آینده صنایع آب مقطر

بشر در اواسط قرن دوم میلادی، آب را از طریق فرایند تقطیر استخراج کرده است. این تنها روندی است که با چرخه آب طبیعی همراه است که در آن آب به کمک باد و گرمای خورشید، تبخیر می شود و به ابرها تبدیل می شود که بعدا به صورت باران به آب تبدیل می شود. با چنین مکانیزم ساده ای، جای تعجب نیست که این روش تصفیه آب تا امروز باقی مانده است.

اما آیا در سال های آینده همچنان در حال رشد خواهد بود؟ بگذارید نگاهی به وضعیت کنونی صنعت آب مقطر و برخی از مشکلات آب و هوایی موجود در این سیاره بپردازیم.

مصرف آب مقطر

اکثریت تولیدکنندگان آب معدنی، قبل از بسته بندی و ریختن آب در بطری، از یک روش ترکیبی برای حذف آلودگی های منبع آب استفاده می کنند. چرا که ترکیبی از روش ها، در مقایسه با یک روش واحد، کارایی بیشتری در حذف ناخالصی های آب دارد.

روش هایی که به طور گسترده ای در تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: اسمز معکوس، فیلتراسیون کربن، تبادل یونی و تقطیر. از همه اینها، اسمز معکوس رایج ترین روش در تصفیه آب است؛ از تصفیه آب به روش اسمزمعکوس برای 40٪ از کل بطری های آب ایالات متحده استفاده می شود. 35٪ دیگر از بطری های آب ایالات متحده از مواد معدنی طبیعی یا آب بهاره استفاده می کنند که نیازی به انجام هرگونه فرایند تصفیه آب و سایر روش هایی مانند فیلتراسیون کربن و تبادل یونی نیست. درصد باقی مانده از تقطیر آب استفاده می کنند.

ممکن است شگفت آور باشد که ساده ترین روش توسط درصد کمی از بطری های آب ایالات متحده در تولید آب آشامیدنی و ایمن استفاده می شود. عواملی وجود دارد که باعث می شود تولید آب مقطر در میان تولید کنندگان آب آشامیدنی محبوب نباشد.

هزینه های روش تقطیر آب

تجهیزات فعلی مورد نیاز برای تولید انبوه آب مقطر، بسیار گران است. در نظر بگیرید که در تولید آب مقطر، باید از گرما برای به جوش آوردن آب و نهایتا تبخیر آب استفاده کرد. انرژی مورد نیاز برای رساندن دمای آب به صد درجه سانتیگراد باعث می شود، بطری تولید شده با روش تقطیر بسیار گران تر از بطری تولید شده با اسمز معکوس باشد.

اعتقاد بر این است که آب مقطر باعث مرگ زودرس و کمبود مواد معدنی می شود.

طبق گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، آب مقطر برای مصرف بسیار خطرناک است، زیرا در حل هر چیزی که با آن تماس می گیرد، بسیار تهاجمی است چرا که فاقد مواد معدنی می باشد.

این «تهاجم» باعث می شود آب مقطر در جذب مقدار زیادی از دی اکسید کربن از هوا فعال شود، جذب دی اکسید کربن باعث اسیدی شدن آب می شود. افزایش اسیدیته به معنی افزایش تهاجمی است که دلیل توانایی آب مقطر برای حل بسیاری از فلزات است که سایر انواع آب به راحتی نمی توانند انجام دهند.

علاوه بر این، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده اعلام می کند که هزاران آزمایش و ارزیابی نشان می دهد که آب مقطر در نهایت منجر به کمبود مواد معدنی می شود، زیرا حاوی هیچ مواد معدنی نیست و منجر به انحلال مواد معدنی موجود در داخل بدن می شود و آن ها را همراه با مدفوع و ادرار از بدن خارج می کند.

این عوامل نقش عمده ای را ایفا می کنند که چرا تنها درصد کمی از بطری های آب معدنی ایالات متحده از تقطیر آب تولید شده اند.

تضاد در استفاده از آب مقطر در انگلستان و ایالات متحده آمریکا

تضاد شدید محبوبیت آب مقطر بین ایالات متحده و انگلستان به شدت تحت تأثیر دو عامل است.

• اولا، شرکت آب مقطر که منبع تامین آب مقطر در انگلستان است قادر به ارائه محصولات مقرون به صرفه و با کیفیت به مشتریان خود است. علاوه بر این، آن ها تبلیغات گسترده ای برای فروش دستگاه تقطیر آب می کنند و اعلام می کنند که افراد می توانند برای استفاده شخصی در خانه های خود از دستگاه تقطیر آب استفاده کنند.
• ثانیا، در حالی که وبلاگ های ایالات متحده مضر بودن مصرف آب مقطر را بیان می کنند، وبلاگ های انگلستان درباره مزایای استفاده از آب مقطر برای بدن و محیط زیست سخن می گویند.

در حقیقت، در حالی که آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده اعلام کرده است که آب مقطر برای آشامیدن مضر است، پزشکان بریتانیا توصیه می کنند که آب آشامیدنی خالص مصرف کنید.

کمبود آب آشامیدنی

اگر جهان با چشمه های آب آشامیدنی به طور طبیعی خالص و فراوان پر شود، پس بهتر است که بهترین آب را انتخاب کنیم. متأسفانه کمبود آب به ما چنین فرصتی را نمی دهد که به دقت انتخاب خوبی داشته باشیم؛ زیرا ما در حال حاضر در تلاشیم که منابع ایمن و آب آشامیدنی برای تامین میلیارد ها نفر را پیدا کنیم. شرکت ها از این وضعیت استفاده می کنند و در حال حاضر خصوصی سازی آب به خاطر سود تبدیل به یک مشکل ناگهانی در دنیای مدرن شده است.

از سال 2015، تعداد قابل توجهی از 663 میلیون نفر، که معادل 1 نفر از 10 نفر است، همچنان به آب سالم دسترسی ندارند. با این حال تخمین زده شده است که تا سال 2025 نیمی از جمعیت جهان در مناطقی زندگی می کنند که آب کم است.

این حقایق به وضوح دو نکته بیان می کند.

1. ایمنی آب آشامیدنی به طور فزاینده ای محدود می شود
2. تکنولوژی تنها راه رفع کمبودهای آب است تا برای بسیاری فراهم شود.

سوال بزرگ در حال حاضر این است که آیا فناوری های جدیدی وجود دارد که از تقطیر استفاده می کنند تا آب آشامیدنی سالم و مقرون به صرفه برای توده ها تامین شود؟

فن آوری های جدید برای تقطیر آب

در ادامه برخی از فناوری های جدیدی که برای تقطیر آب به وجود آمده است را بیان می کنیم.

تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی

تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی فرایندی است که بیش از حد گران است و چند سال پیش تنها کشورهای توسعه یافته می توانستند چنین اموری را داشته باشند. با این حال، با ظهور روش های جدید و ارزان تر در مورد چگونگی آب آشامیدنی دریایی، حتی کشورهای در حال توسعه هم اکنون می توانند به آب آشامیدنی امن دسترسی داشته باشند.

پیشگام این پروژه، تیمی از محققان در مصر، در دانشگاه اسکندریه بود. محققان راهی برای تبدیل آب دریایی به آب آشامیدنی با استفاده از تکنولوژی تصفیه آب پیدا کردند که از دو فرایند استفاده می شود: شیرین سازی آب (نمک زدایی) و تقطیر آب.

در مرحله اول، یک روش شیرین سازی آب به نام pervaporation مورد استفاده قرار می گیرد که در آن نمک از آب دریا حذف می شود. این تکنیک باعث استفاده از غشاهای مصنوعی می شود که به عنوان فیلتر برای جداسازی ذرات نمک و سایر ناخالصی ها از آب عمل می کنند.

سپس آبي که پشت سر آن قرار دارد گرم خواهد شد تا تبخير شود و به آب خالص تبدیل شود. این فن آوری حتی قادر به دفع فاضلاب و خاک از آب نمک دریایی است.

قابل توجه ترین چیزی که در مورد این فن آوری می باشد مقرون به صرفه بودن و قابلیت دسترسی آن است. مواد تشکیل دهنده این فن آوری نسبتا ارزان هستند و در دسترس هستند. مهمتر از همه، بخش بخار از این فرایند نیاز به برق ندارد. این ویژگی به میزان قابل توجهی هزینه تولید را کاهش می دهد و دسترسی برای مناطق بدون برق ثابت را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. این مزایا در سنگ فرش کردن راه برای افزایش مصرف آب مقطر بسیار ضروری است.

به طوری که هلمی الزانفالی، استاد آلودگی آب در مرکز تحقیقات ملی مصر، گفت که تحقیقات در حال توسعه این تکنولوژی بسیار بهتر از اسمز معکوس است، به این خاطر که دارای پتانسیل بالایی در باز کردن مسیر برای استفاده از آب دریا به عنوان منبع خوب آب آشامیدنی، می باشد.

تقطیر با فشرده سازی بخار

این فرآیند از یک دستگاه تصفیه آب به نام Slingshot استفاده می کند که می تواند آب آشامیدنی ایمن را از هر منبع آب – حتی آلوده (آب دریا، فاضلاب، ضایعات صنعتی، زباله های شیمیایی) تولید کند. این دستگاهی است که توسط دین کامن ساخته شده است، که یک مخترع مشهور جهان بخاطر کمک های بزرگ خود به جامعه است.

بر این اساس، یک Slingshot می تواند به اندازه 250,000 لیتر آب را سالانه تصفیه کند، که به راحتی نیاز حدود ۳۰۰ نفر را تامین می کند. این به معنی تقریبا ۲۵۰ گالن آب مقطر روزانه است، یعنی تامین نیاز آب مصرفی حداقل 100 نفر در روز.

علاوه بر این، دستگاه تصفیه آب توسط یک موتور استرلینگ اجرا می شود که از سوخت های قابل احتراق به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. انرژی سوخت ممکن است به نظر گران و ضد محیط زیست باشد، اما منبع سوخت می تواند از منابع مختلفی از جمله کود گاو تهیه شود.

بسیاری از پیشرفت های تکنولوژیکی دیگر وجود دارد که بر بهره برداری از پتانسیل وسیع تر منابع آب آشامیدنی تمرکز دارد و در تلاش برای دسترسی افراد بیشتری به آب آشامیدنی امن در برابر کمبود آب رو به رشد، است. این پیشرفت ها به میزان زیادی، رقابت بین صنایع مختلف آب را که از سیستم های مختلف تصفیه آب، از جمله تقطیر آب استفاده می کنند، افزایش می دهد.

کلیدی برای افزایش تولید و مصرف آب مقطر در پیشرفت های تکنولوژیکی است که باعث می شود آب مقطر در دسترس، مقرون به صرفه و ایمن باشد، در حالیکه توانایی استفاده از منابع آب فراوان مانند آب دریا را دارد.

تقطیر آب؛ سیستم های تصفیه آب خانگی در حال توسعه هستند

یکی از بزرگترین دارایی های آب مقطر، سادگی در تولید آن است. به همین دلیل است که تمایل به استفاده از دستگاه تقطیر آب آشامیدنی خانگی بیشتر شده است. تقطیر کننده های آب ابزارهای کارآمد هستند که باعث تقطیر آب می شوند و کار ساده ای را انجام می دهند تا سیستم تقطیر آب خود را تنظیم کنند. تعدادی از صنایع آب آشامیدنی در حال رشد پیشنهاد می کنند که سیستم های تقطیر آب خانگی نصب کنید.

این سیستم ها اجازه می دهد که خانوارها آب خودشان را تصفیه کنند بدون اینکه پول اضافی برای تهیه اب معدنی بطری صرف کنند.

این عامل بسیار مهم است که چرا تقطیر آب امروز و در آینده به عنوان یک روش تصفیه آب به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. اگر چه ممکن است مصرف بطری آب به طور کلی کاهش یابد، به دلیل دسترسی و دسترسپذیری آن، مصرف آب مقطر افزایش می یابد.

در ۱۰ سال آینده آب مقطر چه نقشی را بازی می کند؟

این آمار توسط حقایق علمی پیش بینی شده است که طی 10 سال آینده، میلیون ها نفر در مناطقی زندگی می کنند که آب کم است. به موازات این، طبیعت بشریت برای مبارزه برای بقا، منجر به ظهور پیشرفت های تکنولوژیکی خواهد شد که مردم بیشتری را قادر می سازد تا به امنیت و آب آشامیدنی دسترسی یابند.

این موضوع، به سادگی به این معنی است که آب به عنوان منابع آب طبیعی مانند چاه ها، چشمه ها، آب های زیرزمینی ظاهرا خشک خواهد شد یا برای نوشیدن ناخوشایند خواهد شد. در نتیجه، تولید آب بیشتری برای تامین نیاز افرادی که با کمبود آب مواجه هستند، نیاز خواهد بود.

به این ترتیب، تقطیر آب به عنوان یکی از ساده ترین روش ها برای تصفیه کردن آب به دلایل ذیل باقی می ماند:

• بسیاری از فن آوری های در حال ظهور وجود دارد که هزینه های تولید را با فرایندهای کارآمد انرژی کاهش می دهد.
• اعتماد در حال افزایش در آب مقطر در میان وضعیت آلودگی رو به رشد است زیرا آب مقطر تنها نوع آب است که حاوی هیچ چیز دیگری نیست جز ۱۰۰٪ آب.
• در کنار جستجوی مداوم برای جایگزین های محیط زیست، آب مقطر به تدریج در حال افزایش است زیرا این تنها روند است که مطابق با چرخه طبیعی طبیعت است.

بنابراین، یک چیز معقول است که بگوییم آب مقطر حتی ۱۰ سال دیگر نیز رشد خواهد کرد. با این حال، این شکوفایی به احتمال زیاد بطری های آب مقطر را از بین می برد و تنها به سایر وسائل تامین آب مقطر به عموم محدود می شود.

به عنوان مثال، تامین آب به صورت انبوه، نصب دستگاه تقطیر خانگی آب آشامیدنی، ماشین آلات فروشندگان آب مقطر و دیگر محصولات غیر بطری، بر صنعت امروزی بطری حکمرانی خواهند کرد. و به این علت است که مردم بیشتر و بیشتر از خطرات استفاده مداوم از بطری های پلاستیکی برای سلامت انسان و محیط طبیعی آگاه می شوند. برای خلاصه کردن همه این ها، تولید روشهای سازگار با محیط زیست در تولید انبوه و مقرون به صرفه تقریبا یک دهه از این پس شکوفا می شود.

اما در شرایط فعلی که هنوز بهینه سازی های لازم برای سیستم های آب مقطر خانگی انجام نشده است و همچنان آب مقطر به عنوان یک آب مضر و خطرناک برای سلامت بدن شناخته می شود، بهترین روش برای تصفیه کردن آب استفاده از یک سیستم تصفیه آب RO می باشد. زیرا نسبت به سایر روش های تصفیه آب، بهترین و سالم ترین آب آشامیدنی را تولید می کند.