নতুন ডিস্যালাইনেশন প্রযুক্তি বিশ্বব্যাপী জলের অভাব কমায়

ডিস্যালিনেশন: সমুদ্রকে পানীয় জলে পরিণত করা

আপনি কি কখনও কল্পনা করেছেন যে আপনার কলটি চালু করার পরে নদী বা হ্রদ থেকে নয়, বিশাল সমুদ্র থেকে আসা জল পাওয়া যাবে? জনসংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে এবং পরিবেশগত পরিবর্তনগুলি দ্রুত হওয়ার কারণে, মিঠা পানির সংস্থানগুলি ক্রমশ দুষ্প্রাপ্য হয়ে উঠছে। বিশ্বজুড়ে পানির অভাবের সম্ভাব্য সমাধান হিসাবে ডিস্যালিনেশন প্রযুক্তি আবির্ভূত হচ্ছে। তবে কীভাবে সমুদ্রের জল পানযোগ্য জলে রূপান্তরিত হয়? বর্তমান প্রধান প্রযুক্তিগুলি কী কী? এবং এই গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়ার ভবিষ্যৎ কী?

এর মূল অংশে, ডিস্যালিনেশন হল পানীয় জলের মান পূরণ করার জন্য সমুদ্রের জল থেকে লবণ অপসারণের প্রক্রিয়া। এই "বিপরীত পরিশোধন" উচ্চ-লবণাক্ততাযুক্ত সমুদ্রের জলকে কম-লবণাক্ততাযুক্ত মিঠা জলে রূপান্তরিত করে। ধারণাটি সহজ মনে হলেও, প্রক্রিয়াটি পদার্থবিদ্যা, রসায়ন এবং উপাদান বিজ্ঞানের একটি উল্লেখযোগ্য সংযোগ উপস্থাপন করে।

আধুনিক ডিস্যালিনেশনের উৎস দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের দিকে ফিরে যায়। ১৯৫২ সালে, মার্কিন কংগ্রেস স্যালিন ওয়াটার অ্যাক্ট পাস করে, যা ডিস্যালিনেশন প্রযুক্তি বিকাশের জন্য ফেডারেল সহায়তা প্রদান করে। কয়েক দশক অগ্রগতির পর, ডিস্যালিনেশন ক্রমশ সাশ্রয়ী হয়ে উঠেছে, যা এটিকে পৌরসভা, শিল্প ও বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রতিযোগিতামূলক করে তুলেছে।

একটি গুরুত্বপূর্ণ মুহূর্ত আসে ১৯৬১ সালে যখন আমেরিকার প্রথম প্রধান ডিস্যালিনেশন প্রদর্শনী কেন্দ্রগুলির মধ্যে একটি টেক্সাসের ফ্রিপোর্টে খোলা হয়। ডাউ কেমিক্যাল এবং ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ ইন্টেরিয়রের মধ্যে এই যৌথ প্রকল্পটি প্রতিদিন ১ মিলিয়ন গ্যালন (প্রায় ৩,৭৮৫ টন) মিঠা জল উৎপাদন করতে পারত। প্রেসিডেন্ট জন এফ কেনেডি ব্যক্তিগতভাবে হোয়াইট হাউস থেকে প্ল্যান্টটি চালু করেন এবং তাঁর ভাষণে ঘোষণা করেন: "বিশ্বের সবচেয়ে প্রচুর এবং সর্বনিম্ন মূল্যের প্রাকৃতিক সম্পদ—সমুদ্র—থেকে জলকে বাড়িঘর এবং শিল্পের জন্য উপযুক্ত জলে রূপান্তর করার আমাদের প্রচেষ্টা থেকে কোনো জল সম্পদ কর্মসূচির দীর্ঘমেয়াদী গুরুত্ব বেশি নয়। এই সাফল্য প্রতিবেশী, রাজ্য এবং জাতিগুলির মধ্যে তীব্র সংগ্রাম শেষ করতে পারে।"

কেনেডির কথা আজও প্রাসঙ্গিক। ডিস্যালিনেশন কেবল প্রযুক্তির চেয়েও বেশি কিছু উপস্থাপন করে—এটি জলের সংকট মোকাবিলা এবং বিশ্ব শান্তি ও উন্নয়নে সহায়তা করার আশা প্রদান করে।

ডিস্যালিনেশনের মৌলিক নীতিতে উচ্চ-লবণাক্ততাযুক্ত সমুদ্রের জলকে দুটি স্রোতে বিভক্ত করা জড়িত: কম-লবণাক্ততাযুক্ত মিঠা জল (উৎপাদিত জল) এবং অত্যন্ত ঘনীভূত ব্রাইন (বর্জ্য জল)। বর্তমান বিশ্বব্যাপী ডিস্যালিনেশন প্রযুক্তি দুটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত: তাপীয় পদ্ধতি এবং ঝিল্লি পদ্ধতি।

তাপীয় ডিস্যালিনেশন বাষ্প তৈরি করতে সমুদ্রের জলকে উত্তপ্ত করে, যা পরে মিঠা জলে ঘনীভূত হয়। এই প্রক্রিয়াটি প্রকৃতির জলচক্রের অনুকরণ করে তবে বৃহত্তর দক্ষতা এবং নিয়ন্ত্রণের সাথে। প্রধান তাপীয় পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• মাল্টি-স্টেজ ফ্ল্যাশ (এমএসএফ): সবচেয়ে পরিপক্ক তাপীয় প্রযুক্তি, এমএসএফ ধারাবাহিক "ফ্ল্যাশিং" এর মাধ্যমে কাজ করে। উত্তপ্ত সমুদ্রের জল ক্রমশ কম-চাপযুক্ত চেম্বারে প্রবেশ করে যেখানে অংশগুলি তাৎক্ষণিকভাবে বাষ্পীভূত হয়। ঘনীভূত বাষ্প মিঠা জলে পরিণত হয়। এমএসএফ নির্ভরযোগ্যভাবে বৃহৎ পরিমাণ জল পরিচালনা করে, তবে এর শক্তির চাহিদা উল্লেখযোগ্য।
• মাল্টি-ইফেক্ট ডিসটিলেশন (এমইডি): এমএসএফের মতো তবে বিভিন্ন চাপে একাধিক বাষ্পীভবনকারী ব্যবহার করে। একটি বাষ্পীভবনকারীর বাষ্প পরবর্তীটিকে উত্তপ্ত করে, যা শক্তি দক্ষতা উন্নত করে। এমইডি এমএসএফের চেয়ে কম শক্তির প্রয়োজন তবে আরও জটিল সরঞ্জাম জড়িত।
• ভ্যাপার কম্প্রেশন ডিসটিলেশন (ভিসিডি): বাষ্পের তাপমাত্রা এবং চাপ বাড়াতে বাষ্প কম্প্রেশন ব্যবহার করে, তারপর এই সংকুচিত বাষ্পকে সমুদ্রের জল গরম করতে ব্যবহার করে। প্রায়শই এমইডি-র সাথে মিলিত হয় বা রিসোর্টের মতো ছোট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

কার্যকর প্রমাণিত হলেও, তাপীয় পদ্ধতিগুলি এখনও শক্তি-নিবিড় এবং ব্যয়বহুল, প্রধানত মধ্যপ্রাচ্যের মতো শক্তি-সমৃদ্ধ অঞ্চলে ব্যবহৃত হয়।

ঝিল্লি পদ্ধতিগুলি আধা-প্রবেশযোগ্য ঝিল্লি ব্যবহার করে যা লবণকে বাধা দেয় যখন জলের অণুগুলিকে যেতে দেয়। দুটি প্রধান পদ্ধতি হল:

• ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস (ইডি) এবং ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস রিভার্সাল (ইডিআর): ভোল্টেজ-চালিত প্রক্রিয়া যা নির্বাচনী ঝিল্লির মাধ্যমে আয়ন সরিয়ে, মিঠা জলকে ব্রাইন থেকে আলাদা করে। প্রধানত লবণাক্ত জল পরিশোধনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• রিভার্স অসমোসিস (আরও): আজকের প্রভাবশালী ঝিল্লি প্রযুক্তি। আরও লবণকে বাধা দেয় এমন ঝিল্লির মাধ্যমে সমুদ্রের জলকে জোর করতে চাপ প্রয়োগ করে। মূল উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে:
  • অমেধ্য অপসারণের জন্য প্রি ট্রিটমেন্ট সিস্টেম
  • হাই-প্রেশার পাম্প (লবণাক্ত জলের জন্য ১৫০ psi, সমুদ্রের জলের জন্য ৮০০-১০০০ psi)
  • ঝিল্লি মডিউল
  • (স্পাইরাল-উন্ড বা ফাঁপা-ফাইবার ডিজাইন)

জল স্থিতিশীলতা এবং জীবাণুমুক্তকরণের জন্য পোস্ট-ট্রিটমেন্ট

আরও অগ্রগতি—উন্নত ঝিল্লি উপকরণ এবং শক্তি পুনরুদ্ধার ডিভাইস সহ—কার্যকরী খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করেছে। আধুনিক ঝিল্লিগুলি উচ্চতর জল প্রবাহ, আরও ভালো লবণ প্রত্যাখ্যান এবং দীর্ঘ জীবনকাল সরবরাহ করে। শক্তি পুনরুদ্ধার সিস্টেমগুলি আরও শক্তি খরচ ২৫-৩৫% কমাতে পারে।

বৈশ্বিক দৃশ্যপট: অগ্রগতি এবং চ্যালেঞ্জ

• ২০০০-এর দশকের গোড়ার দিকে, বিশ্বব্যাপী ডিস্যালিনেশন ক্ষমতা প্রতিদিন প্রায় ৭ বিলিয়ন গ্যালন (২৬.৫ মিলিয়ন টন) পৌঁছেছিল, যা তাপীয় এবং ঝিল্লি পদ্ধতির মধ্যে সমানভাবে বিভক্ত ছিল। ১৯৭২-১৯৯৯ সাল পর্যন্ত, ক্ষমতা বার্ষিক প্রায় ১২% বৃদ্ধি পেয়েছে। বর্তমানে, বিশ্বজুড়ে ৮,৬০০-এর বেশি ডিস্যালিনেশন প্ল্যান্ট কাজ করছে, যার মধ্যে প্রায় ২০% মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে—যে কোনও দেশের মধ্যে সর্বোচ্চ সংখ্যা, যদিও মোট ক্ষমতার দিক থেকে দ্বিতীয় স্থানে রয়েছে। এর প্রতিশ্রুতি সত্ত্বেও, ডিস্যালিনেশন উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়:
• খরচ: বিশেষ করে তাপীয় পদ্ধতির জন্য, বৃহত্তর গ্রহণের জন্য খরচ কমানো অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
• শক্তি ব্যবহার: উচ্চ শক্তির চাহিদা, বিশেষ করে তাপীয় প্রক্রিয়ার জন্য, দক্ষতা উন্নত করা প্রয়োজন।
• পরিবেশগত প্রভাব: ব্রাইন স্রাব যথাযথভাবে পরিচালনা না করা হলে পরিবেশগত ঝুঁকি তৈরি করে।

দূষক জমা হওয়া আরও কর্মক্ষমতা হ্রাস করে এবং ঝিল্লির জীবনকাল কমায়।

• ভবিষ্যত: উদ্ভাবন-চালিত সমাধান উন্নয়নগুলি বেশ কয়েকটি মূল প্রবণতার দিকে ইঙ্গিত করে:
• উন্নত ঝিল্লি উপকরণ: বৃহত্তর প্রবাহ, লবণ প্রত্যাখ্যান এবং ফাউলিং প্রতিরোধের সাথে ঝিল্লি তৈরি করা।
• উন্নত শক্তি পুনরুদ্ধার: ব্রাইন স্ট্রিম থেকে শক্তি পুনরুদ্ধার করে এমন সিস্টেমগুলিকে উন্নত করা।
• ব্রাইন ব্যবস্থাপনা: নিরাপদ, আরও কার্যকর ব্রাইন ট্রিটমেন্ট পদ্ধতি তৈরি করা।

নবায়নযোগ্য সংহতকরণ: