به گزارش تاسیسات نیوز، در دنیایی که کمبود آب یک مساله مبرم است، پژوهشگران دانشکده مهندسی تاندون دانشگاه نیویورک راه حلی ارائه کرده‌اند که می‌تواند رویکرد ما را برای نمک‌زدایی آب بازتعریف کند.

این تیم به سرپرستی دکتر آندره تیلور، رمز نمک‌زدایی جریان ردوکس(RFD) را شکسته است. این تکنیک الکتروشیمیایی نه تنها آب دریا را به آب آشامیدنی تبدیل می‌کند، بلکه به عنوان یک راه حل ذخیره انرژی کارآمد برای انرژی‌های تجدیدپذیر نیز عمل می‌کند.

به نقل از اس‌ای، این پژوهش ۲۰ درصد بهبود قابل توجه را در میزان حذف نمک سیستم RFD همراه با کاهش قابل توجه تقاضای انرژی که با بهینه‌سازی نرخ جریان سیال حاصل می‌شود، نشان می‌دهد.

دکتر تیلور در بیانیه‌ای گفت: چشم‌انداز ما با یکپارچه‌سازی و ادغام ذخیره‌سازی انرژی و نمک‌زدایی، ایجاد راه‌حلی پایدار و کارآمد است که نه تنها تقاضای رو به رشد برای آب شیرین را برآورده می‌کند، بلکه از حفظ محیط زیست و یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر نیز حمایت می‌کند.

برتری RFD در تطبیق‌پذیری آن نهفته است. این سیستم‌ها رویکردی مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر برای ذخیره‌سازی انرژی ارائه می‌دهند که امکان استفاده کارآمد از منابع تجدیدپذیر متناوب مانند خورشیدی و باد را فراهم می‌کنند.

علاوه بر این، RFD به عنوان یک چراغ امید در پرداختن به بحران جهانی آب ظاهر می‌شود و نویدبخش راه حلی نوآورانه برای افزایش تقاضا برای آب آشامیدنی است.

گام‌های قابل توجه به سمت راه حل‌های پایدار آب

دکتر تیلور تاکید می‌کند که RFD می‌تواند اتکا به شبکه‌های برق معمولی را کاهش دهد و انتقال به سمت فرآیند شیرین‌سازی آب بدون کربن و سازگار با محیط زیست را تقویت کند.

ادغام باتری‌های جریان ردوکس با فناوری‌های نمک‌زدایی، کارایی و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد و گام مهمی را به سمت راه‌حل‌های پایدار آب نشان می‌دهد.

باتری جریان یا باتری جریان ردوکس نوعی سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو جزء شیمیایی حل شده در مایعاتی که از طریق سیستم در طرف‌های جداگانه یک غشاء پمپ می‌شوند، تامین می‌شود. انتقال یون درون سلول (همراه با جریان الکتریکی از طریق یک مدار خارجی) از طریق غشاء رخ می‌دهد، در حالی که هر دو مایع در فضای مربوط به خود گردش می‌کنند.

موفقیت این پروژه مدیون دکتر استفان آکوی مکلین مهندسی شیمی بیومولکولی در دانشگاه نیویورک و نویسنده اول این مقاله است. نبوغ وی در طراحی این سیستم، با استفاده از فناوری پیشرفته چاپ سه‌بعدی نقشی اساسی در این پیشرفت ایفا کرده است.

در بررسی پیچیدگی‌های این سیستم می‌بینیم که ورودی آب دریا از طریق شبکه پیچیده‌ای از کانال‌ها به جریان‌های شور و نمک‌زدا تقسیم می‌شود. این کانال‌ها که توسط غشاهای تبادلی از هم جدا شده‌اند، واکنش‌های الکتروشیمیایی را تسهیل می‌کنند و در نتیجه یون‌های Na+ و تولید آب شیرین حاصل می‌شود.

مکلین، انعطاف‌پذیری این سیستم را این گونه شرح می‌دهد: ما می‌توانیم زمان ماندن آب ورودی را برای تولید آب آشامیدنی با کارکردن سیستم در حالت تک عبور یا دسته‌ای کنترل کنیم.

در یک عملیات معکوس، جایی که آب نمک و آب شیرین مخلوط می‌شوند، انرژی شیمیایی ذخیره شده می‌تواند به برق تجدیدپذیر تبدیل شود. اساساً سیستم‌های RFD به ‌عنوان شکل منحصر به‌ فردی از «باتری» عمل می‌کنند، انرژی اضافی را از منابع خورشیدی و بادی جذب می‌کنند و آن را در صورت تقاضا آزاد می‌کنند و مکملی پایدار برای دیگر منابع برق ارائه می‌کنند.

در حالی که تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، یافته‌های این تیم مسیر امیدوارکننده‌ای را به سمت فرآیند RFD مقرون ‌به ‌صرفه‌تر نشان می‌دهد که یک پیشرفت مهم در تلاش جهانی برای افزایش آب آشامیدنی است. با تشدید تغییرات اقلیمی و رشد جمعیت، روش‌های نوآورانه و کارآمد نمک‌زدایی بسیار مهم‌تر از همیشه می‌شوند.

این مطالعه در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است.

به گزارش تاسیسات نیوز، عبدالمجید رجبی، مدیر عامل این شرکت دانش‌بنیان طراحی و تولید انواع بویلرهای بخار و بازیافت حرارتی را از زمینه‌های کاری این شرکت دانش‌بنیان دانست و گفت: بیش از ۱۵۰ بویلرهای بازیافت حرارتی که در سیکل‌های ترکیبی استفاده می‌شوند، در این شرکت تولید شده است. در این محصول از آخرین فناوری‌ استفاده شده و این محصول را قابل استفاده در سیکل‌های ترکیبی کلاس F و H که بالاترین راندمان و توان تولیدی را دارند، کرده است.

وی ادامه داد: تولیدات ما صنایع را از واردات انواع بویلرهای نیروگاهی، نفت و گاز بی‌نیاز کرده است. علاوه بر بویلرهای مذکور، بویلرهای صنعتی واتر تیوب نیز در این شرکت دانش‌بنیان طراحی و ساخته می‌شود.

رجبی با بیان این‌که این بویلرها در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کابرد دارند، خاطر نشان کرد: تعداد قابل توجهی از آنها در پالایشگاه‌های نفت، گاز و مجتمع‌های پتروشیمی کشور در حال بهره‌برداری و استفاده هستند. وظیفه اصلی این بویلرها تولید بخار برای فرآیندهای پالایش، شیرین‌سازی و تصفیه نفت و گاز و همچنین تولید محصولات دیگر مورد نیاز صنعت پتروشیمی است.

این فعال فناور با تاکید بر اینکه همه قطعات این بویلرها در داخل این مجموعه فناور توسط مجموعه‌ای از ماشین‌آلات مدرن و دستگاه‌های تست و آزمون مطابق با استانداردهای روز دنیا تولید و تست می‌شوند، یادآور شد: بویلرهای بازیافت حرارتی و بویلرهای صنعتی علاوه بر صنایع مذکور در صنایع معدنی و کارخانجات تولید فولاد، مس و آلومینیوم نیز کاربرد زیادی دارند.

وی اضافه کرد: در این صورت تمام یا بخشی از بخار تولیدشده می‌تواند برای شیرین‌سازی آب دریا در یک پکیج تقطیر مرحله‌ای (MED) به‌کار گرفته شود. پروژه آب و برق قشم یک نمونه واقعی از یک پروژه CHP تولید آب آشامیدنی است که شرکت ما در طراحی و ساخت بویلرهای بازیافت حرارتی آن برای تولید بخار پر فشار برای سیستم MED مشارکت داشته است.

به گفته وی، این نیروگاه قادر است روزانه ۱۸ هزار متر مکعب آب شیرین برای مصارف شرب ساکنان جزیره قشم فراهم و نقش موثری در تامین آب پایدار برای این جزیره ایفا کند.

رجبی «توانایی طراحی بویلرهای بازیافت حرارتی با سطوح فشاری مختلف، با یا بدون سیستم احتراق اضافی»، «توانایی طراحی بویلرهای بازیافت برای راه‌اندازی سریع و بهره‌برداری با تغییر بار متناوب»، «توانایی طراحی سطوح حرارتی با آرایش و جنس متناسب با نوع بهره‌برداری از بویلر»، «توانایی طراحی هوازدا و سیستم آب تغذیه»، «توانایی طراحی سیستم احتراق اضافی با بالاترین راندمان و کمترین آلودگی» را از دیگر محصولات و خدمات این شرکت نام برد.

مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان با بیان اینکه این مجموعه فناور یک پروژه بزرگ شیرین‌سازی آب دریا به روش SWRO را با ظرفیت تولید ۳۵ هزار متر مکعب در روز برای تولید آب شرب مورد نیاز شهر بوشهر در دست احداث دارد، گفت: از قابلیت ایجاد شده می‌توان برای تولید آب شیرین‌کن‌های کوچکتر به صورت کانتینری که قابلیت انتقال و استقرار سریع به مناطق نیازمند آب را دارند، استفاده کرد.این فناوری توانایی آن را دارد که برای شیرین‌سازی آب‌های لب‌شور چاه یا رفع نیازهای فوری مناطق آسیب‌دیده در بلاهای طبیعی مورد استفاده قرار گیرد.

به گزارش پایگاه خبری تاسیسات نیوز، اقلیم خشک ایران باعث شد همواره دغدغه آب روی دوش این کشور سنگینی کند؛ دغدغه‌ای که راهکارهای مختلفی برای حل آن در نظر گرفته شده و به نظر می‌رسد استفاده از واحدهای آب شیرین‌کن سرخط مهم‌ترین اقدامات درحال انجام بوده و در این راستا ۶۸ واحد تأسیسات نمک‌زدایی آب در نوار ساحلی جنوب کشور در حال احداث و بهره برداری است. به استناد بند الف ماده‌ی ۳۶ برنامه‌ی ششم توسعه، دولت مکلف است تا پایان اجرای برنامه، حداقل ۳۰ درصد آب آشامیدنی مناطق جنوبی کشور را از طریق شیرین‌سازی آب دریا تأمین کند.

برای تأمین آب برخی استان‌ها و کم‌رنگ‌تر شدن دغدغه کم آبی، استفاده از آب دریاها هم یکی از راه‌حل‌هاست. به گفته کارشناسان، با وضعیت کنونی خشکسالی و تغییر اقلیم موجود، چاره‌ای جز رفتن به سمت تأمین آب شیرین از محل آب دریا وجود نخواهد داشت، در این راستا نیز مطالعاتی که وزارت نیرو و شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور انجام داده، به تصویب رسیده و ابلاغ شده است که در فاز اول، آب مورد نیاز حاشیه صد کیلومتری جنوب کشور در استان‌های سیستان و بلوچستان، هرمزگان، خوزستان و بوشهر، به‌طور کامل از آب دریا تأمین شود و از آب‌های درون سرزمینی رفع نیاز شود.

صفر تا صد حضور آب شیرین کن‌ها در ایران

به طور کلی از نیمه سال ۱۳۹۲ تاکنون ۳۹ سامانه نمک‌زدایی با ظرفیت بیش از ۱۷۴ هزار مترمکعب در شبانه‌روز (معادل ۶۳.۷ میلیون مترمکعب در سال) اغلب در سواحل جنوبی کشور به بهره‌برداری رسیده است و بر اساس ارزیابی صورت گرفته بیش از ۶۰ درصد کل تاسیسات نمک‌زدایی در همین بازه زمانی احداث شده و یا در حال بهره‌برداری هستند. در حال حاضر جمعا ۶۰ آب شیرین‌کن با ظرفیت بیش از ۲۴۲ هزار مترمکعب در شبانه‌روز (معادل ۸۸.۴ میلیون مترمکعب در سال) در حال بهره‌برداری است و ۲۵ طرح با ظرفیت حدود ۲۳۴ هزار مترمکعب در شبانه‌روز (معادل ۸۵.۳ میلیون مترمکعب در سال) در حال ساخت است.

اما در راستای تأکید رئیس‌جمهور و اجرای سیاست‌های کلان وزارت نیرو به منظور تأمین آب شرب مردم جنوب کشور از طریق دریا و در قالب احداث تاسیسات آب‌شیرین‌کن نیز مطالعاتی درباره میزان کمبود آب استان‌های جنوبی کشور (حاشیه خلیج فارس و دریای عمان) تا عمق ۱۰۰ کیلومتر صورت گرفت و بر این اساس برنامه وزارت نیرو جهت تأمین آب از طریق آب شیرین‌کن برای جمعیت تحت پوشش استان‌های یاد شده و اعتبار مورد نیاز جهت احداث تأسیسات نمک‌زدایی(آب شیرین‌کن) برای افق‌های زمانی ۱۴۰۰ و ۱۴۰۳ مشخص شد.

طبق برنامه قرار است تا سال ۱۴۰۰، به میزان ۳۰۰ هزار مترمکعب در شبانه‌روز به ظرفیت تأسیسات نمک‌زدایی (آب شیرین‌کن) استان‌های جنوبی کشور(فارس، سیستان‌وبلوچستان، کهگیلویه و بویراحمد، بوشهر، کرمان، خوزستان و هرمزگان) اضافه شود. هم‌چنین تا سال ۱۴۰۳ نیز ظرفیتی معادل ۳۰۰ هزار مترمکعب در شبانه‌روز به این رقم اضافه خواهد شد که کل آب تولیدی حاصله، حدود سه میلیون نفر به جمعیت تحت پوشش تأسیسات نمک‌زدایی اضافه می‌کند.

بنا بر اعلام وزارت نیرو، در حال حاضر حدود ۹۰ درصد مجموع تاسیسات نمک‌زدایی در استان‌های هرمزگان، سیستان‌وبلوچستان، بوشهر و خوزستان واقع شده است که در این مناطق ۲۱ سامانه آب شیرین‌کن با ظرفیتی بالغ بر ۲۲۰ هزار مترمکعب در شبانه‌روز در حال ساخت است و ۴۹ آب شیرین‌کن با ظرفیت حدود ۱۴۷ هزار مترمکعب در شبانه‌روز در حال بهره‌برداری هستند.

موافقت رئیس جمهور با اختصاص ارز ۴۲۰۰ تومانی به آب شیرین کن‌ها

بر اساس این گزارش، موافقت رئیس جمهور با اختصاص ارز ۴۲۰۰ تومانی به آب شیرین‌کن‌ها حاکی از عزم دولت برای اجرای این طرح است. به گفته وزیر نیرو، رئیس جمهوری موافقت کرده است که ارز مورد نیاز آب شیرین‌کن‌ها با نرخ ۴۲۰۰ تومان تامین شود تا نیاز ارزی سرمایه‌گذاران برای تأمین تجهیزات مورد نیاز آب‌شیرین‌کن‌ها برطرف شود.