یک آینده را تصور کنید که آب شیرین پاک به اندازه آب دریا فراوان باشد. تکنولوژی شورش کلید این چشم انداز است، اما در حالی که به کمبود آب جهانی رسیدگی می کنیم،باید با چالش های قابل توجهی در مصرف انرژی مواجه شوداین مقاله پروفایل های انرژی فناوری های کنونی ترشح را بررسی می کند و مسیرها را به سمت پایداری بررسی می کند.

نمک زدایی به عنوان یک روش مهم برای تکمیل آب عمل می کند، آب دریا با نمک زیاد را به آب شیرین قابل نوشیدن یا صنعتی تبدیل می کند.فناوری های صنعتی فعلی عمدتا شامل فلش چند مرحله ای (MSF) است، تقطیر چند تاثیری (MED) ، فشرده سازی بخار مکانیکی (MVC) و آسموز معکوس (RO) ، هر کدام برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.

از منظر ترمودینامیک، جدا کردن نمک از آب دریا نیاز نظری به حداقل انرژی دارد. برای آب دریا استاندارد با نمک 3.45% در 25 ° C، این حداقل تقریبا برابر با 0 است.۸۶ کیلو وات ساعت در مترمصرف انرژی واقعی به دلیل ناکارآمدی های اجتناب ناپذیر سیستم به طور قابل توجهی از این ارزش ایده آل فراتر می رود.

جدول زیر چهار روش اولیه ترشح آب را بر اساس ظرفیت و مصرف انرژی دستگاه مقایسه می کند:

* GOR (تعداد بهره وری) نشان دهنده بهره وری تولید آب است

داده ها تفاوت های قابل توجهی در انرژی بین فن آوری ها را نشان می دهد. آسموز معکوس مزایای روشن بهره وری الکتریکی را نشان می دهد.در حالی که MSF و MED مبتنی بر حرارتی مصرف انرژی کل بالاتر را نشان می دهندMVC به برنامه های کاربردی در مقیاس کوچک با کارایی متوسط خدمت می کند.

MSF آب دریا را گرم می کند و آن را از طریق اتاق های فشار پایین تر که تبخیر جزئی رخ می دهد، عبور می دهد.نیازهای انرژی حرارتی بالا چالش های بهره وری را ایجاد می کندنسبت GOR بالاتر استفاده از انرژی را بهبود می بخشد اما پیچیدگی سیستم را افزایش می دهد.

MED از چندین تبخیرگر در سری استفاده می کند، با استفاده از بخار از یک مرحله برای گرم کردن مرحله بعدی.MED به بهره وری انرژی بهتر از MSF می رسد اما به سیستم های پیچیده تری نیاز دارد.

MVC از کمپرسورهای مکانیکی برای فشار دادن بخار برای استفاده به عنوان یک منبع گرما استفاده می کند.MVC انعطاف پذیری عملیاتی را ارائه می دهد اما نیاز به کمپرسورهای با عملکرد بالا دارد و مصرف انرژی نسبتا بالا را نشان می دهد.

به عنوان گسترده ترین تکنولوژی مورد استفاده، RO آب دریا را تحت فشار بالا از طریق غشای نیمه نفوذ پذیر فشار می دهد. طراحی ماژولار آن اجازه می دهد گسترش آسان،اگرچه نیاز به نگهداری غشا و درمان اولیه ملاحظات عملیاتی را اضافه می کند.

• کیفیت آب تغذیه:افزایش ضخامت یا محتوای ارگانیک نیاز به قبل از درمان و استرس غشا را افزایش می دهد
• دمای آب دریا:آب گرم تر باعث بهبود بهره وری تقطیر می شود اما بر عملکرد غشای RO تأثیر می گذارد
• نرخ بازیافت:نسبت استخراج آب شیرین بالاتر، نیاز به فشار سیستم را افزایش می دهد
• مقیاس کارخانه:امکانات بزرگتر از مزایای مقیاس بهره مند می شوند
• بازیافت انرژی:مبادلات فشار و توربین ها می توانند انرژی را از جریان آب نمک بازپس بگیرند

این بخش با دو نگرانی بزرگ زیست محیطی مواجه است: اکثر کارخانه ها در حال حاضر به سوخت های فسیلی متکی هستند که به انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کنند.در حالی که تخلیه آب نمک متمرکز از طریق شوک نمک و آلودگی شیمیایی اکوسیستم های دریایی را تهدید می کند.

• ادغام انرژی های تجدید پذیر:نیروگاه های شورسازی خورشیدی، بادی یا زمین گرمایی
• نوآوری های کارایی:غشا های پیشرفته، فرایندهای حرارتی بهینه شده و بهبود بازیابی انرژی
• مدیریت آب نمک:استراتژی های رقیق سازی یا استخراج مواد معدنی از جریان های زباله
• حمایت از سیاست:انگیزه های دولتی برای پذیرش انرژی پاک و حفاظت از محیط زیست

در حالی که شور زدایی مشکلات شدید کمبود آب را حل می کند، شدت انرژی آن نیاز به توجه فوری دارد.پیشرفت های تکنولوژیکی و چارچوب های سیاسی می توانند شور زدایی را به یک راه حل پایدارتر تبدیل کنندنوآوری های مداوم نشان می دهد که این فناوری نقش گسترده ای در امنیت جهانی آب خواهد داشت، در صورتی که چالش های انرژی و زیست محیطی به طور موثر مدیریت شوند.