Tuzdan arındırma işlemi Tuzdan arındırma, deniz suyunun tuzları ve diğer mineralleri uzaklaştırarak içme suyuna dönüştürme işlemidir. İlkel tuzdan arındırma biçimleri antik çağlardan beri kullanılırken, tuzdan arındırma yöntemlerinin endüstriyel ölçekte kullanılmaya başlaması 20. yüzyılın ortalarına kadar değildi. İlk olarak, dünya çapında suya bağımlı olmayan kıyı toplulukları için yaygın olarak kullanılabilir hale geldi. Bugün 150’den fazla ülkede yaklaşık 300 milyon insan her gün yaklaşık 16.000 tuzdan arındırma tesisinden su alıyor.
Dünyadaki yüzey sularının sadece %2,5’i tatlı sudur ve bunun sadece bir kısmı kullanılabilir ve insan tüketimine uygundur. İklim değişikliği yoğunlaştıkça, tuzdan arındırma içme ve sulama için alternatif bir su kaynağı sağlar. Bununla birlikte, önemli çevresel etkileri de vardır. Gelişmekte olan teknolojiler bu etkilerin bazılarının hafifletilmesine yardımcı olabilir, ancak tatlı su kaynaklarına yönelik artan insan talebini karşılarken tuzdan arındırma da bu süreci daha yaygın hale getiren çevresel zorluklar arasındadır.
İçindekiler
süreç ve teknikler
Tarih boyunca insanlar tatlı su kaynaklarını desteklemek için çeşitli damıtma ve filtreleme yöntemleri kullanmışlardır. Ancak yirminci yüzyılın ortalarına kadar tuzdan arındırma, büyük nüfus merkezlerine su sağlayabilen büyük ölçekli bir endüstriyel süreç haline gelmedi. Günümüzde yaygın olarak kullanılan üç temel tuzdan arındırma kategorisi vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
membran teknolojileri,
Termal teknikler (damıtma).
kimyasal süreçler,
Ayrıca günümüzde membran teknolojileri ve termal teknolojiler en yaygın kullanılan tuzdan arındırma yöntemleridir.
termal damıtma
Termal tuzdan arındırma, suyu buharlaşana kadar kaynatmayı ve tuzu geride bırakmayı içerir. Tuzsuz su buharı daha sonra yoğuşturma ile toplanır. Bunu büyük ölçekte başarmak için gerekli olan ısı enerjisi, buhar jeneratörlerinden, atık ısı kazanlarından veya enerji santrali türbinlerinden çıkan buhardan gelir.
En popüler termal tekniklerden biri, kurulması ve çalıştırılması nispeten kolay ancak çok enerji yoğun olan bir tesis türü olan çok aşamalı flaş damıtmadır (MFS). Uluslararası Su Federasyonu’na göre, bugün MSF’nin tuzdan arındırma işlemi, bol fosil yakıt kaynaklarının mümkün kıldığı Orta Doğu’da en popüler.
membran ayırma
Membran tuzdan arındırma için temel teknoloji, tuzlu su solüsyonunu birkaç küçük yarı geçirgen zardan geçmeye zorlamak için yoğun basınç içerir. Bu zarlar suyun geçmesine izin verir, ancak çözünmüş tuzlara izin vermez. Bu kulağa basit gelse de, başka bir enerji yoğun proje türüdür. En yaygın membran prosesi, ilk olarak 1950’lerde geliştirilen ve 1970’lerde ticarileşen ters osmozdur. Bu, şu anda Orta Doğu ve Kuzey Afrika bölgesi dışındaki en yaygın tuzdan arındırma türüdür.
çevresel faydalar ve sonuçlar
Tuzdan arındırma, acı veya acı su kaynaklarının yakınındaki kurak ve kuraklığa eğilimli topluluklarda su güvenliğini ve direncini desteklemek için önemli bir teknolojidir. Tuzdan arındırma, yeraltı suları, nehirler ve göller gibi tatlı su kaynaklarına olan talebi azaltarak aynı su kaynaklarına bağlı olan habitatların korunmasına yardımcı olabilir.
Tuzdan arındırılmış su pahalı olmasına rağmen, yalnızca insan tüketimi için değil aynı zamanda tarım için de genellikle güvenilir bir evsel temiz su kaynağıdır. Su kıtlığı olan kırsal alanlardaki küçük tuzdan arındırma tesisleri, en savunmasız toplulukların bazıları için su güvenliğinin sağlanmasına yardımcı olabilir. Daha büyük kamu hizmetleri, şehir sakinlerinin güvenli ve güvenilir içme suyuna erişimini sağlamada önemli bir rol oynayabilir. İklim değişikliği kuraklığı şiddetlendirdiği ve tatlı su kaynaklarının nicelik ve kalitesinin düşmesine katkıda bulunduğu için tuzdan arındırma kullanımının önümüzdeki yıllarda artması muhtemeldir.
Ancak tuzdan arındırmanın dezavantajları da vardır. En büyük endişeler, enerji ayak izi, üretilen ve okyanusa geri salınan atık su miktarı ve sürecin her iki ucundaki deniz yaşamı üzerindeki zararlı etkilerdir. Tuzdan arındırma ortadan kalkmıyor, toplumlar iklime karşı daha dirençli su kaynakları ararken her zaman daha fazla tesis devreye alınıyor. Ancak yeni teknolojiler sayesinde çevresel etkisinin bir kısmını azaltabilir.
enerji kullanımı
Tuzdan arındırma tesislerinin büyük çoğunluğu hala fosil yakıtlarla çalışıyor. Bu, tuzdan arındırmanın sera gazı emisyonlarına katkıda bulunduğu ve iklim değişikliğini şiddetlendirdiği anlamına gelir. Bununla birlikte, yenilenebilir enerji ile çalışan tuzdan arındırma tesisleri vardır, ancak şimdiye kadar bunlar küçük operasyonlarla sınırlıdır. Daha yaygın ve uygun fiyatlı hale getirilmesi için çalışmalar devam etmektedir. Son kanıtlar, yenilenebilir enerji tuzdan arındırmanın okyanusa veya acı suya erişimi olan her yerde işe yarayabileceğini gösteriyor.
Güneş enerjisi, rüzgar enerjisi ve jeotermal enerji, yeni tuzdan arındırma tesislerine güç sağlamak için halihazırda uygun seçenekler sunuyor; güneş enerjisi, yenilenebilir enerjiyle çalışan tuzdan arındırma tesisleri için en yaygın enerji kaynağı. Alternatif olarak rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir kaynakları kullanan hibrit bir yaklaşım, dalgalanan enerji üretimi zamanlarında daha fazla güvenilirlik sağlayabilir. Tuzdan arındırma için okyanus enerjisinden yararlanmak, gelişmekte olan bir başka araştırma alanıdır.
Buna ek olarak, geliştirilmekte olan bir dizi teknoloji, tuzdan arındırmada daha fazla enerji verimliliği elde etmeyi amaçlamaktadır, bu nedenle gelişmiş ozmoz, gelecek vaat eden yeni bir teknolojidir. Bir diğeri, suyu daha düşük sıcaklıklarda buharlaştıran ve daha sonra enerji tüketimini azaltmak için sıvı formda yeniden üreten düşük sıcaklıkta termal tuzdan arındırmayı içerir. Bunlar gibi daha az enerji yoğun teknolojiler, jeotermal tuzdan arındırmayı araştıran Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı tarafından yapılan bu çalışmada ayrıntılı olarak açıklandığı gibi, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla iyi eşleşebilir.
Deniz yaşamı üzerindeki etkiler
Tuzdan arındırmada kullanılan deniz suyunun yarısından fazlası, arıtma sırasında eklenen zehirli kimyasallarla karışmış tuzlu atık su olarak son buluyor. Yüksek basınçlı jetler, bu atık suyu deniz yaşamını tehdit ettiği okyanusa geri itiyor. Yakın zamanda yapılan bir araştırma, bu atık sudaki tuzlu su miktarının önceden tahmin edilenden %50 daha yüksek olduğunu buldu. Atık suyu okyanusa geri salma standartları büyük ölçüde değişir. Bazı bölgelerde, özellikle Basra Körfezi, Kızıldeniz, Akdeniz ve Umman Körfezi’nde, tuzdan arındırma tesisleri genellikle bir araya toplanarak sürekli olarak sığ kıyı sularına sıcak deşarjlar yapar. Bu, deniz suyu sıcaklığını ve tuzluluğunu artırabilirken, genel su kalitesini düşürerek kıyı deniz ekosistemlerini de olumsuz etkileyebilir.
Deniz suyunun ilk alımı da deniz yaşamı için tehlike oluşturmaktadır. Denizden su çekilmesi yanlışlıkla tuzdan arındırma tesisine çekildiği için balık, larva ve planktonların ölümüne yol açmaktadır. Her yıl milyonlarca balık ve omurgasız hayvan tuzdan arındırma tesislerine çekiliyor ve giriş bariyerlerinde kapana kısılıyor. Eleklerden geçebilecek kadar küçük olanlar sisteme girer ve kimyasal tuzlu su işleme sırasında ölür. Su alımını yavaşlatmak için daha büyük tüplerin kullanılması da dahil olmak üzere tasarım değişiklikleri, süreçte öldürülen deniz organizmalarının sayısını azaltabilir ve balıkların tuzağa düşmeden yukarı yüzerek kaçmalarına olanak sağlayabilir. Yeni teknolojiler, denize akan atık su miktarını azaltabilir ve bu atığı daha etkin bir şekilde dağıtarak deniz yaşamı üzerindeki etkileri azaltabilir. Bu müdahaleler ancak doğru bir şekilde benimsenip uygulandığında başarılı olabilir.
Daha fazla veriye, daha iyi standartlara doğru
Tuzdan arındırma sistemlerine yenilenebilir enerji ile güç sağlayan ve deniz yaşamına olası zararı en aza indiren tesisler inşa etmek, çevresel etkileri daha iyi anlamak için araştırmalara yatırım yapmayı ve bu verileri tesisleri tasarlamak ve işletmek için daha iyi sistemler geliştirmek üzere kullanmayı gerektirir. Yararlı bir örnek, Okyanus Suyu Kalitesi İzleme Planında bir tuzdan arındırma değişikliğini yasalaştıran Kaliforniya eyaletinden gelir. Bu, deniz yaşamına verilen zararı en aza indirmek için belirli saha, tasarım ve işletme standartlarının karşılanmasını gerektiren deniz suyu tuzdan arındırma tesisi izinleri için tutarlı bir ulusal süreci gerektirir.
Faydalar çevresel etkilerden ağır basıyor mu?
Birleşmiş Milletler’e göre, yaklaşık 2,3 milyar insan su sıkıntısı çeken ülkelerde yaşıyor ve dünyadaki 4 milyar insanın yaklaşık üçte ikisi, yılın en az bir ayında şiddetli su kıtlığı yaşıyor. Ancak kuraklık arttıkça ve tatlı su tükendikçe bu sayıların artması muhtemeldir. Su yöneticileri ve politika yapıcılar, tuzdan arındırmanın su güvenliği için tek çözüm olamayacağını bilirler. Çok pahalıdır ve sürekli artan küresel nüfus için çevresel sonuçlardan arınmış sonsuz tatlı su arzını garanti etmez. Bunun yerine tarım, konut, madencilik ve endüstriyel sektörlerde israfı önlemek için akıllı su koruma teknolojileriyle birleştirilmelidir. Su tasarrufuna yatırım yapmak, çok daha düşük çevresel maliyetlerle alternatif bir stratejiyi temsil eder.
Dünyanın dört bir yanındaki su kıtlığı yaşayan şehirler, kullanım kısıtlamaları, gri su geri dönüşümü ve atık suyun yeniden kullanımı gibi yenilikçi stratejilerin bir kombinasyonu yoluyla korumanın nasıl sağlanabileceğini gösteriyor. Örneğin Nevada, Las Vegas, kısa bir süre önce süs çimlerine kalıcı bir yasak getirdi; şehrin ana su kaynağı olan Mead Gölü tarafından su kullanımına getirilen birçok kısıtlamadan biri tehlikeli derecede düşük seviyelere ulaştı. Ayrıca gri suyu ve kanalizasyonu su bölgesi, yerel golf sahaları, parklar ve işletmeler tarafından yeniden kullanılmak üzere arıtmak için yüksek teknolojili bir atık su arıtma işlemi kullanıyorlar. Ve temiz suyun bir kısmını ileride kullanmak üzere Mead Gölü’ne taşıdılar.
İnsanlık, artan bir nüfusa güvenli ve istikrarlı bir su kaynağı sağlamak için kitaptaki şimdiye kadar hayal bile edilemeyen her hileyi kullanmalıdır. Yeni tuzdan arındırma teknolojileri kesinlikle bunların arasında olacak, ancak maliyetlerin faydalardan fazla olmamasını sağlamak için tuzdan arındırma güçlü ve tutarlı standartlar ve cezalarla birleştirilmelidir.
Sonuç olarak tuzdan arındırma, güvenli ve temiz bir içme suyu kaynağı sağlamak için deniz suyundan tuzun uzaklaştırılması işlemidir. Özellikle kurak kıyı bölgelerinde olmak üzere dünya çapında yaklaşık 300 milyon insanın su güvenliğine katkıda bulunuyor ve dünya artan su güvensizliği ile karşı karşıya kalırken daha fazla tuzdan arındırma tesisi inşa ediliyor. Bununla birlikte, tuzdan arındırmanın, büyük bir enerji ayak izi ve deniz yaşamına verilen zarar da dahil olmak üzere önemli çevresel etkileri vardır. Yeni teknolojiler, deniz yaşamı üzerindeki etkileri azaltmakta, enerji verimliliğini artırmakta ve yenilenebilir enerji ile çalışan tuzdan arındırma tesislerinin, fosil yakıtlarla çalışan tesislerle rekabet etmesine yardımcı olmaktadır.
kaynak:
iwa-network.org/desalination-geçmiş-şimdiki-gelecek/
Researchgate.net/publication/307593276_Environmental_Impacts_of_Desalination_Plant_Intakes_and_Discharges_and_Hydraul_Planning
unwater.org/water-facts/scarcity/
nrel.gov/docs/fy16osti/65277.pdf
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]