چشم انداز نمك زدايي آب براي مصارف كشاورزي

Prospects of Water Desalination for Agricultural Use

با رشد روزافزون جمعيت و تشديد تغييرات اقليمي، كمبود آب به مانع اصلي كشاورزي پايدار در جهان تبديل شده است. در اين راستا، برآوردهاي تقريبي نشان مي دهند كه در سال 2030 ميلادي، كشور ما سالانه به حدود 40 ميليارد مترمكعب آب اضافي نيازمند خواهد بود. سفره هاي آب شور و آب دريا، يك منبع بي پايان و قابل اعتماد آب هستند كه براي استفاده در اكثر فعاليت هاي كشاورزي، نيازمند نمك زدايي مي باشند. در حال حاضر كشت اكثر محصولات كشاورزي با آب نمك زدايي شده به دليل هزينه هاي زياد انرژي و سرمايه اوليه موردنياز، سودآور نيست. هم اكنون مصرف انرژي در فرآيند نمكزدايي حدود 5 كيلووات ساعت بر مترمكعب است كه هنوز بسيار بيشتر از مقدار حداقل تئوري 1 كيلووات ساعت بر مترمكعب است. در اين مقاله؛ روش هاي مختلف در دست تحقيق براي كاهش هزينه هاي نمك زدايي بررسي شده اند. كاربردهاي موردي از سامانه هاي نمك زدايي آب در كشت هاي گلخانه اي كشور به صورت كمي ارائه گرديده اند .. روش هاي نوآورانه مبتني بر نانوتكنولوژي و بيو تكنولوژي براي كاهش اتلاف انرژي در غشاهاي اسمز معكوس، غشاهاي حاوي نانولوله هاي كربني يرا پرروتئين هاي استخراج شده از گياهان شور دوست در اين رابطه تشريح شده اند. تركيب مناسب روش هاي اسمز معكوس اسمز مستقيم بدين منظور معرفي شده اند. به بازطراحي واحدهاي نمكزدايي براي افزايش بازيابي انرژي اشاره شده است و استفاده در حال توسعه از انرژي خورشيدي در نمك زدايي نيز به عنوان يك راهكار معرفي شده است.

Population growth along with climate change will cause the water scarcity to become the main bottleneck of sustainable agriculture in the world. So as a rough estimation, by 2030 nearly 40 billion cubic meters more water is needed annually in our country. Saline groundwater and seawater are abundant and reliable water resources which need to be desalinated for use in most agricultural activities. Cultivation of most agricultural products is currently not feasible with desalinated seawater due to high energy and capital costs. Current seawater desalination energy consumption rate is 5 kwh/m3 which stand far above minimum theoretical limit namely 1 kwh/m3. Application of desalinated water in greenhouses cultivation is being investigated. Various routes which are being investigated to reduce the costs are dealt in this paper: Innovative nanotechnology and biotechnology methods are under development for abatement of energy loss in reverse osmosis membranes. Membranes containing carbon nanotubes or proteins extracted from salinity tolerant plants are fabricated in this regard. Appropriate combination of reversed osmosis (RO) with forward osmosis (FO) is under investigation. At the same time, design of desalination plants is improved to enhance energy recovery. Utilization of solar energy in desalination is also emerging.