خشكسالی و کم آبی، معضل مشترك كشورهاي خاورميانه و شمال آفريقا در سالهاي پيش روست. مطالعات مختلف از جمله مطالعه ناسا نشان ميدهد كه كشورهاي عراق، سوريه، ايران و تركيه به دليل کاهش بارشهای آسمان، افزايش برداشت از آبهاي زيرزميني و مديريت ضعيف منابع آب در معرض خطر خشكسالي شدید قرار دارند. حدود 60 درصد از كمبود آب، ناشي از برداشت بيرويه منابع آب زيرزميني در اين منطقه است. كاهش میانگین نرخ بارشها در سالهاي پيش رو در منطقه نيز، معضل كم آبي را تشديد ميكند. مطالعات نشان ميدهد كه تغييرات آب و هوايي منجر به كاهش نرخ بارشها به میزان 10 درصد تا سال 2050 خواهد شد. اين در حالي است كه انتظار ميرود تقاضا براي مصرف آب تا سال 2045 به میزان 60 درصد افزايش پيدا كند. خشكسالي علاوه بر به خطر انداختن فعاليتهاي كشاورزي و اقتصادي، افزايش ريزگردها به دليل خشكي بيش از حد خاك ناشي از بين رفتن پوششهاي گياهي را نيز به دنبال دارد كه بخشهاي وسيعي از مناطق كشورهاي خاورميانه را تهديد ميكند.
تصفیه آب صنعتی به منظور تأمین آب شرب و کشاورزی اولین گزینه برای مقابله با کم آبی و خشکسالی در منطقه است. مهمترین چالش در این مسیر، یافتن منابع آب با قابلیت اطمینان بالا است. دریاها، رودها و آبهای زیر زمینی تجدید پذیر مهمترین منابع تصفیه یا شیرین سازی آب به شمار می روند. خلیج فارس مهمترین منبع تجدید پذیر آبی در منطقه با آب شورتر از آبهای آزاد دنیا می باشد. از طرف دیگر با کاهش منابع آب زیر زمینی و رودخانه ها، میزان املاح محلول در آبها افزایش پیدا کرده یا به اصطلاح آبها شورتر شده اند. فناوری شیرین سازی آبهای شور در دنیا تا امروز بسیار توسعه یافته است. اقتصادی ترین روش شیرین سازی آبهای شور اعم از آب دریا و منابع زیر زمینی فناوری اسمز معکوس است.
اسمز معکوس، بیشترین فرایند مورد استفاده در شیرین سازی آبهای شور میان فرایندهای دیگر شیرین سازی از قبیل روشهای حرارتی است. اساس این فرایند بر مبنای اصول انتقال جرم در طبیعت استوار است. به طور طبیعی انتقال جرم در قالب محلول، از محلولهای با غلظت بالاتر به محلولهای با غلظت پایین تر انجام می شود. فشار ایجاد شده در این فرایند، فشار اسمزی نام دارد. در صورتیکه فشار بالاتری از فشار اسمزی به محلول در جهت عکس وارد شود. جهت جریان طبیعی اسمزی، معکوس خواهد گردید و اسمز معکوس رخ می دهد. در شیرین سازی آب دریا نیز آب شور با فشار بالا از فیلتر یا غشای نیمه تراوا(ممبران) عبور می کند و املاح موجود در آب عبوری کاهش پیدا می کند.
دستگاه تصفیه آب صنعتی در اندازه های مختلف جهت شیرین سازی آب دریا و آبهای شور مبتنی بر فرایند اسمز معکوس، یکی از روشهای اقتصادی تأمین آب شرب است. شیرین سازی آب دریا یا آب چاه در دستگاه تصفیه آب صنعتی با هدف کاهش املاح محلول در آب به سطح مجاز برای نوشیدن انجام می شود. دستگاه تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس، واحد بزرگ یا کوچکی است که آب شور ورودی را به دو قسمت آب مناسب برای شرب و آب با املاح بیشتر تبدیل میکنند. بازگرداندن جریان شورتر به طبیعت با درنظر گرفتن ملاحظات محیط زیستی انجام می شود.
ممبران یا غشای نیمه تراوا در حقیقت قلب سیستم شیرین سازی آب های شور است. تأمین ممبران با کیفیت متناسب با آبهای شور مهمترین چالش توسعه آب شیرین کن های اسمز معکوس در سالهای آینده است. با توجه به اینکه فناوری ساخت ممبران های اسمز معکوس عموماً در دست کشورهای غربی است. ضرورت توجه به تأمین ممبرانهای مورد نیاز از مهمترین اولویتهای حرکت به سمت توسعه واحدهای آب شیرین در اندازه های مختلف در کشور است.
دستگاه های آب شیرین کن به واحدهایی اطلاق می شود که از فرایند اسمز معکوس یا فرایندهای دیگر برای شیرین سازی یا تصفیه آب استفاده می کند. آب شیرین کن های صنعتی اسمز معکوس با توجه به ظرفیت و میزان املاح محلول موجود در آب ورودی، توانایی شیرین سازی 35 درصد تا 80 درصد آب ورودی را دارا هستند. متناسب با افزایش میزان املاح محلول یا TDS آب ورودی، فشار کاری آب شیرین کن های صنعتی افزایش می باید. این فشار برای شیرین سازی آب دریاهای آزاد مثل خلیج فارس تا حدود 60 بار افزایش می یابد.
در حال حاضر دانش طراحی، ساخت و مونتاژ واحدهای آب شیرین کن در اندازه های کوچک و بزرگ در داخل کشور وجود دارد. مهمترین چالش پیش رو برای توسعه این واحدها، تأمین تجهیزات و ملزومات اصلی این واحدها از قبیل ممبران، پمپ فشار قوی با آلیاژهای خاص و ابزاردقیق های مربوطه است که اغلب سازندگان با کیفیت این اقلام کشورهای غربی هستند.
گذر از بحران خشکسالی در منطقه خاور میانه نیازمند راه حلهای منطقه ای بر مبنای منافع مشترک کشورها می باشد. یقیناً عدم وجود تعامل کشورهای درگیر در این بحران، تشدید خشکسالی و تقابل کشورها در سالهای آینده را به دنبال دارد. تعامل سازنده کشورهای منطقه با ترکیه به عنوان یکی از کشورهای محدود کننده منابع آبی بالادست بسیار حایز اهمیت است.
نویسنده: سید احسان مجتبوی