नयी नमी उन्मूलन तकनीक से वैश्विक जल की कमी कम हो रही है

नमक निस्पंदन: महासागरों को पीने के पानी में बदलना

क्या आपने कभी अपने नल को चालू करने की कल्पना की है जो नदियों या झीलों से नहीं, बल्कि विशाल महासागरों से उत्पन्न होता है?मीठे पानी के संसाधनों की कमी बढ़ रही है. दुनिया भर में पानी की कमी का संभावित समाधान के रूप में निर्जलीकरण तकनीक उभर रही है. लेकिन समुद्र का पानी पीने योग्य पानी में कैसे बदल जाता है? वर्तमान मुख्यधारा की प्रौद्योगिकियां क्या हैं?और इस महत्वपूर्ण प्रक्रिया का भविष्य क्या है??

इसके मूल में, समुंद्री जल से नमक को पीने के पानी के मानकों को पूरा करने के लिए हटाने की प्रक्रिया है। यह "वापसी शोधन" उच्च नमकीनता वाले समुद्री पानी को कम नमकीनता वाले मीठे पानी में बदल देता है।जबकि अवधारणा सरल लग सकती है, यह प्रक्रिया भौतिकी, रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान के एक उल्लेखनीय चौराहे का प्रतिनिधित्व करती है।

आधुनिक निर्जलीकरण की उत्पत्ति द्वितीय विश्व युद्ध से होती है। 1952 में, अमेरिकी कांग्रेस ने सालिन वाटर एक्ट पारित किया, जो निर्जलीकरण प्रौद्योगिकी के विकास के लिए संघीय समर्थन प्रदान करता है।दशकों की प्रगति के बाद, निर्जलीकरण तेजी से लागत प्रभावी हो गया है, जिससे यह नगरपालिका, औद्योगिक और वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए प्रतिस्पर्धी हो गया है।

1961 में एक ऐतिहासिक क्षण आया जब अमेरिका के पहले बड़े निर्जलीकरण प्रदर्शन संयंत्रों में से एक फ्रीपोर्ट, टेक्सास में खोला गया।आंतरिक विभाग 1 मिलियन गैलन (लगभग 3राष्ट्रपति जॉन एफ कैनेडी ने व्यक्तिगत रूप से व्हाइट हाउस से संयंत्र को सक्रिय किया, अपने भाषण में घोषणा कीः "No water resources program is of greater long-range importance than our efforts to convert water from the world's most abundant and lowest-cost natural resource—the ocean—into water suitable for homes and industry. यह सफलता पड़ोसियों, राज्यों और राष्ट्रों के बीच भयंकर संघर्षों को समाप्त कर सकती है. "

केनेडी के शब्द आज भी प्रासंगिक हैं।

निर्जलीकरण के मूल सिद्धांत में उच्च खारापन वाले समुद्री जल को दो धाराओं में अलग करना शामिल है: कम खारापन वाले मीठे पानी (उत्पाद जल) और अत्यधिक केंद्रित नमकीन (प्रतिक्रिया जल) ।वर्तमान विश्वव्यापी निर्जलीकरण प्रौद्योगिकियां दो मुख्य श्रेणियों में आती हैंथर्मल और झिल्ली के तरीकों।

थर्मल डेसलिंग से समुद्र का पानी गर्म होकर वाष्प बनता है, जो फिर मीठे पानी में कंडेनस हो जाता है। यह प्रक्रिया प्रकृति के जल चक्र की नकल करती है लेकिन अधिक कुशलता और नियंत्रण के साथ होती है।प्राथमिक थर्मल विधियों में शामिल हैं:

• बहु-चरण फ्लैश (MSF):सबसे परिपक्व थर्मल तकनीक, एमएसएफ क्रमिक "फ्लैशिंग" के माध्यम से काम करती है। गर्म समुद्री पानी धीरे-धीरे कम दबाव वाले कक्षों में प्रवेश करता है जहां भाग तुरंत वाष्पित हो जाते हैं।संघनित वाष्प मीठे पानी में बदल जाता हैजबकि एमएसएफ बड़ी मात्रा में विश्वसनीयता से काम करता है, इसकी ऊर्जा की मांग महत्वपूर्ण है।
• बहु-प्रभाव आसवन (एमईडी):एमएसएफ के समान लेकिन विभिन्न दबावों पर कई वाष्पीकरण का उपयोग करता है। एक वाष्पीकरण से भाप अगले को गर्म करती है, ऊर्जा दक्षता में सुधार करती है।एमईडी को एमएसएफ की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है लेकिन इसमें अधिक जटिल उपकरण शामिल होते हैं.
• वाष्प संपीड़न आसवन (वीसीडी):भाप के तापमान और दबाव को बढ़ाने के लिए भाप कंप्रेसर का उपयोग करता है, फिर समुद्र के पानी को गर्म करने के लिए इस संपीड़ित भाप का उपयोग करता है। अक्सर एमईडी के साथ संयुक्त या छोटे अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जैसे कि रिसॉर्ट्स।

यद्यपि यह प्रभावी साबित हुआ है, थर्मल विधियां ऊर्जा-गहन और महंगी बनी हुई हैं, मुख्य रूप से मध्य पूर्व जैसे ऊर्जा-समृद्ध क्षेत्रों में उपयोग की जाती हैं।

झिल्ली विधियों में अर्ध-पारगम्य झिल्ली का उपयोग किया जाता है जो नमक को अवरुद्ध करते हुए पानी के अणुओं को पारित करने की अनुमति देते हैं। दो मुख्य दृष्टिकोण हैंः

• इलेक्ट्रोडायलिसिस (ईडी) और इलेक्ट्रोडायलिसिस रिवर्स (ईडीआर):वोल्टेज संचालित प्रक्रियाएं जो चयनात्मक झिल्ली के माध्यम से आयनों को स्थानांतरित करती हैं, मीठे पानी को नमकीन से अलग करती हैं। मुख्य रूप से खारा पानी उपचार के लिए उपयोग किया जाता है।
• रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ):वर्तमान में प्रमुख झिल्ली प्रौद्योगिकी। आरओ नमक को अवरुद्ध करने वाले झिल्ली के माध्यम से समुद्र के पानी को मजबूर करने के लिए दबाव लागू करता है। प्रमुख घटकों में शामिल हैंः
  • पूर्व उपचार प्रणालीअशुद्धियों को हटाने के लिए
  • उच्च दबाव वाले पंप(150 पीएसआई खारे पानी के लिए, 800-1000 पीएसआई समुद्री पानी के लिए)
  • झिल्ली मॉड्यूल(स्पाइरल-वक्र या खोखले फाइबर डिजाइन)
  • उपचार के बादजल स्थिरता और कीटाणुशोधन के लिए

आरओ में सुधार ढ़ंग सामग्री और ऊर्जा वसूली उपकरणों सहित महत्वपूर्ण रूप से परिचालन लागत में कमी आई है। आधुनिक झिल्ली उच्च जल प्रवाह, बेहतर नमक अस्वीकृति,और लंबे जीवनकालऊर्जा वसूली प्रणाली आरओ ऊर्जा खपत को 25-35% तक कम कर सकती है।

2000 के दशक की शुरुआत में, वैश्विक निर्जलीकरण क्षमता लगभग 7 बिलियन गैलन प्रतिदिन (26.5 मिलियन टन) तक पहुंच गई, जो थर्मल और झिल्ली विधियों के बीच समान रूप से विभाजित थी। 1972-1999 से,क्षमता लगभग 12% प्रतिवर्ष बढ़ीआज दुनिया भर में 8,600 से अधिक निर्जलीकरण संयंत्र कार्यरत हैं, जिनमें से लगभग 20% संयुक्त राज्य अमेरिका में हैं, जो किसी भी देश में सबसे अधिक है, हालांकि कुल क्षमता में दूसरा है।

इसके वादे के बावजूद, डैसेलेशन को महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करना पड़ता हैः

• लागत:विशेष रूप से थर्मल तरीकों के लिए, व्यापक रूप से अपनाए जाने के लिए लागत में कमी महत्वपूर्ण है।
• ऊर्जा उपयोगःउच्च ऊर्जा आवश्यकताओं, विशेष रूप से थर्मल प्रक्रियाओं के लिए, दक्षता में सुधार की आवश्यकता होती है।
• पर्यावरणीय प्रभाव:यदि उचित प्रबंधन नहीं किया जाता है तो नमकीन निकासी पर्यावरणीय जोखिम पैदा करती है।
• झिल्ली में फोल्डिंगःप्रदूषक जमा होने से आरओ प्रदर्शन और झिल्ली का जीवनकाल कम हो जाता है।

उभरते हुए घटनाक्रम कई प्रमुख रुझानों की ओर इशारा करते हैंः

• उन्नत झिल्ली सामग्रीःअधिक प्रवाह, नमक अस्वीकृति और गंदगी प्रतिरोध के साथ झिल्ली विकसित करना।
• ऊर्जा वसूली में सुधारःऐसे प्रणालियों में सुधार करना जो सैलून धाराओं से ऊर्जा पुनः प्राप्त कर सकें।
• नमकीन जल का प्रबंधन:सुरक्षित और अधिक प्रभावी नमकीन उपचार विधियों का निर्माण।
• नवीकरणीय एकीकरण:सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा और अन्य स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों के साथ मिलाकर पानी से मुक्ति।

जल की कमी के लिए एक महत्वपूर्ण समाधान के रूप में खारापन खड़ा है। जबकि चुनौतियां बनी रहती हैं, तकनीकी प्रगति से पता चलता है कि यह एक तेजी से महत्वपूर्ण मीठे पानी का स्रोत बन जाएगा,मानवता के स्थायी भविष्य को सुरक्षित करने में मदद करना.