منابع آبی سالم و تمیز بسیار محدود شده و بشر با مشکلات مختلفی در زمینه کمبود آب دست و پنجه نرم می‌کند. نوآوری در فناوری‌های جدید راه‌کار مناسبی برای بیرون رفتن از این چالش‌ها به شما می‌آید.
۱۰ زمینه توسعه نوآوری در فناوری‌های آب
در این مقاله سعی داریم ۱۰ زمینه نوآوری در صنعت آب را معرفی کنیم. این زمینه‌ها برگرفته شده از چالش‌های بشر در استفاده از منابع نامحدود آب است. این زمینه‌ها علاوه بر کمک بشر به توسعه و استفاده بهتر از منابع آبی، قادر هستند رشد اقتصادی را هم با خود به همراه داشته باشند.
۱. تبدیل و بازیابی انرژی
بسیاری از زیرساخت‌های آب و فاضلاب زمانی ساخته شده‌اند که انرژی هزینه بسیار پایینی داشت، بنابراین هیچ‌گونه سرمایه گذاری بر روی بازده انرژی یا تولید انرژی انجام نشده است. در کنار این موضوع سیستم‌های آبیاری کشاورزی نیز می‌توانند به گونه‌ای دوباره طراحی شوند که بازده انرژی افزایش یابد.
۲. بازیابی مواد مغذی
فسفر و نیتروژن اضافی عمده مواد آلاینده کننده آب هستند. تجهیزات تصفیه فاضلاب، فعالیت‌های کشاورزی، طغیان آبراه‌ها و سیستم دامداری، عمده منابع ورود مواد مغذی به بعنوان آلاینده به آب‌های سطحی و زیرزمینی هستند.
این آلاینده‌های موجود در آب احتمال ابتدا به بیماری‌های خطرناک و آثار مخرب زیست محیطی همچون صدمه به درختان و آب‌های آشامیدنی غیرسالم را افزایش می‌دهند.
در این بین استفاده از فناوری‌های نوین در بازیابی و تصفیه مواد مغذی می‌تواند کمک بسزایی در حل این مشکلات کند. امروزه توسعه این فناوری‌ها به دلیل پیچیدگی، مصرف انرژی بیشتر و هزینه‌های بالاتر بسیار کند شده است. فناوری‌های جدید نیاز دارند که علاوه برکاهش و بازیابی مواد مغذی، هزینه تمام شده کمتری نیز داشته باشند.
۳. توسعه زیرساخت‌های صنعت آب
قدیمی‌بودن زیرساخت‌ها از چالش‌های اصلی تصفیه خانه‌ها در آینده خواهد بود. تحقیقات گسترده‌ای بر روی ارزیابی شرایط لوله‌های قدیمی، تکنیک‌های تعویض لوله و جنس آن‌ها انجام شده است. ما به تکنیک‌هایی مثل شناسایی از راه دور برای یافتن محل لوله‌ها و ارزیابی وضعیت آن‌ها و نیز روش‌های تعویض غیرقهری لوله‌ها نیاز داریم.
یکی از راه‌کارهای اساسی برای جبران کمبود آب در دنیا بازسازی و بهبود زیرساخت‌های انتقال، تصفیه و نگهداری آب است. رویکرد ساخت و بهبود زیرساخت‌های جدید برای استفاده بهتر از منابع آب طبیعی مثل سیلاب‌ها و استفاده مجدد از آب مصرفی می‌تواند به تامین آب کمک بسزایی بکند.
توسعه زیرساخت‌های صنعت آب
۴. تبدیل و استفاده مجدد از آب
با رشد روز افزون جمعیت در دنیا و افزایش تقاضا برای آب، بشر به دنبال راه‌هایی است که منابع در دسترس بیشتری برای ادامه زندگی فراهم کند. حجم محدود منابع آب و افزایش تقاضا باعث شده تا بشر نسبت به نحوه مصرف آب و همچنین استفاده از آب مصرف شده دقت بیشتری کند.
یکی از راه‌های تامین آب استفاده مجدد از آب‌های مصرف شده است. توجه به این منبع بعنوان یک منبع با ارزش باعث شده تا فناوری‌های مرتبط با بازگردانی آب به چرخه مصرف بسیار اهمیت پیدا کنند. بسته به نوع آب مصرفی اعم از آبیاری کشاورزی، مصرف صنعتی و یا مصرف شهری، فناوری بازیابی می‌تواند متفاوت باشد.
نکته حائز اهمیت در اینست که بازیابی مجدد آب باعث می‌شود تا میزان برداشت از منابع آبی کنونی به شدت کاهش یابد.
۵. کاهش هزینه و توسعه روش‌های مانیتور کردن آب
یکی از پارامترهای تاثیر گذار در مدیریت درست آب داشتن داده‌های دقیق و لحظه‌ای است. فناوری‌های جدید مانیتور کردن و حسگر‌ها می‌تواند شرایط مناسبی را برای دسترسی به چنین اطلاعات و داده‌هایی را فراهم کند.
فناوری سنسورهای آنالیز کیفیت آب، فناوری‌های کنترل سیستم انتقال و … همه می‌توانند با در اختیار گذاشتن اطلاعات دقیق و به موقع به استفاده بهینه از منابع آب کمک کنند.
۶. بهبود سیستم‌های تصفیه آب نوشیدنی کوچک
سیستم‌های تامین آب آشامیدنی کوچک بسیار ایمن بوده و برای تامین آب قابل اعتماد هستند. این سیستم‌ها می‌توانند به تامین آب در مناطق مختلف شهری و روستایی کمک شایانی کنند. اما استفاده از این سیستم‌ها با مشکلاتی همراه است:
- ظرفیت تولید آب این سیستم‌ها نسبت به جمعیت مناطق کوچک بسیار کمتر است.
- هزینه تمام شده برای ساخت و راه‌اندازی این سیستم‌ها بسیار بالا است.
- زیرساخت‌های این سیستم‌ها در بعضی از مناطق بسیار قدیمی‌هستند.
فناوری‌های جدید می‌توانند با هدف قرار دادن این مشکلات نسبت به رفع آن‌ها برآیند تا بتوان از این سیستم‌ها بیشتر استفاده کرد.
۷. کاهش مصرف آب در تولید انرژی
هر ساله مقدار زیادی از آب صرف تولید انرژی می‌شود. مقدار عمده آب مصرفی در تولید انرژی صرف خنک کردن سیستم‌ها ترموالکتریک، تولید سوخت‌های زیستی، استخراج نفت، گاز و زغال سنگ می‌شود.
علاوه بر این‌ها مقدار زیادی آب آلوده شده در اثر استفاده از این سیستم‌ها خارج می‌شود که می‌تواند مشکلات مختلفی با خود به همراه داشته باشد.
فناوری‌های جدید می‌توانند علاوه بر بهبود کیفیت آب خروجی از سیستم‌های تولید انرژی، مقدار آب مصرفی در تولید انرژی را بهینه کنند.
بعنوان مثال استفاده مجدد از آب‌های مصرف شده در سیستم‌های تولید نفت و گاز می‌تواند بحران کمبود آب در مناطقی که دسترسی به آب تمیز در آن‌ها سخت است را کمتر کند.
کاهش مصرف آب در تولید انرژی
۸. بهبود انعطاف پذیری زیرساخت‌های آب و تاثیر آن‌ها بر تغییرات زیست محیطی
با توجه به تغییرات طبیعت، توزیع آب در محیط زیست نیز تغییر پیدا کرده است. برای مدیریت بهتر منابع آبی لازم است که زیرساخت‌های تامین و توزیع آب نیز متناسب با این تغییرات، تغییر کند.
با توجه به اینکه تغییرات آب و هوایی می‌تواند در سال‌های مختلف متفاوت باشد، فناوری‌های جدید باید به گونه‌ای توسعه پیدا کنند که بتوانند با این تغییرات به صورت متناسب تغییر کنند.
۹. بهبود دسترسی به آب آشامیدنی
با وجود ظهور فناوری‌های پیشرفته در دنیای امروز، همچنان میلیون‌ها نفر در دنیا از کمبود و نبود آب آشامیدنی سالم بعنوان یک نیاز اساسی زندگی، رنج می‌برند.
در حال حاضر حدود ۱/۱ میلیارد نفر از انسان‌های کره زمین به آب سالم دسترسی نداشته و حدود ۷/۲ میلیارد نفر کمبود آب دارند. فناوری‌های جدید می‌توانند به تامین آب سالم و آشامیدنی کمک بسزایی بکنند.
دسترسی به آب آشامیدنی
۱۰. بهبود کیفیت آب اقیانوس‌ها و سایر منابع آبی
کیفیت آب رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آب‌های ساحلی به گونه‌ای است که تنها می‌توان مقداری محدودی از آن‌ها را برای مصارف مورد نظر استفاده کرد؛ مصارفی همچون تامین آب آشامیدنی، محافظت از اکوسیستم، استخر و شست و شو. همچنین آب‌های زیر زمینی و اقیانوس‌ها در اثر توسعه صنعتی دچار آلودگی شده‌اند.
نوآوری‌های جدید می‌توانند برای بهبود و حفظ سلامت آب‌ها کمک شایانی کنند. با استفاده از فناوری‌های جدید می‌توان ورود آلاینده‌ها به منابع مختلف آبی را کنترل و کاهش داد.
واتک اولین مرکز شتاب دهی حوزه آب، می‌باشد که به صورت تخصصی با کمک متخصصین و صاحب نظران این حوزه بستری را برای پرورش و تجاری سازی ایده‌های خلاقانه و نوآورانه حوزه آب فراهم کرده است.