கடல் நீர் உப்புநீக்கும் தொழில்நுட்பங்கள்: ஒரு விரிவான உலகளாவிய கண்ணோட்டம்

சுத்தமான மற்றும் பாதுகாப்பான குடிநீரைப் பெறுவது ஒரு அடிப்படை மனித உரிமை, ஆனாலும் அது ஒரு அவசரமான உலகளாவிய சவாலாகவே உள்ளது. அதிகரித்து வரும் மக்கள்தொகை, பெருகிவரும் தொழில்மயமாக்கல் மற்றும் காலநிலை மாற்றத்தின் தாக்கங்கள் நீர் பற்றாக்குறையை மோசமாக்குவதால், புதுமையான தீர்வுகள் அவசியமாகின்றன. கடல் நீரிலிருந்து உப்புகளையும் தாதுக்களையும் அகற்றி நன்னீரை உருவாக்கும் செயல்முறையான கடல் நீர் உப்புநீக்கம், இந்த சவாலை எதிர்கொள்வதில் ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்பமாக உருவெடுத்துள்ளது. இந்த விரிவான வழிகாட்டி பல்வேறு உப்புநீக்கும் தொழில்நுட்பங்கள், அவற்றின் கொள்கைகள், பயன்பாடுகள், நன்மைகள் மற்றும் சவால்களை ஆராய்ந்து, இந்த முக்கியமான தொழில்நுட்பத்தின் உலகளாவிய கண்ணோட்டத்தை வழங்குகிறது.

உலகளாவிய நீர் நெருக்கடியைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

உலகளாவிய நீர் நெருக்கடி என்பது दूरगामी விளைவுகளைக் கொண்ட ஒரு சிக்கலான பிரச்சினையாகும். மக்கள்தொகை வளர்ச்சி, நகரமயமாக்கல், தொழில் வளர்ச்சி, விவசாய நடைமுறைகள் மற்றும் காலநிலை மாற்றம் போன்ற காரணிகள் உலகெங்கிலும் பல பிராந்தியங்களில் நீர் தேவையை அதிகரித்து நீர் கிடைப்பதைக் குறைக்கின்றன. ஐக்கிய நாடுகள் சபையின் கூற்றுப்படி, இரண்டு பில்லியனுக்கும் அதிகமான மக்கள் நீர் பற்றாக்குறை உள்ள நாடுகளில் வாழ்கின்றனர், மேலும் இந்த எண்ணிக்கை வரும் தசாப்தங்களில் கணிசமாக உயரும் என்று கணிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த பற்றாக்குறை பல சிக்கல்களுக்கு வழிவகுக்கிறது, அவற்றுள்:

• உணவுப் பாதுகாப்பின்மை: விவசாயம் பெருமளவில் நீர் ஆதாரங்களைச் சார்ந்துள்ளது, மேலும் நீர் பற்றாக்குறை பயிர் விளைச்சல் மற்றும் கால்நடை உற்பத்தியை கடுமையாக பாதிக்கக்கூடும்.
• பொது சுகாதாரக் கவலைகள்: சுத்தமான நீர் மற்றும் சுகாதார வசதிகள் இல்லாதது நீரினால் பரவும் நோய்களின் அபாயத்தை அதிகரித்து, நோய் மற்றும் இறப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.
• பொருளாதார ஸ்திரத்தன்மை: நீர் பற்றாக்குறை, விவசாயம், உற்பத்தி மற்றும் சுற்றுலா போன்ற நீர் ஆதாரங்களைச் சார்ந்திருக்கும் தொழில்களைப் பாதிப்பதன் மூலம் பொருளாதார வளர்ச்சியைத் தடுக்கலாம்.
• புவிசார் அரசியல் பதட்டங்கள்: பற்றாக்குறையான நீர் ஆதாரங்களுக்கான போட்டி சமூகங்களுக்கும் நாடுகளுக்கும் இடையிலான மோதல்களை அதிகரிக்கக்கூடும்.

உப்புநீக்கம், குறிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட நன்னீர் ஆதாரங்களைக் கொண்ட கடலோரப் பகுதிகளில் நீர் பற்றாக்குறையைக் குறைப்பதற்கான ஒரு சாத்தியமான தீர்வை வழங்குகிறது. பரந்த கடல் நீர் இருப்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், உப்புநீக்கம் பல்வேறு நோக்கங்களுக்காக நம்பகமான மற்றும் நிலையான நன்னீர் ஆதாரத்தை வழங்க முடியும்.

உப்புநீக்கத்தின் கொள்கைகள்

உப்புநீக்கும் தொழில்நுட்பங்கள் முதன்மையாக கரைந்துள்ள உப்புகள் மற்றும் தாதுக்களிலிருந்து நீர் மூலக்கூறுகளைப் பிரிப்பதில் கவனம் செலுத்துகின்றன. இந்த பிரிப்பு பல்வேறு முறைகள் மூலம் அடையப்படுகிறது, அவை பரவலாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன:

• வெப்ப செயல்முறைகள்: இந்த நுட்பங்கள் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்தி தண்ணீரை ஆவியாக்கி, உப்புகளையும் தாதுக்களையும் விட்டுவிடுகின்றன. பின்னர் நீராவி குளிரூட்டப்பட்டு நன்னீர் தயாரிக்கப்படுகிறது.
• சவ்வு செயல்முறைகள்: இந்த நுட்பங்கள் அழுத்தத்தின் கீழ் கடல் நீரிலிருந்து உப்புகள் மற்றும் தாதுக்களை வடிகட்ட அரை-ஊடுருவக்கூடிய சவ்வுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

முக்கிய கடல் நீர் உப்புநீக்கும் தொழில்நுட்பங்கள்

பல உப்புநீக்கும் தொழில்நுட்பங்கள் தற்போது உலகளவில் பயன்பாட்டில் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளைக் கொண்டுள்ளன. மிகவும் பரவலான தொழில்நுட்பங்களின் ஒரு கண்ணோட்டம் இங்கே:

1. தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் (RO)

தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் என்பது உலகளவில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் உப்புநீக்கும் தொழில்நுட்பமாகும், இது உலகின் நிறுவப்பட்ட உப்புநீக்கும் திறனில் 60% க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இது ஒரு சவ்வு அடிப்படையிலான செயல்முறையாகும், இது தண்ணீரை ஒரு அரை-ஊடுருவக்கூடிய சவ்வின் வழியாகச் செலுத்த அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, இது உப்புகள், தாதுக்கள் மற்றும் பிற அசுத்தங்களைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. சுத்திகரிக்கப்பட்ட நீர், ஊடுருவிய நீர் (permeate) என அழைக்கப்படுகிறது, இது சவ்வு வழியாகச் செல்கிறது, அதே நேரத்தில் செறிவூட்டப்பட்ட உப்பு கரைசல், உவர்நீர் (brine) என அழைக்கப்படுகிறது, இது நிராகரிக்கப்படுகிறது.

RO செயல்முறை கண்ணோட்டம்:

1. முன் சுத்திகரிப்பு: சவ்வுகளைப் படியவைக்கக்கூடிய தொங்கும் திடப்பொருள்கள், கரிமப் பொருட்கள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகளை அகற்ற கடல் நீர் முன் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது. முன் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகளில் வடிகட்டுதல், உறைதல் மற்றும் கிருமி நீக்கம் ஆகியவை அடங்கும்.
2. அழுத்தமூட்டல்: சவ்வூடுபரவல் அழுத்தத்தைக் கடந்து RO சவ்வின் வழியாக தண்ணீரைச் செலுத்த, முன் சுத்திகரிக்கப்பட்ட நீர் பின்னர் அழுத்தப்படுகிறது. தேவையான அழுத்தத்தை அடைய உயர் அழுத்த விசையியக்கக் குழாய்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது கடல் நீர் உப்புநீக்கத்திற்கு 50 முதல் 80 பார் வரை இருக்கலாம்.
3. சவ்வு பிரிப்பு: அழுத்தப்பட்ட நீர் RO சவ்வு வழியாக பாய்கிறது, அங்கு நீர் மூலக்கூறுகள் கடந்து செல்கின்றன, அதே நேரத்தில் உப்புகள் மற்றும் பிற அசுத்தங்கள் தக்கவைக்கப்படுகின்றன.
4. பின் சுத்திகரிப்பு: ஊடுருவிய நீர் அதன் pH ஐ சரிசெய்யவும், மீதமுள்ள அசுத்தங்களை அகற்றவும், சுவை மற்றும் நிலைத்தன்மைக்காக தாதுக்களைச் சேர்க்கவும் பின் சுத்திகரிப்புக்கு உட்படுகிறது.

RO வின் நன்மைகள்:

• அதிக செயல்திறன்: RO பொதுவாக வெப்ப உப்புநீக்க செயல்முறைகளை விட அதிக ஆற்றல் திறன் கொண்டது.
• கூட்டு வடிவமைப்பு: RO ஆலைகளை மாறிவரும் நீர் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய எளிதாக அதிகரிக்கலாம் அல்லது குறைக்கலாம்.
• ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மூலதனச் செலவுகள்: RO ஆலைகள் பொதுவாக வெப்ப உப்புநீக்க ஆலைகளுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த மூலதனச் செலவுகளைக் கொண்டுள்ளன.

RO வின் தீமைகள்:

• சவ்வு படிதல்: RO சவ்வுகள் தொங்கும் திடப்பொருள்கள், கரிமப் பொருட்கள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகளால் படிய வாய்ப்புள்ளது, இது அவற்றின் செயல்திறனையும் ஆயுட்காலத்தையும் குறைக்கும்.
• உவர்நீர் அகற்றுதல்: செறிவூட்டப்பட்ட உவர்நீரை அகற்றுவது சுற்றுச்சூழல் சவால்களை ஏற்படுத்தக்கூடும், ஏனெனில் இது பெறும் நீரின் உப்புத்தன்மையை அதிகரிக்கும்.
• முன் சுத்திகரிப்பு தேவைகள்: சவ்வுகளைப் படியாமல் பாதுகாக்க RO க்கு விரிவான முன் சுத்திகரிப்பு தேவைப்படுகிறது.

உலகளாவிய எடுத்துக்காட்டுகள்:

• சோரெக் உப்புநீக்க ஆலை (இஸ்ரேல்): உலகின் மிகப்பெரிய RO உப்புநீக்க ஆலைகளில் ஒன்று, இஸ்ரேலின் குடிநீரில் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியை வழங்குகிறது.
• கார்ல்ஸ்பாட் உப்புநீக்க ஆலை (கலிபோர்னியா, அமெரிக்கா): மேம்பட்ட RO தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, மேற்கு அரைக்கோளத்தில் உள்ள மிகப்பெரிய உப்புநீக்க ஆலை.
• பெர்த் கடல் நீர் உப்புநீக்க ஆலை (ஆஸ்திரேலியா): பெர்த்தின் நீர் விநியோகத்தில் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியை வழங்குகிறது, RO தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.

2. பல-கட்ட ஃபிளாஷ் வடித்தல் (MSF)

பல-கட்ட ஃபிளாஷ் வடித்தல் என்பது ஒரு வெப்ப உப்புநீக்க செயல்முறையாகும், இது கடல் நீரை சூடாக்கி நீராவியை உருவாக்குகிறது. இந்த நீராவி பின்னர் படிப்படியாகக் குறைவான அழுத்தத்தில் உள்ள தொடர்ச்சியான நிலைகள் வழியாகச் செலுத்தப்படுகிறது. நீராவி ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் நுழையும் போது, அது வேகமாக ஆவியாகி, அல்லது "ஃபிளாஷ்" ஆகி, நன்னீரை உற்பத்தி செய்கிறது. ஒடுக்கப்பட்ட நீராவி வடிகட்டலாக சேகரிக்கப்படுகிறது, மீதமுள்ள உவர்நீர் வெளியேற்றப்படுகிறது.

MSF செயல்முறை கண்ணோட்டம்:

1. சூடாக்குதல்: கடல் நீர் ஒரு உவர்நீர் ஹீட்டரில் சூடாக்கப்படுகிறது, பொதுவாக ஒரு மின் நிலையம் அல்லது பிற வெப்ப மூலத்திலிருந்து வரும் நீராவியைப் பயன்படுத்துகிறது.
2. ஃபிளாஷிங்: சூடான கடல் நீர் பின்னர் தொடர்ச்சியான நிலைகள் வழியாக அனுப்பப்படுகிறது, ஒவ்வொன்றும் படிப்படியாகக் குறைவான அழுத்தத்தில் உள்ளன. நீர் ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் நுழையும் போது, அது வேகமாக ஆவியாகி, அல்லது "ஃபிளாஷ்" ஆகி, நீராவியை உற்பத்தி செய்கிறது.
3. ஒடுக்கம்: ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் உள்ள வெப்பப் பரிமாற்றிகளில் நீராவி ஒடுக்கப்படுகிறது, இது உள்வரும் கடல் நீரை முன்கூட்டியே சூடாக்க மறைந்த வெப்பத்தை வெளியிடுகிறது. ஒடுக்கப்பட்ட நீராவி வடிகட்டலாக சேகரிக்கப்படுகிறது.
4. உவர்நீர் வெளியேற்றம்: மீதமுள்ள உவர்நீர் இறுதி கட்டத்திலிருந்து வெளியேற்றப்படுகிறது.

MSF இன் நன்மைகள்:

• அதிக நம்பகத்தன்மை: MSF ஆலைகள் அவற்றின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் நீண்ட ஆயுட்காலத்திற்காக அறியப்படுகின்றன.
• மோசமான நீர் தரத்திற்கான சகிப்புத்தன்மை: MSF அதிக உப்புத்தன்மை மற்றும் கலங்கல் கொண்ட கடல் நீரைக் கையாள முடியும்.
• மின் நிலையங்களுடன் ஒருங்கிணைப்பு: MSF ஆலைகளை மின் நிலையங்களுடன் ஒருங்கிணைத்து கழிவு வெப்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம், இது ஆற்றல் திறனை மேம்படுத்துகிறது.

MSF இன் தீமைகள்:

• அதிக ஆற்றல் நுகர்வு: MSF என்பது RO உடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும் செயல்முறையாகும்.
• அதிக மூலதனச் செலவுகள்: MSF ஆலைகள் பொதுவாக RO ஆலைகளை விட அதிக மூலதனச் செலவுகளைக் கொண்டுள்ளன.
• செதில் உருவாக்கம்: வெப்பப் பரிமாற்ற பரப்புகளில் செதில் உருவாக்கம் செயல்முறையின் திறனைக் குறைக்கும்.

உலகளாவிய எடுத்துக்காட்டுகள்:

• மத்திய கிழக்கு: MSF உப்புநீக்க ஆலைகள் மத்திய கிழக்கில், குறிப்பாக ஏராளமான ஆற்றல் வளங்களைக் கொண்ட நாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• ஜெட்டா உப்புநீக்க ஆலை (சவுதி அரேபியா): உலகின் மிகப்பெரிய MSF உப்புநீக்க ஆலைகளில் ஒன்று.

3. பல-விளைவு வடித்தல் (MED)

பல-விளைவு வடித்தல் என்பது MSF ஐப் போன்ற மற்றொரு வெப்ப உப்புநீக்க செயல்முறையாகும், ஆனால் இது ஆற்றல் திறனை மேம்படுத்த பல விளைவுகளை, அல்லது நிலைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. MED இல், ஒரு விளைவில் உருவாகும் நீராவி அடுத்த விளைவுக்கான வெப்பமூட்டும் ஊடகமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒட்டுமொத்த ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைக்கிறது.

MED செயல்முறை கண்ணோட்டம்:

1. நீராவி உருவாக்கம்: முதல் விளைவில் கடல் நீரை சூடாக்குவதன் மூலம் நீராவி உருவாக்கப்படுகிறது.
2. பல விளைவுகள்: முதல் விளைவில் இருந்து வரும் நீராவி இரண்டாவது விளைவில் கடல் நீரை சூடாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது தொடர்கிறது. ஒவ்வொரு விளைவும் படிப்படியாகக் குறைவான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் செயல்படுகிறது.
3. ஒடுக்கம்: ஒவ்வொரு விளைவிலும் உள்ள நீராவி ஒடுக்கப்பட்டு, நன்னீரை உற்பத்தி செய்கிறது.
4. உவர்நீர் வெளியேற்றம்: மீதமுள்ள உவர்நீர் இறுதி விளைவிலிருந்து வெளியேற்றப்படுகிறது.

MED இன் நன்மைகள்:

• MSF ஐ விட குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு: பல விளைவுகளைப் பயன்படுத்துவதால் MED ஆனது MSF ஐ விட அதிக ஆற்றல் திறன் கொண்டது.
• குறைந்த இயக்க வெப்பநிலை: MED ஆனது MSF ஐ விட குறைந்த வெப்பநிலையில் இயங்குகிறது, இது செதில் உருவாக்கும் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது.

MED இன் தீமைகள்:

• சிக்கலான வடிவமைப்பு: MED ஆலைகள் MSF ஆலைகளை விட சிக்கலான வடிவமைப்பைக் கொண்டுள்ளன.
• RO ஐ விட அதிக மூலதனச் செலவுகள்: MED ஆலைகள் பொதுவாக RO ஆலைகளை விட அதிக மூலதனச் செலவுகளைக் கொண்டுள்ளன.

உலகளாவிய எடுத்துக்காட்டுகள்:

• மத்திய தரைக்கடல் பகுதி: MED ஆலைகள் மத்திய தரைக்கடல் பகுதியில் உள்ள பல நாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4. மின்பகு சவ்வூடுபரவல் (ED) மற்றும் மின்பகு சவ்வூடுபரவல் திருப்புதல் (EDR)

மின்பகு சவ்வூடுபரவல் என்பது ஒரு சவ்வு அடிப்படையிலான உப்புநீக்கும் தொழில்நுட்பமாகும், இது நீரிலிருந்து அயனிகளைப் பிரிக்க மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. ED ஆனது நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் (cations) அல்லது எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் (anions) கடந்து செல்ல அனுமதிக்கும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஊடுருவக்கூடிய சவ்வுகளைப் பயன்படுத்துகிறது. ஒரு மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், அயனிகள் சவ்வுகள் வழியாக இழுக்கப்பட்டு, அவற்றை நீரிலிருந்து பிரிக்கின்றன.

மின்பகு சவ்வூடுபரவல் திருப்புதல் (EDR) என்பது ED இன் ஒரு மாற்றமாகும், இது அவ்வப்போது மின்சார புலத்தின் துருவமுனைப்பை மாற்றுகிறது. இந்த திருப்புதல் சவ்வு படிதல் மற்றும் செதில் உருவாதலைக் குறைக்க உதவுகிறது, செயல்முறையின் செயல்திறனையும் ஆயுட்காலத்தையும் மேம்படுத்துகிறது.

ED/EDR செயல்முறை கண்ணோட்டம்:

1. சவ்வு அடுக்கு: இந்த செயல்முறை மாற்று கேஷன்- மற்றும் ஆனியன்-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சவ்வுகளின் அடுக்கைப் பயன்படுத்துகிறது.
2. மின்சார புலம்: சவ்வு அடுக்கு முழுவதும் ஒரு மின்சார புலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
3. அயனி இடப்பெயர்ச்சி: நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் (கேஷன்கள்) கேஷன்-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சவ்வுகள் வழியாக கேத்தோடு (எதிர்மறை மின்முனை) நோக்கி இடம்பெயர்கின்றன, அதே நேரத்தில் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் (ஆனியன்கள்) ஆனியன்-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சவ்வுகள் வழியாக ஆனோடு (நேர்மறை மின்முனை) நோக்கி இடம்பெயர்கின்றன.
4. உப்புநீக்கம்: இந்த செயல்முறை நீரிலிருந்து அயனிகளைப் பிரிப்பதில் விளைகிறது, குறிப்பிட்ட அறைகளில் உப்புநீக்கப்பட்ட நீரை உற்பத்தி செய்கிறது.

ED/EDR இன் நன்மைகள்:

• குறைந்த உப்புத்தன்மை கொண்ட நீருக்கான குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு: ED/EDR குறிப்பாக உவர் நீர் அல்லது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த உப்புத்தன்மை கொண்ட கடல் நீரை உப்புநீக்குவதற்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
• குறைக்கப்பட்ட படிதல் சாத்தியம்: EDR இன் துருவமுனைப்பு திருப்புதல் சவ்வு படிதலைக் குறைக்க உதவுகிறது.

ED/EDR இன் தீமைகள்:

• குறைந்த உப்புத்தன்மை கொண்ட நீருக்கு மட்டுமே περιορίζεται: ED/EDR ஆனது RO ஐப் போல அதிக உப்புத்தன்மை கொண்ட கடல் நீருக்கு திறமையானது அல்ல.
• சவ்வு சிதைவு: மின்சார புலம் காலப்போக்கில் சவ்வு சிதைவை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

உலகளாவிய எடுத்துக்காட்டுகள்:

• ஜப்பான்: ஜப்பானின் சில பிராந்தியங்களில் உப்புநீக்கத்திற்கு EDR பயன்படுத்தப்படுகிறது.

5. சவ்வு வடித்தல் (MD)

சவ்வு வடித்தல் என்பது ஒரு வெப்ப சவ்வு செயல்முறையாகும், இது வடித்தல் மற்றும் சவ்வு பிரிப்பு கொள்கைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது. MD இல், ஒரு நீர்வெறுப்பு சவ்வு ஒரு சூடான உப்பு கரைசல் மற்றும் ஒரு குளிர் ஊடுருவிய நீரோடைக்கு இடையில் ஒரு நீராவி இடைவெளியை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது. சூடான பக்கத்திலிருந்து நீர் ஆவியாகி, சவ்வு வழியாக நீராவியாகச் சென்று, குளிர்ந்த பக்கத்தில் ஒடுங்கி, நன்னீரை உற்பத்தி செய்கிறது.

MD செயல்முறை கண்ணோட்டம்:

1. சூடாக்குதல்: நீராவி அழுத்தத்தை உருவாக்க கடல் நீர் சூடாக்கப்படுகிறது.
2. சவ்வு பிரிப்பு: சூடான நீர் ஒரு நீர்வெறுப்பு சவ்வுடன் தொடர்பு கொள்ளப்படுகிறது. நீராவி சவ்வு வழியாகச் செல்கிறது, அதே நேரத்தில் திரவ நீர் மற்றும் உப்புகள் தக்கவைக்கப்படுகின்றன.
3. ஒடுக்கம்: நீராவி சவ்வின் குளிர்ந்த பக்கத்தில் ஒடுங்கி, நன்னீரை உற்பத்தி செய்கிறது.

MD இன் நன்மைகள்:

• பாரம்பரிய வடித்தலை விட குறைந்த இயக்க வெப்பநிலை: MD ஆனது MSF மற்றும் MED ஐ விட குறைந்த வெப்பநிலையில் இயங்க முடியும், இது கழிவு வெப்பம் அல்லது புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களைப் பயன்படுத்தக்கூடும்.
• அதிக உப்பு நிராகரிப்பு: MD அதிக உப்பு நிராகரிப்பு விகிதங்களை அடைய முடியும்.

MD இன் தீமைகள்:

• சவ்வு படிதல்: MD சவ்வுகள் கரிமப் பொருட்கள் மற்றும் செதில் உருவாக்கத்தால் படிய வாய்ப்புள்ளது.
• குறைந்த பாய்வு விகிதங்கள்: MD பொதுவாக RO உடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த பாய்வு விகிதங்களைக் கொண்டுள்ளது.
• வரையறுக்கப்பட்ட வணிக பயன்பாடுகள்: MD இன்னும் ஒப்பீட்டளவில் ஒரு புதிய தொழில்நுட்பமாகும், மேலும் வணிக பயன்பாடுகள் குறைவாகவே உள்ளன.

உலகளாவிய எடுத்துக்காட்டுகள்:

• ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு: MD தற்போது உலகெங்கிலும் உள்ள பல்வேறு ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களில் உருவாக்கப்பட்டு மதிப்பீடு செய்யப்பட்டு வருகிறது.

சுற்றுச்சூழல் கருத்தாய்வுகள்

கடல் நீர் உப்புநீக்கம் நீர் பற்றாக்குறைக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தீர்வை வழங்கினாலும், அதன் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைக் கருத்தில் கொள்வது அவசியம். உப்புநீக்கத்துடன் தொடர்புடைய முக்கிய சுற்றுச்சூழல் கவலைகள் பின்வருமாறு:

• ஆற்றல் நுகர்வு: உப்புநீக்க செயல்முறைகளுக்கு கணிசமான அளவு ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது, குறிப்பாக வெப்ப உப்புநீக்க தொழில்நுட்பங்களுக்கு. இந்த ஆற்றல் நுகர்வு புதைபடிவ எரிபொருள்கள் ஆற்றல் ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டால் பசுமை இல்ல வாயு உமிழ்வுகளுக்கு பங்களிக்கக்கூடும்.
• உவர்நீர் அகற்றுதல்: செறிவூட்டப்பட்ட உவர்நீரை அகற்றுவது கடல் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் எதிர்மறையான தாக்கங்களை ஏற்படுத்தும். உவர்நீர் பொதுவாக கடலுக்குள் மீண்டும் வெளியேற்றப்படுகிறது, அங்கு அது உப்புத்தன்மை அளவை அதிகரித்து கடல் வாழ் உயிரினங்களுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும்.
• கடல் உயிரினங்களை உள்ளிழுத்தல்: உப்புநீக்கத்திற்காக கடல் நீரை உள்ளிழுப்பது மீன் குஞ்சுகள் மற்றும் மிதவை உயிரினங்கள் போன்ற கடல் உயிரினங்களை சிக்க வைத்து பாதிக்கலாம், இது கடல் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளை சீர்குலைக்கக்கூடும்.
• இரசாயன பயன்பாடு: உப்புநீக்க செயல்முறைகள் பெரும்பாலும் முன் சுத்திகரிப்பு, சுத்தம் செய்தல் மற்றும் செதில் கட்டுப்பாட்டிற்காக இரசாயனங்களைப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்குகின்றன. இந்த இரசாயனங்கள் சரியாக நிர்வகிக்கப்படாவிட்டால் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைக் குறைத்தல்

உப்புநீக்கத்தின் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைக் குறைக்க பல உத்திகளை செயல்படுத்தலாம்:

• புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஒருங்கிணைப்பு: சூரிய, காற்று மற்றும் புவிவெப்பம் போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களைப் பயன்படுத்தி உப்புநீக்க ஆலைகளை இயக்குவது பசுமை இல்ல வாயு உமிழ்வுகளை கணிசமாகக் குறைக்கும்.
• உவர்நீர் மேலாண்மை: நீர்த்தல், பரவல் மற்றும் நன்மை பயக்கும் மறுபயன்பாடு போன்ற மேம்பட்ட உவர்நீர் மேலாண்மை நுட்பங்களைச் செயல்படுத்துவது, கடல் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் உவர்நீர் வெளியேற்றத்தின் தாக்கத்தைக் குறைக்கும். உவர்நீரை மீன்வளர்ப்பு, உப்பு உற்பத்தி அல்லது தாது மீட்புக்குப் பயன்படுத்தலாம்.
• உள்ளிழுக்கும் வடிவமைப்பு: நிலத்தடி உள்ளிழுப்புகள் அல்லது நுண்ணிய வலைத் திரைகள் போன்ற கடல் உயிரினங்களின் சிக்கல் மற்றும் பாதிப்பைக் குறைக்கும் உள்ளிழுக்கும் வடிவமைப்புகளைச் செயல்படுத்துதல்.
• இரசாயன உகப்பாக்கம்: இரசாயனங்களின் பயன்பாட்டை உகப்பாக்குதல் மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மாற்றுகளைப் பயன்படுத்துவது உப்புநீக்கத்தின் சுற்றுச்சூழல் தடத்தைக் குறைக்கும்.

பொருளாதார கருத்தாய்வுகள்

கடல் நீர் உப்புநீக்கத்தின் பொருளாதார நம்பகத்தன்மை பல காரணிகளைப் பொறுத்தது, அவற்றுள்:

• தொழில்நுட்பம்: உப்புநீக்க தொழில்நுட்பத்தின் தேர்வு நீர் உற்பத்தியின் செலவை கணிசமாக பாதிக்கும். RO பொதுவாக வெப்ப உப்புநீக்க நுட்பங்களை விட செலவு குறைந்ததாகும்.
• ஆற்றல் செலவுகள்: ஆற்றல் செலவுகள் உப்புநீக்க செலவுகளின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி போன்ற குறைந்த விலை ஆற்றல் ஆதாரங்களின் கிடைக்கும் தன்மை உப்புநீக்கத்தின் ஒட்டுமொத்த செலவைக் குறைக்கும்.
• ஆலை அளவு: உப்புநீக்க ஆலையின் அளவு உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒரு யூனிட் நீரின் செலவைப் பாதிக்கலாம். பெரிய ஆலைகள் பொதுவாக அளவுப் பொருளாதாரங்கள் காரணமாக குறைந்த யூனிட் செலவுகளைக் கொண்டுள்ளன.
• நீர் தரம்: கடல் நீரின் தரம் முன் சுத்திகரிப்பு செலவையும் உப்புநீக்க செயல்முறையின் செயல்திறனையும் பாதிக்கலாம்.
• நிதியுதவி: நிதியுதவி மற்றும் அரசாங்க மானியங்களின் கிடைக்கும் தன்மை உப்புநீக்க திட்டங்களின் பொருளாதார நம்பகத்தன்மையை பாதிக்கலாம்.

உப்புநீக்க செலவுகளைக் குறைத்தல்

கடல் நீர் உப்புநீக்கத்தின் செலவுகளைக் குறைப்பதற்கான முயற்சிகள் தொடர்ந்து நடைபெற்று வருகின்றன:

• தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள்: அதிக ஆற்றல்-திறனுள்ள உப்புநீக்க தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குதல் மற்றும் சவ்வு செயல்திறனை மேம்படுத்துதல்.
• ஆற்றல் மீட்பு அமைப்புகள்: உவர்நீர் ஓட்டத்திலிருந்து ஆற்றலைப் பிடித்து மீண்டும் பயன்படுத்த ஆற்றல் மீட்பு அமைப்புகளைச் செயல்படுத்துதல்.
• ஆலை வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டை உகப்பாக்குதல்: ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் இரசாயன பயன்பாட்டைக் குறைக்க ஆலை வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டை உகப்பாக்குதல்.
• புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தியைப் பயன்படுத்துதல்: ஆற்றல் செலவுகள் மற்றும் பசுமை இல்ல வாயு உமிழ்வுகளைக் குறைக்க புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களை ஒருங்கிணைத்தல்.

கடல் நீர் உப்புநீக்கத்தின் எதிர்காலம்

கடல் நீர் உப்புநீக்கம் வரும் தசாப்தங்களில் உலகளாவிய நீர் பற்றாக்குறையை எதிர்கொள்வதில் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள், பெருகிவரும் நீர் தேவைகள் மற்றும் காலநிலை மாற்றத்தின் தாக்கங்களுடன் இணைந்து, உலகளவில் உப்புநீக்க திறனின் விரிவாக்கத்தை இயக்குகின்றன. உப்புநீக்கத்தில் எதிர்காலப் போக்குகள் பின்வருமாறு:

• கலப்பின அமைப்புகள்: RO மற்றும் MED போன்ற வெவ்வேறு உப்புநீக்க தொழில்நுட்பங்களை இணைத்து ஆற்றல் திறன் மற்றும் நீர் உற்பத்தியை உகப்பாக்குதல்.
• நானோ தொழில்நுட்பம்: மேம்பட்ட செயல்திறன் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட படிதல் சாத்தியக்கூறுகளுடன் மேம்பட்ட சவ்வுகளை உருவாக்க நானோ பொருட்களைப் பயன்படுத்துதல்.
• புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஒருங்கிணைப்பு: உப்புநீக்க ஆலைகளுக்கு சக்தி அளிக்க புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களின் பயன்பாட்டை அதிகரித்தல்.
• உவர்நீர் மேலாண்மை: சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைக் குறைக்க நிலையான உவர்நீர் மேலாண்மை உத்திகளை உருவாக்குதல்.
• பரவலாக்கப்பட்ட உப்புநீக்கம்: தொலைதூர சமூகங்கள் மற்றும் தீவுகளுக்கு நீர் வழங்க சிறிய அளவிலான, பரவலாக்கப்பட்ட உப்புநீக்க அமைப்புகளைச் செயல்படுத்துதல்.

முடிவுரை

கடல் நீர் உப்புநீக்கம் உலகளாவிய நீர் பற்றாக்குறையை எதிர்கொள்வதற்கான ஒரு முக்கியமான தொழில்நுட்பமாகும். ஒவ்வொரு உப்புநீக்க நுட்பத்திற்கும் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் இருந்தாலும், தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல், பல-கட்ட ஃபிளாஷ் வடித்தல், பல-விளைவு வடித்தல், மின்பகு சவ்வூடுபரவல் மற்றும் சவ்வு வடித்தல் ஆகியவை நீர் பற்றாக்குறை உள்ள பிராந்தியங்களில் நன்னீர் வழங்குவதற்கான சாத்தியமான தீர்வுகளை வழங்குகின்றன. உப்புநீக்கத்துடன் தொடர்புடைய சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பொருளாதார சவால்களை எதிர்கொள்வது அதன் நீண்டகால நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கு முக்கியமானது. தொடர்ச்சியான தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் மற்றும் நிலையான நடைமுறைகளுக்கான அர்ப்பணிப்புடன், கடல் நீர் உப்புநீக்கம் உலகெங்கிலும் உள்ள எதிர்கால சந்ததியினருக்கான நீர் வளங்களைப் பாதுகாப்பதில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கு வகிக்க முடியும். பல கடலோரப் பிராந்தியங்களில் நீர் பாதுகாப்பின் எதிர்காலம் இந்த தொழில்நுட்பங்களின் பொறுப்பான மற்றும் புதுமையான செயல்பாட்டைப் பொறுத்தது.