविद्यालय के एक रसायन और पर्यावरण इंजीनियरिंग प्रोफेसर वेन्डेल ईला का कहना है कि ग्रेफेन और कार्बन नैनोट्यूब बड़े पैमाने पर उपयोग से कई दशकों दूर हैं। "मैं उन्हें प्रभावित करता हूं, लेकिन यह एक तरह से है।"

Truby ने कहा कि व्यावसायीकरण के लिए बाधाओं में शामिल हैं ऐसी छोटी सामग्री इंजीनियरिंग और मौजूदा पौधों और बुनियादी ढांचे के साथ संगत नई झिल्ली।

"यह [उन्हें] फाड़ने और एक नया संयंत्र बनाने के बिना सिस्टम को अपग्रेड करना महत्वपूर्ण होगा," वे कहते हैं।

फॉरवर्ड ऑस्मोसिस

दूसरों को रिवर्स ऑस्मोसिस से आगे एक अन्य प्रक्रिया में देख रहे हैं जिसे आगे असमस कहा जाता है। आगे असमस में, समुद्री जल को एक समाधान द्वारा प्रणाली में खींचा जाता है जिसमें नमक और गैस होते हैं, जो समाधानों के बीच उच्च आसमाटिक दबाव अंतर बनाता है। समाधान एक झिल्ली के माध्यम से गुजरते हैं, लवण को पीछे छोड़ते हैं

ईला कहती है कि अग्रिम असमस "सबसे पहले एक प्रताड़ना के रूप में सबसे प्रभावी होगा और नहीं वाणिज्यिक समुद्री जल संयंत्रों में एक अकेले इलाज के रूप में" क्योंकि रिवर्स असमस बड़े स्तर पर बेहतर प्रदर्शन करता है। प्रीटायराटमेंट के रूप में, अग्रेषण असमस द्वारा रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली का जीवनकाल लंबा कर सकता है और आवश्यक डिस्नेटाइक्टाइंस और अन्य प्रीटायरामेंट विकल्पों को कम करके समग्र सिस्टम स्वास्थ्य को बढ़ावा देता है।

प्रक्रिया, इला कहते हैं, रिवर्स ऑस्मोसिस से कम ऊर्जा का उपयोग करना चाहिए, क्योंकि यह ऊष्मा से ढकेल दिया। लेकिन पिछली गर्मियों में एमआईटी के वैज्ञानिकों ने खबर दी है कि अलवणीकरण के लिए आगे ऑस्मोसिस समाधान में पहला कदम से उत्पन्न में उच्च नमक एकाग्रता की वजह से अधिक ऊर्जा रिवर्स ऑस्मोसिस से गहन साबित हो सकता है।

ब्रिटिश कंपनी आधुनिक पानी अरब प्रायद्वीप के दक्षिण-पूर्वी तट में ओमान में पहला वाणिज्यिक आगे ऑस्मोसिस संयंत्र संचालित करता है। प्रति दिन 26,000 गैलन में, सिस्टम में अधिकांश बड़े पैमाने पर रिवर्स ऑस्मोसिस सिस्टम की तुलना में बहुत छोटी क्षमता होती है। कंपनी के अधिकारियों ने संयंत्र पर टिप्पणियों के लिए अनुरोध वापस नहीं किया। हालांकि एक कंपनी की रिपोर्ट में कहा गया है कि रिवर्स ऑस्मोसिस की तुलना में पौधे में ऊर्जा में 42 प्रतिशत कमी आई थी।

हीदर कूले, जल कार्यक्रम निदेशक के साथ पैसिफिक इंस्टिट्यूट, कैलिफ़ोर्निया स्थित एक स्थिरता अनुसंधान संगठन का कहना है कि सबसे आगे असमस प्रौद्योगिकी अभी भी अनुसंधान और विकास चरण में है, और यह कि व्यावसायिक उपयोग पांच से 10 वर्ष तक है।

कमजोर पड़ने समाधान

अलवणीकरण की ऊर्जा लागत को कम करने के लिए एक और दृष्टिकोण आरओ-प्रो, या रिवर्स ऑस्मोसिस दबाव मंद ऑस्मोसिस है। एक बिगड़ा मीठे पानी के स्रोत रिवर्स ऑस्मोसिस से अत्यधिक खारा समाधान के बचे हुए है, जो सामान्य रूप से सागर के लिए छुट्टी दे दी जाएगी में एक झिल्ली के माध्यम से, इस तरह के अपशिष्ट जल के रूप में गुजर रहा है, द्वारा आरओ-प्रो काम करता है। दो के मिश्रण दबाव और ऊर्जा है कि एक रिवर्स ऑस्मोसिस पंप बिजली के लिए प्रयोग किया जाता है पैदा करता है।

द्वारा प्रयुक्त प्रणाली द्वारा प्रेरित Statkraft, नॉर्वे स्थित पनबिजली और नवीकरणीय ऊर्जा कंपनी, दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के पर्यावरण इंजीनियरिंग के प्रोफेसर एमी चाइल्ड्रेस और उनके सहयोगियों ने अब कैलिफोर्निया में आरओ-प्रो संचालित कर रहे हैं। चाइल्ड्रेस का कहना है कि "आशावादी" अनुमान दिखाते हैं कि आरओ-प्रो रिवर्स ऑस्मोसिस 30 प्रतिशत के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम कर सकता है। वह बताती है कि कुछ अनिर्दिष्ट कंपनियों ने अपने पायलट में रुचि दिखाई है।

पुनर्चक्रण और नवीकरणीय ऊर्जा

फ़ॉर्फ़ का कहना है कि कई पौधे इस प्रक्रिया के भीतर से ऊर्जा को पुनः प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, टर्बोचार्जर्स, गहन जल के आउटगोइंग स्ट्रीम से गतिज ऊर्जा लेते हैं और इसे आने वाले समुद्री जल के किनारे पुन: लागू करते हैं। "आपके पास फ़ीड साइड पर 900 [प्रति इंच इंच पाउंड] हो सकता है और ध्यान केंद्रित किया जा सकता है 700 साई में। यह ध्यान प्रवाह में बहुत ऊर्जा है, "वे कहते हैं।

चीजों के ऊर्जा इनपुट पक्ष में अक्षय ऊर्जा को शामिल करना, अलवणीकरण की स्थिरता को बढ़ाने के लिए एक विशेष रूप से आशाजनक दृष्टिकोण है। इससे पहले कि पानी पिघल रहा है, ऊर्जा भी बचा सकती है। फ्रेग्रे कहते हैं, "इससे पहले कि आप रिवर्स ऑस्मोसिस में जाने से पहले बेहतर पानी साफ कर सकें, बेहतर चलता रहेगा"। बहरीन, जापान, सऊदी अरब और चीन में पौधों एक चिकनी रिवर्स असमस प्रक्रिया के लिए pretreatment का उपयोग कर रहे हैं।

चीजों की ऊर्जा इनपुट पक्ष में अक्षय ऊर्जा को शामिल करना, अलवणीकरण की स्थिरता को बढ़ाने के लिए एक विशेष रूप से आशाजनक दृष्टिकोण है। वर्तमान में अनुमानित 1 प्रतिशत अक्षय स्रोतों से ऊर्जा से आता है, मुख्य रूप से छोटे पैमाने पर सुविधाएं। लेकिन बड़े पौधे अपने ऊर्जा पोर्टफोलियो में अक्षय ऊर्जा को जोड़ने शुरू कर रहे हैं।

सूखे से जूझने के कई सालों के बाद, ऑस्ट्रेलिया ने 2006 से 2012 तक छह अलवणीकरण संयंत्रों को ऑनलाइन लाने का मौका दिया, जिसमें $ 10 अरब से अधिक का निवेश किया। पौधों ने बिजली के लिए कुछ अक्षय ऊर्जा का उपयोग किया है, जो ज्यादातर पास के पवन खेतों के माध्यम से ग्रिड में ऊर्जा डालते हैं, पंक्रेट कहते हैं। और सिडनी वाटर डिसेलिनेशन प्लांट, जो ऑस्ट्रेलिया के सबसे अधिक आबादी वाले शहर को लगभग 15 प्रतिशत पानी की आपूर्ति करता है, 67- टरबाइन कैपिटल वायु खेत से लगभग 170 मील से दक्षिण तक ऑफसेट द्वारा संचालित है।

सौर ऊर्जा कई भारी अलवणीकरण देशों के लिए आकर्षक है - खासकर मध्य पूर्व और कैरेबियन में जहां सूरज बहुतायत से होता है। अधिक महत्वाकांक्षी परियोजनाओं में से एक में, संयुक्त अरब अमीरात ऊर्जा कंपनी मस्दार ने 2013 में घोषणा की कि यह दुनिया के सबसे बड़े सौर ऊर्जा वाले अलवणीकरण संयंत्र पर काम कर रहा है, जो 22 में एक योजनाबद्ध लॉन्च के साथ प्रति दिन 2020 लाख से अधिक गैलन उत्पादन करने में सक्षम है।

पर्यावरणीय प्रभावों

समुद्री जल का उपयोग करने की योजना, निश्चित रूप से, समुद्री जीवन के लिए निहितार्थ पर विचार करना चाहिए। बहुत अधिक अलवणीकरण सुविधाएं खुले महासागर का सेवन करती हैं; इन्हें अक्सर जांच की जाती है, लेकिन डिसेलिनेशन प्रक्रिया अब सेवन के दौरान या संयंत्र के उपचार चरणों के अंदर जीवों को मार सकता है, कोली ने कहा। नए उपसतह का सेवन, जो प्राकृतिक फिल्टर के रूप में उपयोग करने के लिए रेत के नीचे जाते हैं, इस चिंता को दूर करने में मदद कर सकते हैं।

इसके अलावा, अलवणीकरण के बाद बहुत सी भूसी पानी से छुटकारा पाने की समस्या है। प्रत्येक दो गैलन में एक सुविधा का अर्थ है पीने के पानी का एक गैलन और पानी का एक गैलन, जो कि लगभग दो बार नमकीन होता है जब यह अंदर आ जाता है। अधिकांश पौधे इस परत को एक ही शरीर के पानी में सेवन करते हैं जो कि इनटेक स्रोत के रूप में होता है।

ईला कहती है कि ओमान में आगे के असमस संयंत्र जैसे छोटे पौधे, अलवणीकरण तकनीक का भविष्य हो सकते हैं। आरओ-प्रो प्रौद्योगिकी मुक्ति में नमक एकाग्रता को कम करने का एक तरीका प्रदान करता है, जो नीचे-निवास प्राणियों को नुकसान पहुंचा सकता है। लोकप्रियता प्राप्त करने वाला एक और तरीका है diffusers का उपयोग, नलिका की एक श्रृंखला है जो समुद्री नमक के मिश्रण को ध्यान में रखते हुए अधिक मात्रा में नमक के स्पॉट को रोकने के साथ मिलती है।

हाल ही के एक अध्ययन में, सागर डिस्चार्ज को संबोधित करते हुए, एस्टन विश्वविद्यालय के डेविस ने मैग्नीशियम क्लोराइड को मैग्नीशियम ऑक्साइड में बदलने के लिए सौर ऊर्जा से छीना निर्वहन को गर्म किया, जिसे उन्होंने "कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित करने के लिए एक अच्छा एजेंट" कहा। नवजात अवस्थाएं, लेकिन सीओ को हटाने और निकालने का दोहरी पर्यावरणीय लाभ हो सकता है2 ध्यान से ज़ाप करने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग कर सागर से।

आकार के हिसाब से

ईला छोटे पौधों का कहना है, जैसे कि ओमान में आगे असमस संयंत्र, यह अलवणीकरण प्रौद्योगिकी का भविष्य हो सकता है। कई नए नवाचारों से छोटे पैमाने पर आर्थिक समझ हो सकती है, और कंपनियों को बुनियादी ढांचे में इतनी ज्यादा निवेश नहीं करना पड़ेगा, वे कहते हैं।

"बड़े पौधे के बजाय, हम प्रति दिन अलवणीकरण पौधों के लिए 10,000 गैलन तक उतर सकते हैं," ईला कहते हैं। "मैं विकेंद्रीकरण और छोटे समुदायों की सेवा छोटे अलवणीकरण देखता हूं।"

यह पर्यावरणीय लाभ भी प्रदान करेगा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा को एक बड़ी भूमिका निभाने की इजाजत देना, क्योंकि बड़े और छोटे से छोटे पौधों को बिजली बनाने में अधिक आसान है, वे कहते हैं।

Pankratz कहते हैं अलवणीकरण हमेशा ताजे पानी के उपचार की तुलना में अधिक महंगा हो जाएगा। फिर भी, नवाचारों विलवणीकरण एक तेजी से व्यावहारिक विकल्प बन के रूप में मीठे पानी की मांग के लिए एक तेजी से प्यास दुनिया में बढ़ता मदद मिलेगी।

एन्सा होमपेज देखें यह आलेख मूल पर दिखाई दिया Ensia

के बारे में लेखक

bienkowski ब्रायनब्रायन बिएनकोव्स्की पर्यावरण स्वास्थ्य समाचार और उसकी बहन साइट, द डेली क्लाइमेट के संपादक के रूप में कार्य करता है। उन्होंने पर्यावरण पत्रकारिता में मास्टर डिग्री और मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी से विपणन में एक स्नातक की डिग्री रखी है। वह लांसिंग, मिशिगन में अपने लघु डेशंड, लुई के साथ रहता है।

संबंधित पुस्तक

{AmazonWS: searchindex = बुक्स, कीवर्ड = 082138838X; maxresults = 1}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

InnerSelf पर का पालन करें

फेसबुक आइकनट्विटर आइकनआरएसएस आइकन

ईमेल से नवीनतम प्राप्त करें

{Emailcloak = बंद}

इनर्सल्फ़ आवाज

आप क्या कर रहे हैं? कि तरस भरा जा सकता है?
आप क्या कर रहे हैं? कि तरस भरा जा सकता है?
by मैरी टी। रसेल, इनरएसल्फ़

सबसे ज़्यादा पढ़ा हुआ

प्यार जीवन को सार्थक बनाता है
प्यार जीवन को सार्थक बनाता है
by विल्किनसन विल विल