سمندری پانی کو صاف کرنے کی تازہ ترین ترقی کی سمت کیا ہے؟

ایک حالیہ رجحان جس کا مقصد میٹھے پانی کی پیداوار کی لاگت کو کم کرنا ہے سمندری پانی کے ریورس اوسموسس (SWRO) سسٹمز کا استعمال ہے، جو عام طور پر % 40-50 سے 55-60% تک صاف کرنے کی مجموعی بحالی کی شرح کو بڑھا سکتا ہے۔

ہائی ریکوری سسٹمز کی حالیہ جامع جانچ کی بنیاد پر، SWRO سسٹمز کی توانائی کی کھپت 2.1 kWh/m تھی۔³اور 2.9 kWh/m³بالترتیب 35،000 mg/L اور 43،000 mg/L کے سمندری پانی کی نمکیات پر۔

یہ توانائی کی کھپت روایتی SWRO سسٹمز کے مقابلے میں ہے جو سمندری پانی کو بحال کرنے کے لیے پریشر ایکسچینجرز کا استعمال کرتے ہیں، لیکن اہم فرق یہ ہے کہ ہائی ریکوری سسٹمز کی پائیدار بحالی کی حد 10-20% زیادہ ہے۔

پانی کے پلانٹ کی انٹیک اور پری ٹریٹمنٹ سسٹم کو زیادہ بحالی کی شرحوں کے لیے ڈیزائن کرنا نئے واٹر پلانٹس کے لیے اہم سرمائے اور پانی کی پیداواری لاگت کو بچا سکتا ہے، اور نسبتاً کم سرمایہ کاری کے ساتھ موجودہ واٹر پلانٹس کی میٹھے پانی کی پیداواری صلاحیت کو بڑھا سکتا ہے۔
 

صاف کرنے والی توانائی کی کھپت اور میٹھے پانی کی پیداواری لاگت کو کم کرنے کی جستجو میں تازہ ترین رجحان نینو سٹرکچرڈ (NST) ریورس اوسموسس جھلیوں کو تیار کرنا ہے جو موجودہ روایتی جھلی عناصر کے مقابلے میں زیادہ پانی گزرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔

NST جھلی بنیادی طور پر RO جھلی ہیں جو انفرادی لکیری نینو سائز کے چینلز (ٹیوب/ذرات) پر مشتمل ہوتی ہیں جو جھلی کے پولیمر میٹرکس میں تصادفی طور پر سرایت کرتی ہیں، یا انہیں مکمل طور پر کلسٹرڈ نینو سائز کے چینلز (نینو ٹیوبز) سے بنایا جا سکتا ہے۔

NST جھلی کی ٹیکنالوجی نے پچھلے 10 سالوں میں تیزی سے ترقی کی ہے، اور حال ہی میں تیار کی گئی NST جھلی یا تو روایتی جھلیوں میں غیر نامیاتی نینو پارٹیکلز کو شامل کرتی ہیں یا انتہائی ساختی غیر محفوظ جھلیوں سے بنی ہوتی ہیں جن میں گھنے نانوٹوب صفوں پر مشتمل ہوتا ہے۔

یہ NST جھلیوں میں روایتی RO جھلیوں کے مقابلے میں زیادہ مخصوص پارگمیتا کے بارے میں اطلاع دی جاتی ہے کہ تقریبا ایک ہی اعلی مسترد شرح پر۔

اس کے علاوہ، NST جھلیوں میں روایتی اور RO جھلیوں کے مقابلے میں تقابلی یا کم فاؤلنگ کی شرح ہوتی ہے جو ایک ہی حالات میں کام کرتی ہیں، اور مخصوص آئنوں کی برقراری کی سلیکٹیوٹی کو بڑھانے کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔

پائیدار عالمی اقتصادی ترقی کا واحد راستہ سرکلر اکانومی ہے۔ مثال کے طور پر، سرکلر اکانومی ماڈل کو لاگو کرتے ہوئے، ڈی سیلینیشن پلانٹس کے ذریعے تیار کردہ نمکین پانی کو اعلیٰ قیمت کے معدنیات، جیسے کیلشیم، میگنیشیم اور سوڈیم کلورائیڈ کے ذریعہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نایاب زمینی عناصر - بشمول لیتھیم، سٹرونٹیم، تھوریم اور روبیڈیم - بھی نمکین پانی سے نکالے جا سکتے ہیں۔

حال ہی میں، عالمی نایاب زمینی عنصر مارکیٹ کے دباؤ نے نایاب دھات کی دستیابی اور فراہمی کو پائیدار ترقی کے مباحثوں اور تحقیقی ایجنڈوں میں سب سے آگے لایا ہے۔ یہ دھاتیں بہت سی مصنوعات کے اہم اجزاء کی تیاری کے لیے استعمال ہوتی ہیں، جن میں ہوائی جہاز، آٹوموبائل، اسمارٹ فونز اور بائیو میڈیکل آلات شامل ہیں۔

یہ تسلیم کیا جا رہا ہے کہ صاف توانائی کی ٹیکنالوجیز اور پائیدار مصنوعات، عمل اور مینوفیکچرنگ کی ترقی اور تعیناتی کے لیے بڑی مقدار میں نایاب دھاتوں اور قیمتی عناصر کی ضرورت ہو گی، بشمول پلاٹینم گروپ کی دھاتیں جیسے لیتھیم، کاپر، کوبالٹ، چاندی اور سونا۔

جدید ترین ٹیکنالوجی کے رجحانات سے پتہ چلتا ہے کہ میگنیشیم آٹوموٹو، کمپیوٹر اور موبائل فون کی صنعتوں میں ایلومینیم کی جگہ لے رہا ہے کیونکہ میگنیشیم 30 فیصد سے زیادہ ہلکا ہے۔ اگرچہ دنیا میں میگنیشیم کے محدود ذرائع موجود ہیں، سمندری پانی میں میگنیشیم کی بڑی مقدار ہوتی ہے، جسے نمکین نمکین نمکین پانی میں مرتکز کرکے اور پھر اسے منتخب جذب کے ذریعے نکالا جاسکتا ہے۔
پچھلے کچھ سالوں میں، صاف کرنے کی صنعت نے نمکین پانی کے ارتکاز اور معدنیات کو نکالنے کی متعدد ٹیکنالوجیز تیار کی ہیں تاکہ نمکین پانی سے تجارتی لحاظ سے قیمتی مصنوعات کی تیاری کو ممکن بنایا جا سکے۔

سمندری پانی سے معدنیات نکالنا زمین پر کان کنی سے زیادہ ماحول دوست کام ہے۔

سمندری پانی کی کان کنی کو پروسیسنگ کے لیے میٹھے پانی کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور یہ بڑی مقدار میں آلودہ پانی یا فضلہ پیدا نہیں کرتا ہے جس کو ٹھکانے لگانے کی ضرورت ہوتی ہے۔

اس کے علاوہ، نمکین پانی کے ارتکاز کی یہ نئی ٹیکنالوجیز سمندر میں نمکین پانی کے اخراج کو نمایاں طور پر کم یا مکمل طور پر ختم کر سکتی ہیں۔

جیسے جیسے نمکین پانی کے وسائل کی ٹیکنالوجی تیار ہوتی ہے، نمکین پانی سے اعلیٰ قدر کے معدنیات (جیسے میگنیشیم، لتیم، اور خالص سوڈیم کلورائیڈ) کے تجارتی اخراج سے حاصل ہونے والی آمدنی صاف پانی کی پیداوار کی لاگت کو پورا کر سکتی ہے، اس طرح صاف پانی کو سب سے مہنگے پائیدار ذرائع سے تبدیل کر دیتا ہے۔ میٹھے پانی کی فراہمی کے سب سے کم لاگت کے ذریعہ میٹھے پانی کی فراہمی۔
نمکین پانی کے وسائل کی بازیابی ڈی سیلینیشن کے توانائی کی پائیداری کے چیلنج کو حل کرنے کی کلید بھی ہو سکتی ہے۔ نیوکلیئر پاور پلانٹس کی اگلی نسل یورینیم کے بجائے تھوریم اور روبیڈیم کو جوہری ایندھن کے طور پر استعمال کرے گی۔

10 سے 50 میگا واٹ کے درمیان بجلی کے چھوٹے نیوکلیئر پاور پلانٹس بڑے اور درمیانے درجے کے ڈی سیلینیشن پلانٹس کو بجلی فراہم کر سکتے ہیں۔ توانائی کے اس نئے ذریعہ کا سب سے بڑا فائدہ یہ ہے کہ ڈی سیلینیشن پلانٹ کے نمکین پانی سے کافی مقدار میں خام مال براہ راست نکالا جا سکتا ہے۔ نمکین پانی سے آسانی سے نکالے جانے کے علاوہ، زمین کے ان نایاب عناصر کا ایک اور فائدہ یہ ہے کہ انہیں جوہری ہتھیار بنانے کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا، جوہری توانائی کے پرامن استعمال کے لیے نمکین پانی کو ایک نیا خام مال بنانا اور بنی نوع انسان کو زیادہ سے زیادہ فائدہ پہنچانا ہے۔

نمکین اور سمندری پانی کی ریورس اوسموسس جھلیوں کو صاف کرنے کے لیے استعمال ہونے والے کیمیکل اکثر وہی کیمیکل ہوتے ہیں جو ٹوتھ پیسٹ، صابن اور تجارتی صابن میں استعمال ہوتے ہیں۔ بیک واش اور جھلی کے دھونے کے پانی کا علاج اکثر ٹھوس یا دیگر آلودگیوں کو ہٹانے کے لیے کیا جاتا ہے، اس سے پہلے کہ وہ خارج ہونے کے لیے ڈیسیلینیٹڈ کنسنٹریٹ میں شامل کیے جائیں۔ جدید ڈی سیلینیشن پلانٹس میں استعمال ہونے والے جدید ترین ڈی سیلینیشن کے عمل میں بہت محدود کیمیکل استعمال ہوتے ہیں۔

مختلف صفائی کے علاج کے عمل کے دوران شامل تمام کیمیکل فوڈ گریڈ، بائیو ڈیگریڈیبل، اور خاص طور پر آبی حیات کے لیے غیر زہریلا ہونے کے لیے اسکرین کیے گئے ہیں۔ ڈی سیلینیشن پلانٹ کے خارج ہونے والے مادے بھی غیر زہریلے اور سمندری حیات کے لیے بے ضرر ہیں اور ارد گرد کے سمندری ماحولیاتی نظام میں مستقل تبدیلیاں لائے بغیر تیزی سے تنزلی کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔

حال ہی میں، ڈی سیلینیشن کیمیکل سے پاک ڈی سیلینیشن اور کنسنٹریٹ سے قیمتی معدنیات اور نایاب دھاتوں کی بازیابی کی طرف منتقل ہو گیا ہے، اس صدی کے سب سے زیادہ ماحول دوست اور پائیدار پانی کی فراہمی کے متبادل میں سے ایک ہونے کی امید ہے۔

پچھلے پانچ سالوں میں، آسٹریلیا، اسپین، سعودی عرب اور مشرق وسطیٰ کے دیگر حصوں جیسے بڑے ڈی سیلینیشن پلانٹس والے بہت سے ممالک نے سبز صاف کرنے کے جامع پروگراموں پر عمل درآمد شروع کر دیا ہے جس کا مقصد صفائی میں استعمال ہونے والے کیمیکلز کی مقدار اور مختلف اقسام کو کم کرنا ہے۔ پیداوار کے عمل. یہ منصوبے ڈی سیلینیشن ٹیکنالوجی اور تحقیق میں جدید ترین پیشرفت سے فائدہ اٹھائیں گے تاکہ تمام موجودہ سہولیات کو کیمیکل سے پاک صاف کرنے والے پلانٹس میں تبدیل کیا جا سکے۔

صاف کرنے والے پودوں نے تاریخی طور پر آنے والے پانی کو کلورینیٹ کرنے کے لیے سوڈیم ہائپوکلورائٹ کا استعمال کیا ہے تاکہ انلیٹ پائپوں میں اور ریورس اوسموسس جھلیوں پر سمندری جانداروں کی نشوونما کو روکا جا سکے۔

ڈی سیلینیشن پلانٹ کے زیادہ تر آپریٹرز نے تقریباً ایک دہائی قبل اس عمل کو ترک کر دیا تھا اور اب ہر بار 6 سے 8 گھنٹے تک مہینے میں ایک یا دو بار کلورینیشن کا استعمال کرتے ہیں۔

اس کے علاوہ، کچھ ڈی سیلینیشن پلانٹ کے مینیجرز آنے والے سمندری پانی پر کوئی جراثیم کش استعمال نہیں کرتے ہیں کیونکہ وہ کیمیکلز کی بجائے بائیو فولنگ کو کنٹرول کرنے کے لیے ڈی سیلینیشن پلانٹ پریٹریٹمنٹ سسٹم کو استعمال کرنے کو ترجیح دیتے ہیں۔

فیرک کلورائد اور فیرک سلفیٹ فی الحال سمندری پانی کے علاج کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے کوگولنٹ ہیں۔ ماضی میں، یہ کیمیکلز مستقل شرح اور نسبتاً زیادہ مقدار میں شامل کیے جاتے تھے۔

ڈی سیلینیشن انڈسٹری نے سمندری پانی میں ٹھوس مواد کی خودکار نگرانی کو اپنایا ہے اور پانی میں ٹھوس مواد کی اصل مقدار کے تناسب سے کوگولنٹ کی خوراک کو خود بخود ایڈجسٹ کرتی ہے۔

دنیا بھر میں زیادہ تر پودوں نے پچھلے 10 سالوں میں اس آپریٹنگ حکمت عملی کو اپنایا ہے، جس سے coagulants کے استعمال کو پہلے کے نصف سے بھی کم کر دیا گیا ہے۔

ایک دہائی پہلے تک، بہت سے صاف کرنے والے پلانٹس پانی کے علاج کی کیمسٹری کو بہتر بنانے کے لیے تیزاب اور فلوکولینٹ کا استعمال کرتے تھے۔

آج، زیادہ تر ڈی سیلینیشن پلانٹس اور تجربہ کار انجینئرز اب پری ٹریٹمنٹ کے لیے تیزاب اور فلوکولینٹ کا استعمال نہیں کرتے ہیں، لیکن پانی کی صفائی کی کیمسٹری کو منظم کرنے کے لیے بہترین پری ٹریٹمنٹ سسٹم اور آپریشنز پر انحصار کرتے ہیں۔

2010 تک، اینٹی اسکیلنٹ اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کا استعمال عام طور پر بہت سے ڈی سیلینیشن پلانٹس میں کیا جاتا تھا، بنیادی طور پر ڈی سیلینیشن پانی سے بوران کے اخراج کی وجہ سے ہونے والے پیمانے کو روکنے کے لیے۔ 2011 میں، ورلڈ ہیلتھ آرگنائزیشن نے پینے کے پانی میں بوران کے لیے گائیڈ لائن کی حد کو 0.5 mg/L سے بڑھا کر 2.4 mg/L کر دیا، اور اس کے بعد سے، زیادہ تر ڈیسیلینیشن پلانٹس نے سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ اور antiscalants شامل کرنا بند کر دیا ہے۔

کیمیکل سے پاک اور قابل تجدید توانائی پر مبنی نئی ٹیکنالوجیز کو اپنانے کا اگلا مرحلہ تجارتی طور پر دستیاب کیلشیم مرکبات جیسے کہ چونے کے استعمال کے بجائے نمکین پانی سے نکالے گئے کیلشیم کا استعمال کرتے ہوئے بعد از علاج کرنا ہے۔

سمندری پانی سے نمک کو الگ کرنے کے لیے بڑی مقدار میں توانائی کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ ریورس اوسموسس جھلی پر قدرتی طور پر پائے جانے والے اوسموٹک دباؤ پر قابو پایا جا سکے۔ اگرچہ صاف پانی سے پینے کا پانی پیدا کرنے کا کاربن فوٹ پرنٹ روایتی میٹھے پانی کے ذرائع سے پینے کا پانی پیدا کرنے سے زیادہ ہے، لیکن یہ دیگر انسانی سرگرمیوں سے کم ہے جو زندگی کے معیار کو بہتر بناتی ہیں، جیسے کہ ریفریجریشن کھانا، نہانے کا پانی گرم کرنا، نجی کار چلانا یا پرواز کرنا۔ ایک ہوائی جہاز میں.

فی الحال، ڈی سیلینیشن پلانٹس بجلی پیدا کرنے کے لیے فوسل فیول استعمال کرتے ہیں۔ تاہم، آسٹریلیا میں ہوا سے بجلی کے کئی حالیہ منصوبے SWRO ڈی سیلینیشن پلانٹس پر لاگو کیے گئے ہیں، جو اتنی ہی بجلی پیدا کرتے ہیں جتنی ڈی سیلینیشن پلانٹس استعمال کرتے ہیں۔ کئی مشرق وسطیٰ اور شمالی افریقی ممالک نے ڈی سیلینیشن کے لیے بجلی فراہم کرنے کے لیے قابل تجدید توانائی کے پاور پلانٹس کا ایک مضبوط پورٹ فولیو تیار کرنے کی پہل کی ہے۔

قابل تجدید توانائی کے متبادل کی تلاش کے دوران، امریکہ، سعودی عرب اور یورپ میں دنیا کے معروف تحقیقی مراکز توانائی کی بحالی کے آلات، ہائی پریشر پمپس اور جھلیوں کی ایک نئی نسل تیار کر رہے ہیں جن کا مقصد ڈی سیلینیشن کی توانائی کی کل کھپت کو 2.45 سے کم کرنا ہے۔ kWh/m³اور ریورس اوسموسس ڈی سیلینیشن کی توانائی کی طلب 1.8 kWh/m سے کم ہے۔³. یہ پیشرفت ڈی سیلینیشن پلانٹس کی کل توانائی کی کھپت اور کاربن فوٹ پرنٹ کو 30 فیصد سے زیادہ کم کر دے گی۔

2001 میں پہلے پریشر ایکسچینجر کے متعارف ہونے کے بعد سے، اس خلل ڈالنے والی ٹیکنالوجی نے صاف کرنے والی توانائی کی بحالی کی کارکردگی کو 75% سے بڑھا کر 96% کر دیا ہے۔ تاہم، توانائی کی وصولی کو نظریاتی زیادہ سے زیادہ 99% تک بڑھانے کا موقع اب بھی موجود ہے۔