การแยกเกลือออกจากตู้คอนเทนเนอร์: โซลูชันน้ำจืดสำหรับสหรัฐอเมริกา

น้ำที่ใช้ได้เป็นทรัพยากรที่ลดลงอย่างรวดเร็วในสหรัฐอเมริกา นอกจากการอนุรักษ์แล้ว ระบบกลั่นน้ำทะเลทางอุตสาหกรรมแบบบรรจุภาชนะยังนำเสนอวิธีการที่ดีเยี่ยมในการผลิตน้ำสะอาดที่เชื่อถือได้ ในรัฐเช่นฟลอริดา เท็กซัส และแคลิฟอร์เนีย ที่ซึ่งน้ำจืดเริ่มขาดแคลน ชุมชนต่างๆ ถูกบังคับให้พิจารณาแหล่งน้ำดื่มทางเลือกอื่น นอกจากการอนุรักษ์แล้ว ระบบแยกเกลือออกจากอุตสาหกรรมแบบบรรจุภาชนะยังนำเสนอวิธีการที่ดีเยี่ยมในการผลิตน้ำสะอาดที่เชื่อถือได้

การใช้พลังงาน

ภาพที่ 6 การแยกเกลือออกจากน้ำ

การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเป็นวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มค่าน้อยที่สุดเมื่อเป็นเรื่องของการจัดหาน้ำจืด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ค่าใช้จ่ายอาจเพิ่มขึ้นถึงระดับที่สูงมาก โดยขึ้นอยู่กับประเภทของการแยกเกลือออกจากทะเล บางครั้งอาจมีราคาแพงกว่าพลังงานไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวถึง 100 เท่าด้วยซ้ำ ในเรื่องนี้การแยกเกลือออกจากระบบรีเวอร์สออสโมซิส (RO) เหมาะอย่างยิ่งโดยมีราคาแพงกว่าการบำบัดน้ำบาดาลเพียง 15 เท่า เพื่อให้เกิดมุมมองในทางปฏิบัติ หากสหรัฐฯ ได้รับน้ำจืดทั้งหมดจากการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลด้วย RO ก็หมายความว่าพลังงานจะเพิ่มขึ้น 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเทียบเท่ากับตู้เย็นเพิ่มเติมในแต่ละครัวเรือนโดยประมาณ (ตามที่ระบุไว้ในบทความที่เผยแพร่โดย AMTA ในปี พ.ศ. 2552)

นอกจากนี้ ระบบแยกเกลือ RO ขนาดใหญ่สามารถใช้ระบบนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่เพื่อลดปริมาณแรงม้าที่จำเป็นสำหรับปั๊ม ซึ่งลดความต้องการพลังงานลงมากกว่าครึ่งหนึ่งในสถานการณ์ที่เหมาะสม การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นยังคงมีป้ายราคาที่สูง แต่เมื่อพิจารณาถึงระบบการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ระบบกรองน้ำทะเล RO ทางอุตสาหกรรมจะมีราคาถูกกว่าการสูบน้ำสะอาดผ่านเส้นทางของรัฐ เนื่องจากมีแหล่งน้ำที่ไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนให้เลือกน้อยมาก การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลอาจมีราคาแพงกว่า แต่ก็ต้องจัดหาแหล่งน้ำที่เชื่อถือได้อย่างสม่ำเสมอเป็นการตอบแทน การแยกเกลือออกจากอุตสาหกรรมโดยไม่ต้องพึ่งพาฝนทำให้ความแห้งแล้งไม่ใช่ปัญหา

การกำจัดน้ำเสีย

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบแยกเกลือออกจากระบบอื่นๆ การแยกเกลือออกจาก RO ให้ประโยชน์มากมาย แต่ความยากลำบากมาพร้อมกับการกำจัดน้ำเสีย สำหรับน้ำจืดทุกๆ แกลลอนที่ผลิตโดย RO จะมีการปล่อยของเสียจากน้ำเกลือในปริมาณที่เท่ากัน ของเสียนี้โดยพื้นฐานแล้วคือตะกอนเกลือและแร่ธาตุ และการทิ้งลงมหาสมุทรไม่เพียงแต่จะเป็นอันตรายต่อแหล่งอาศัยของน้ำทะเลในท้องถิ่นเท่านั้น แต่ยังผิดกฎหมายในสหรัฐอเมริกาด้วย

อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับกระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ การแยกเกลือออกจาก RO ทำให้เกิดของเสียที่สามารถกำจัดได้อย่างมีความรับผิดชอบโดยมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด และมีสถานที่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่เป็นไปได้ เช่น บริเวณที่แหล่งน้ำจืดมาบรรจบกับแหล่งน้ำเค็ม การเทน้ำที่มีรสเค็มเป็นพิเศษในบริเวณที่มีน้ำเค็มและน้ำจืดผสมปนเปกันอยู่แล้วจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ ในทำนองเดียวกัน การปล่อยของเสียจากน้ำเกลือเหนือพื้นที่ขนาดใหญ่ของก้นทะเล (เช่น ผ่านเครือข่ายท่อ) ยังช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้เหลือน้อยที่สุดอีกด้วย หากไม่มีทางเลือกใดให้เลือก ของเสียจากน้ำเกลือก็สามารถระเหยไปเป็นเกลือเชิงพาณิชย์ได้ตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับโรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่มีอยู่

ระบบแยกเกลือแบบรีเวิร์สออสโมซิสแบบบรรจุภาชนะ

โรงแยกเกลือ (โดยเฉพาะโรงงาน RO) ต่อสู้กับปัญหาเดียวกันกับโรงงานผลิตน้ำแบบดั้งเดิม: โรงงานเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายสูงในการวางแผน ซับซ้อนในการสร้าง และไม่สามารถจัดการกับการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในสภาพแวดล้อมของผลิตภัณฑ์ได้ ปัญหาที่ต้องแก้ไขอย่างต่อเนื่อง เมื่อมีการสร้างโรงงานผลิตน้ำในสหรัฐอเมริกา อย่างไรก็ตาม การพัฒนาทางเทคโนโลยีล่าสุดส่งผลให้ระบบแยกเกลือออกจากตู้คอนเทนเนอร์ ซึ่งเป็นโรงงาน RO ที่สร้างขึ้นจากภาชนะจัดเก็บขนาด 20 หรือ 40 ฟุต ระบบนี้ไม่เพียงแต่จัดการกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการแยกเกลือออกจากทะเลขนาดใหญ่ แต่ยังรวมถึงปัญหาด้านลอจิสติกส์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างโรงงานอีกด้วย

รูปที่ 7 การแยกเกลือออกจากตู้คอนเทนเนอร์

การวางรากฐานของโรงงานมีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง ตัวอย่างเช่น อสังหาริมทรัพย์ริมทะเลในแคลิฟอร์เนียมีราคาแพงมาก เมื่อเปรียบเทียบกับโรงงานแยกเกลือแบบดั้งเดิม ระบบแบบตู้คอนเทนเนอร์มีรอยเท้าที่ลดลงอย่างมาก โดยต้องใช้เพียงฐานคอนกรีตสำหรับตู้คอนเทนเนอร์เท่านั้น ระบบในตู้คอนเทนเนอร์ยังเป็นแบบโมดูลาร์ ดังนั้นจึงง่ายต่อการติดตั้งเป็นชุดหากต้องการความจุเพิ่มเติม

ระบบแยกเกลือออกจากตู้คอนเทนเนอร์ ซึ่งประกอบด้วยระบบนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่และการบำบัดล่วงหน้าที่จำเป็นทั้งหมด สามารถผลิตน้ำได้ครึ่งล้านแกลลอนต่อวัน แม้ว่าโรงแยกเกลือแบบดั้งเดิมในสหรัฐอเมริกาจะผลิตน้ำได้หลายสิบล้านแกลลอนต่อวัน แต่พื้นที่สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่เหล่านี้กลับมีระดับพรีเมี่ยม ในทางตรงกันข้าม ภาชนะเก็บของสามารถใส่ได้เกือบทุกที่

เพื่อให้เข้าใจในมุมมอง หากมีโรงแยกน้ำทะเลแบบตู้คอนเทนเนอร์หนึ่งแห่งทุกๆ 10 ไมล์จากแนวชายฝั่งแคลิฟอร์เนียยาว 840 ไมล์ พวกเขาจะผลิตน้ำได้ 42 ล้านแกลลอนต่อวัน ซึ่งเพียงพอที่จะจัดหาน้ำที่ทนแล้งให้กับประชาชน 47,000 คนต่อปี

ความสามารถในการปรับตัว

คุณภาพของน้ำจากแหล่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในระยะเวลาอันสั้น การรั่วไหล การบานของสาหร่าย การอพยพในทะเล และเหตุการณ์อื่นๆ อาจทำให้การผลิตน้ำต้องหยุดชะงักเป็นระยะเวลานาน อย่างไรก็ตาม ระบบแยกเกลือออกจากตู้คอนเทนเนอร์สามารถย้ายไปยังตำแหน่งใหม่ได้ และเริ่มแปรรูปน้ำอีกครั้งได้ภายในเวลาไม่ถึงวัน ทำให้พื้นที่มีเวลาในการพักฟื้น ระบบแบบพกพาเหล่านี้ยังเหมาะสำหรับการบรรเทาภัยพิบัติ โดยควบคุมน้ำไปยังจุดที่ต้องการโดยเร็วที่สุด โดยสรุป ระบบแบบคอนเทนเนอร์อาจเป็นระบบชั่วคราวหรือถาวรก็ได้ตามที่เจ้าของต้องการ

ความสามารถในการปรับแต่งได้

ระบบแยกเกลือออกจากตู้คอนเทนเนอร์ได้รับการออกแบบและสั่งทำเป็นพิเศษเสมอ แม้ว่าสิ่งนี้ไม่จำเป็นต้องมีเอกลักษณ์ในตัวมันเอง แต่ตัวเลือกที่มีสำหรับระบบนี้คือสิ่งที่ทำให้มันเป็นทรัพยากรที่สำคัญและหลากหลาย ตัวอย่างเช่น ระบบไฟฟ้ามีอยู่อย่างสมบูรณ์ ทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้นอย่างมาก หลังคาเรียบของตู้คอนเทนเนอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ ช่วยให้ระบบแยกเกลือออกจากอุตสาหกรรมสามารถทำงานนอกโครงข่ายได้ โดยไม่ขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานของประเทศโดยสมบูรณ์ นอกจากนี้ ตู้คอนเทนเนอร์ยังสามารถหุ้มฉนวนและควบคุมอุณหภูมิได้อย่างสมบูรณ์ ช่วยให้ตู้คอนเทนเนอร์สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิที่เหมาะสมในทุกสภาพแวดล้อม

สำหรับแหล่งน้ำที่เชื่อถือได้และคาดการณ์ได้ ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝน และไม่ส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำจืดที่มีอยู่ ระบบแยกเกลือออกจากตู้คอนเทนเนอร์นำเสนอวิธีการแบบโมดูลาร์ที่สามารถปฏิวัติวิธีการกรองน้ำของเราได้เป็นอย่างดี