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विलवणन

विलवणीकरण (अंग्रेजी: desalination; डिसेलिनेशन या डिसेलिनाइज़ेशन) उन कई प्रक्रियाओं को संदर्भित करता है जो पानी से नमक तथा दूसरे खनिजों को निकालती हैं। साधारणतया, लवण व खनिजों को हटाने की प्रक्रिया भी विलवणीकरण कहलाती है,[1] जैसे मृदा विलवणीकरण[2]

स्किमैयिक ऑफ़ अ मल्टी-स्टेज फ्लैश डिसेलिनेटरA - स्टीम इनB - सीवॉटर इनC - पोटेबल वॉटर आउटC - वेस्ट आउटइ - स्टीम आउटF - हिट एक्सचेंजG - कन्डेंसेशन कलेक्शनH - ब्राइन वॉटर

खारे पानी को मीठे पानी में बदलने के लिए डिसेलिनेशन किया जाता है ताकि यह मानव खपत या सिंचाई के लिए उपयुक्त बना रहे. कभी कभी इस प्रक्रिया द्वारा खाने वाला नमक एक सह-उत्पाद के रूप में बनता है। इसका प्रयोग समुद्री जहाज़ों और पनडुब्बियों में किया जाता है। उन क्षेत्रों में जहां ताज़े पानी की उपलब्धता सीमित है या हो रही है, वहां सस्ते ढंग से ताज़े पानी को उपलब्ध कराने के लिए आजकल डिसेलिनेशन पर ध्यान केन्द्रित किया जा रहा है।

बड़े पैमाने पर डिसेलिनेशन के लिए आम तौर पर अधिक मात्रा में ऊर्जा के साथ, विशेष बुनियादी सुविधाओं की आवश्यकता पड़ती है, जिससे इसकी लागत नदियों अथवा भूमि से प्राप्त ताज़े जल की तुलना में अत्यधिक बढ़ जाती है।[3]

दुनिया का सबसे बड़ा डिसेलिनेशन संयंत्र संयुक्त अरब अमीरात में जेबेल अली संयंत्र (चरण 2) है। यह एक दोहरे उद्देश्य वाली इकाई है जो मल्टी स्टेज फ़्लैश आसवन का प्रयोग करती है और प्रति वर्ष 300 मिलियन घन मीटर पानी का उत्पादन करने में सक्षम है। इसकी तुलना में संयुक्त राज्य अमेरिका का सबसे बड़ा डिसेलिनेशन संयंत्र टेम्पा बे, फ्लोरिडा में है और टेम्पा बे वाटर द्वारा संचालित है, जिसने दिसम्बर 2007 में प्रति वर्ष 34.7 मिलियन घन मीटर जल का डिसेलिनेशन शुरू किया।[4] टेम्पा बे संयंत्र, जेबेल अली डिसेलिनेशन प्लांट के 12 % उत्पादन पर ही संचालित हो रहा है 17 जनवरी 2008 को, वॉल स्ट्रीट जर्नल के एक लेख में लिखा था, "अंतर्राष्ट्रीय डिसेलिनेशन एसोसिएशन के अनुसार, दुनिया भर में 13,080 डिसेलिनेशन संयंत्र प्रति दिन 12 बिलियन गैलन से अधिक पानी का उत्पादन करते हैं।"[5]


एक विशिष्ट रिवर्स ऑस्मोसिस डिसेलिनेशन संयंत्र की योजना

पद्धतियाँ

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इन संयंत्रों में प्रयुक्त होने वाली पारंपरिक प्रक्रिया निर्वात आसवन है - अनिवार्य रूप से कम वायुमंडलीय दबाव में पानी को उबालते हैं और इस प्रकार सामान्य से कहीं कम तापमान प्राप्त होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि द्रव तभी उबलता है जब वाष्प दबाव आस पास के दबाव के बराबर हो जाता है और वाष्प दबाव तापमान के साथ और बढ़ जाता है। इस प्रकार, कम तापमान के कारण, ऊर्जा की बचत की जाती है। मल्टी-स्टेज फ़्लैश आसवन, जो एक अग्रणी आसवन विधि है, वह 2004 में विश्व के कुल 85 % उत्पादन के लिए उत्तरदायी थी।[6]

 
बार्सिलोना, स्पेन में रिवर्स ऑस्मोसिस डिसेलिनेशन संयंत्र

डिसेलिनेशन के लिए प्रमुख प्रतिस्पर्धी प्रक्रियाएं, रिवर्स ऑस्मोसिस प्रोद्योगिकी द्वारा मेम्ब्रेन का प्रयोग करती हैं।[उद्धरण चाहिए] मेम्ब्रेन प्रक्रियाएं पानी से नमक निकालने के लिए अर्ध-अभेद्य मेम्ब्रेन तथा दबाव का प्रयोग करती हैं।[उद्धरण चाहिए] रिवर्स ऑस्मोसिस संयंत्र मेम्ब्रेन प्रणाली आम तौर पर थर्मल आसवन से कम ऊर्जा का प्रयोग करते हैं, जिससे पिछले एक दशक में सम्पूर्ण डिसेलिनेशन लागत में कमी आई है। हालांकि डिसेलिनेशन ऊर्जा सघन ही रहेगा, तथा भविष्य की लागत ऊर्जा तथा डिसेलिनेशन तकनीक, दोनों पर निर्भर करेगी.[उद्धरण चाहिए]

महत्त्व और आलोचना

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कोजेनरेशन

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कोजेनरेशन एक ऐसी प्रक्रिया है, जिसमें बिजली के उत्पादन में उत्पन्न होने वाली अतिरिक्त ऊर्जा को किसी और कार्य को पूरा करने के लिए उपयोग में लाया जाता है। डिसेलिनेशन के परिप्रेक्ष्य में, कोजेनरेशन में समुद्री जल या खारे भूजल को एक एकीकृत या "दोहरे उद्देश्य" वाली इकाई द्वारा पीने योग्य पानी में परिवर्तित किया जाता है, जिसमें डिसेलिनेशन प्रक्रिया के लिए बिजली संयंत्र को एक ऊर्जा स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। इकाई का ऊर्जा उत्पादन पूरी तरह से पीने योग्य पानी को समर्पित हो सकता है (अकेली इकाई), या अतिरिक्त ऊर्जा का उत्पादन किया जा सकता है और इसे ऊर्जा ग्रिड में प्रयुक्त किया जा सकता है (एक मूल कोजेनरेशन इकाई). कोजेनरेशन के विभिन्न प्रकार हैं और सिद्धांततः ऊर्जा उत्पादन के किसी भी प्रकार का इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, अधिकांश वर्तमान और भावी कोजेनरेशन डिसेलिनेशन संयंत्र अपनी ऊर्जा के स्रोत के रूप में जीवाश्म ईंधन या परमाणु शक्ति का प्रयोग करते हैं। अधिकांश संयंत्र मध्य पूर्व या उत्तरी अफ्रीका में उनके पेट्रोलियम संसाधनों तथा कर मुक्त छूट (सब्सिडी) के कारण स्थित हैं। दोहरे उद्देश्य वाली इकाईयों का लाभ यह है कि वे ऊर्जा की खपत में अधिक कुशल हो सकती हैं, जिससे कम पानी वाले क्षेत्रों में पीने के पानी के लिए डिसेलिनेशन एक अधिक व्यवहार्य विकल्प बन जाता है।[7][8]

 
शेवचेंको BN350 एक न्यूक्लियर हीटेड डिसेलिनेशन यूनिट है

26 दिसम्बर 2007 को द अटलांटा जर्नल- कॉन्स्टीट्यूशन के राय स्तम्भ (opinion column) में जॉर्जिया टेक में परमाणु तथा रेडियोधर्मी इंजीनियरिंग के एक प्रोफ़ेसर नोलन हर्टेल ने लिखा,"... परमाणु रिएक्टरों का इस्तेमाल किया जा सकता है।.. बड़ी मात्रा में पीने के पानी का उत्पादन करने के लिए. इस प्रक्रिया को पहले से ही दुनिया भर में, भारत से ले कर जापान तथा रूस में प्रयोग में लाया जा रहा है। अकेले जापान में ही डिसेलिनेशन संयंत्रों से जुड़े आठ परमाणु रिएक्टर काम कर रहे हैं ... परमाणु डिसेलिनेशन संयंत्र बड़ी मात्रा में पीने के पानी का स्रोत हो सकते हैं जिसे पाइपलाइन द्वारा सीमा के अन्दर मीलों दूर तक पहुंचाया जा सकता है।.. "[9][10]

इसके अलावा, दोहरे उद्देश्य वाली इकाइयों में मौजूदा रुझान संकर विन्यास (हाइब्रिड कन्फिगरेशन) है जिसमें आरओ (RO) डिसेलिनेशन घटक से चूने को थर्मल डिसेलिनेशन से प्राप्त अर्क से मिलाया जाता है। असल में, दो या अधिक डिसेलिनेशन प्रक्रियाओं के साथ बिजली उत्पादन द्वारा जोड़ा जाता है। ऐसी इकाईयां पहले से ही सऊदी अरब के जेद्दा तथा यान्बू में कार्यान्वित की जा चुकी हैं।[11]

अमेरिकी सेना का एक विशेष विमान वाहक परमाणु शक्ति का उपयोग करके प्रतिदिन 400,000 गैलन (अमेरिकी गैलन) या 1514 घन मीटर पानी से नमक निकालता है।[12]

अर्थशास्त्र

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डिसेलिनेशन के लिए पूंजी तथा परिचालन लागत को निर्धारित करने वाले कई कारक हैं: क्षमता और इकाई का प्रकार, स्थान, कच्चा पानी, श्रम, ऊर्जा, वित्त पोषण और सघन पानी का निपटान. डिसेलिनेशन संयंत्र अब दबाव, तापमान और पानी की निकासी के लिए नमकीन सांद्रता के अनुकूलन का नियंत्रण कर सकते हैं। बड़े पैमाने पर परमाणु शक्ति से चलने वाले डिसेलिनेशन अधिक किफायती हो सकते हैं।[13][14]

जबकि ध्यान देने योग्य बात है कि लागत कम हो रही है और आम तौर पर समृद्ध क्षेत्र, जो कि महासागरों के निकट हैं, के लिए प्रौद्योगिकी आम तौर पर सकारात्मक है, एक अध्ययन का तर्क है कि "कम पानी वाले कुछ क्षेत्रों के लिए डिसेलिनेशन एक समाधान हो सकता है, किन्तु गरीब, महाद्वीप के आंतरिक भागों में स्थित, या अधिक ऊंचाई पर स्थित स्थानों के लिए यह समाधान नहीं है। और दुर्भाग्य से, इन स्थानों में, ऐसे कुछ स्थान भी शामिल हैं, जहां पानी की विकट समस्याएं हैं और "वास्तव में, 2000 मीटर तक पानी चढ़ाने या 1600 किमी तक पानी भेजने की लागत डिसेलिनेशन की लागत के बराबर है। इस प्रकार, डिसेलिनेशन की तुलना में कहीं और से ताज़ा पानी ढो कर लाना अधिक किफायती हो सकता है। समुद्र से दूर स्थानों में, जैसे नई दिल्ली, या मेक्सिको सिटी जैसे ऊंचे स्थानों में, उच्च परिवहन दर से डिसेलिनेशन लागत बढ़ेगी. डिसेलिनेटेड पानी उन स्थानों पर भी महंगा है जो समुद्र से दूर होने के साथ साथ ऊंचाई पर भी हैं जैसे रियाद और हरारे. कई स्थानों में, परिवहन लागत की बजाए डिसेलिनेशन प्रक्रिया अधिक महंगी है, इसलिए बीजिंग, बैंकॉक, ज़रागोज़ा, फीनिक्स और, जाहिर तौर पर त्रिपोली जैसे तटीय शहरों में यह प्रक्रिया अपेक्षाकृत कम खर्चीली होगी."[15] जुबेल, सउदी अरब में डिसेलिनेशन के बाद 200 मील (320 कि॰मी॰), पाइप लाइन के माध्यम से पानी को रियाद राजधानी क्षेत्र में पम्प किया जाता है।200 मील (320 कि॰मी॰) तटीय शहरों के लिए, डिसेलिनेशन को तेजी से एक अप्रयुक्त और असीमित पानी के स्रोत के रूप में देखा जा रहा है।

फिर भी, डिसेलिनेशन में पानी की रिसाइकिलिंग और टूटे हुए मूलभूत आवश्यक तत्व पर ध्यान नहीं दिया जाता. [उद्धरण चाहिए] फाउन्टेन वैली, सीए (CA), फेयरफैक्स, वीए (VA), एल पासो, टीएक्स (TX) तथा स्कॉट्सडेल, एजेड (AZ) में पानी का फिर से उपयोग किया जाता है। यह प्रक्रिया डिसेलिनेशन का एक विकल्प है जिसमे नमक की कम मात्रा के कारण 50% कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह डिसेलीनेटेड समुद्री पानी की तुलना में 30% कम लागत पर उपभोक्ताओं के लिए ताज़े पानी का उत्पादन करता है, समुद्री जीवन और पारिस्थितिकी प्रणालियों को नुकसान पहुंचाए बिना, जो डिसेलिनेशन संयंत्रों के लिए सामान्य चीज़ है। [उद्धरण चाहिए]

इज़रायल US$ 0.53 प्रति घन मीटर की लागत से पानी का डिसेलिनेशन कर रहा है।[16] सिंगापुर US$ 0.49 प्रति घन मीटर की लागत से पानी का डिसेलिनेशन कर रहा है।[17] विकसित देशों में कई बड़े तटीय शहर, पानी की आपूर्ति के अन्य विकल्पों की तुलना में कम लागत के कारण समुद्री पानी के डिसेलिनेशन की व्यवहारिकता पर विचार कर रहे हैं, जिसमे वर्षा का पानी एकत्रित करने वाली टंकियों की अनिवार्य स्थापना या लहरों से पानी एकत्रित करने के लिए बुनियादी ढांचे के विकास का विकल्प शामिल हो सकता है। अध्ययनों ने [उद्धरण चाहिए] यह दिखाया है कि पीने के लिए बड़े पैमाने पर रीसाइकल पानी की बजाए डिसेलिनेशन विकल्प अधिक सस्ता है और सिडनी में वर्षा का पानी एकत्रित करने वाली टंकियों की अनिवार्य स्थापना करने या लहरों से पानी एकत्रित करने के लिए बुनियादी ढांचे का विकास करने जैसे कहीं महंगे विकल्पों की तुलना में बेहद सस्ता है। 2006 से ही पर्थ शहर सफलतापूर्वक रिवर्स ऑस्मोसिस सीवाटर डिसेलिनेशन प्लांट का परिचालन कर रहा है[18] और पश्चिमी ऑस्ट्रेलियाई सरकार ने घोषणा की है कि शहर की जरूरतों को पूरा करने के लिए दूसरे संयंत्र का निर्माण किया जाएगा. एक डिसेलिनेशन संयंत्र ऑस्ट्रेलिया के सबसे बड़े शहर सिडनी में बनाया जा रहा है[19], तथा वोंथाग्गी, विक्टोरिया में वोंथाग्गी डिसेलिनेशन संयंत्र एक प्रस्तावित इकाई है।

पर्थ डिसेलिनेशन संयंत्र को आंशिक रूप से ईएमयू डाउंस विंड फार्म से प्राप्त अक्षय ऊर्जा द्वारा संचालित किया जा रहा है।[20] सिडनी संयंत्र पूरी तरह से अक्षय स्रोतों से संचालित किया जाएगा,[21] जिससे पर्यावरण के लिए हानिकारक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन समाप्त हो जाएगा, जो तकनीक की ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए समुद्री पानी के डिसेलिनेशन के खिलाफ दिया जाने वाला एक आम तर्क है। बिजली से चलने वाली डिसेलिनेशन संयंत्रों के लिए अक्षय ऊर्जा की खरीद या उत्पादन से स्वाभाविक रूप से पूंजी/या डिसेलिनेशन की संचालन लागत में वृद्धि होती है। हालांकि, पर्थ और सिडनी के हाल के अनुभव इंगित करते हैं कि लोगों को अतिरिक्त लागत स्वीकार्य है, क्योंकि तब शहर तर्क दे सकता है कि यह आसपास के पर्यावरण को हानि पहुंचाए बिना होने वाली पानी की आपूर्ति है। क्वींसलैंड राज्य सरकार ने हाल ही में घोषणा की कि गोल्ड कोस्ट डिसेलिनेशन संयंत्र पूरी तरह से अक्षय स्रोतों से संचालित किया जाएगा, जिससे पर्यावरण को कम क्षति होगी, जिससे यह पर्थ और सिडनी में संचालित होने वाले प्रमुख संयंत्रों के समान काम करेगा.

दिसम्बर 2007 में दक्षिण ऑस्ट्रेलियाई सरकार ने घोषणा की कि वह पोर्ट स्टानवाक, एडिलेड शहर, ऑस्ट्रेलिया में एक समुद्री डिसेलिनेशन के लिए संयंत्र का निर्माण करेगी. डिसेलिनेशन संयंत्र के लिए वित्त की व्यवस्था पानी की कीमतें बढ़ा कर वसूल की जायेगी. [2] [3] एक ऑनलाइन, अवैज्ञानिक सर्वेक्षण से पता चला कि डिसेलिनेशन के लिए पानी की बढ़ी हुई दरों के पक्ष में लगभग 60% वोट पड़े. [4]

17 जनवरी 2008 के वाल स्ट्रीट जर्नल के लेख में लिखा है, " नवंबर में कनेक्टिकट में स्थित रीसाइकल रिसोर्सेस कोर्प. ने 300 मिलियन US$ की लागत से बनने वाले डिसेलिनेशन संयंत्र के लिए सैन डिएगो के उत्तर में, कार्ल्सबड में प्रमुख विनियामक अनुमोदन प्राप्त किया है। प्रति दिन 50 मिलियन [अमेरिकी] गैलन [190000 घन मीटर] ताज़े पानी का उत्पादन करके, यह इकाई पश्चिमी गोलार्द्ध में सबसे बड़ी होगी, जो लगभग 100000 घरों को आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त होगा... उन्नत प्रौद्योगिकी के कारण पिछले एक दशक में डिसेलिनेशन की लागत आधी रह गई है, जिससे प्रतिस्पर्धा और अधिक बढ़ गई है।.. पीसाईडन की योजना प्रति एकड़ फुट [1200 घन मीटर] लगभग 950 US$ की लागत से पानी बेचने की है। यह प्रति एकड़ फुट [1200 घन मीटर] US$700 की तुलना में है जो वर्तमान में पानी के लिए स्थानीय एजेंसियां भुगतान करती हैं।" [5] $1000 प्रति एकड़ फुट का अर्थ है 1000 गैलन के लिए $3.06 जो पानी को मापने की इकाई है जिसके अनुसार आवासीय उपयोगकर्ता पानी का बिल प्राप्त करते हैं।[6][7].

हालांकि इस विनियामक बाधा को पार कर लिया गया था, किन्तु केलिफोर्निया के क़ानून के अनुसार, डाले जाने वाले पाइपों से होने समुद्री जीवन की क्षति का शमन किए बिना, मिटिगेशन परियोजना के अंतिम अनुमोदन तक, पीसाईडन रिसोर्सेस कार शुरू करने में समर्थ नहीं है। पीसाईडन रिसोर्सेस ने टेम्पा बे डेसल, 2001 में टेम्पा बे, फ्लोरिडा के डिसेलिनेशन संयत्र के असफल प्रयास के बावजूद कार्ल्सबेड, सीए (CA) में प्रगति की है। टेम्पा बे वाटर के बोर्ड निदेशक 2001 तीसरी बार परियोजना के असफल होने से बचाने के लिए पीसाईडन रिसोर्सेस से टेम्पा बे डेसल को खरीदने के लिए मजबूर हो गए। टेम्पा बे वाटर ने पांच साल तक इंजीनियरिंग समस्याओं का सामना किया है और 2007 में इसकी क्षमता का पूरा इस्तेमाल करने से पहले समुद्री जीवन में वृद्धि के कारण इसके रिवर्स ऑस्मोसिस फिल्टरों में फंसने में कारण 20% क्षमता का संचालन किया।[22]

9 मई 2008 को फ़ोर्ब्स के एक लेख के अनुसार, सैन लिएंड्रो केलिफोर्निया कंपनी ने कहा कि एनर्जी रिकवरी इंक US$0.46 प्रति घन मीटर की दर से पानी का डिसेलिनेशन कर रही है।[23]

5 जून 2008 को ग्लोब एंड मेल के एक लेख के अनुसार, ओटावा यूनिवर्सिटी के जोर्डन में जन्मे केमिकल इंजीनियरिंग डॉक्टरेट छात्र, मोहम्मद रसूल तैशा ने नई डिसेलिनेशन तकनीक का आविष्कार किया है जिससे वर्तमान तकनीक की तुलना में मेम्ब्रेन के प्रति वर्ग मीटर में 600% से 700% अधिक पानी का उत्पादन होता है। लेख के अनुसार जनरल इलेक्ट्रिक भी समान तकनीक पर विचार कर रही है और अमेरिका के राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन ने इस पर अच्छी तरह से अध्ययन करने के लिए मिशिगन यूनिवर्सिटी को अनुदान देने की घोषणा की है। चूंकि पेटेंट पर अभी भी काम हो रहा था, अतः लेख में इस प्रौद्योगिकी के बारे में बहुत अस्पष्ट विवरण दिया गया था।[24]

जबकि 1000 गैलन पानी के डिसेलिनेशन के लिए अधिक से अधिक $3 की लागत आ सकती है, इतनी ही मात्रा में बोतलबंद पानी की कीमत $7,945 है।[25]

पर्यावरण संबंधी

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समुद्री पानी के डिसेलिनेशन संयंत्रों का एक प्रमुख पर्यावर्णीय चिंतन का विषय खुले समुद्री पानी को पीने से होने वाला प्रभाव है,[उद्धरण चाहिए] विशेषकर जब ये बिजली के संयंत्रों के पास स्थित होते हैं। समुद्री पानी के संयंत्रों की कई प्रस्तावित शुरूआती योजनाएं समुद्री जीवन पर पड़ने वाले प्रभाव पर ध्यान देने की बजाए पीने से होने वाले प्रभाव पर निर्भर थीं।[उद्धरण चाहिए] संयुक्त राज्य अमेरिका में, स्वच्छ जल अधिनियम के अनुसार हाल ही में दिए गए अदालत के फैसले के अनुसार, प्लेंक्टन, मछली के अंडे और मछली लार्वा के रूप में समुद्री जीवन की मृत्यु दर को नब्बे प्रतिशत तक कम किए बगैर इस पानी को पीना व्यवहार्य नहीं है।[26] कई विकल्प उपलब्ध हैं, जिनमे समद्र तट पर स्थित कुएं शामिल हैं जो इन चिंताओं का निवारण करते हैं, किन्तु इनके लिए अधिक ऊर्जा तथा उच्च लागत की आवश्यकता होती है जबकि उत्पादन सीमित मात्रा में होता है।[27] अन्य पर्यावरणीय चिंताओं बिजली के संयंत्रों से होने वाला वायु प्रदूषण और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन शामिल है।

समुद्री पानी में वापस नमक मिलाने से होने वाले पर्यावरणीय प्रभाव को सीमित करने के लिए, इसे समुद्र में मिलने वाले पानी की अन्य धारा, जैसे किसी अपशिष्ट जल ट्रीटमेंट संयंत्र या बिजली के संयंत्र के में मिला कर कम नमकीन किया जा सकता है। हालांकि समुद्री जल विद्युत संयंत्र पानी से निकालने वाला ठंडा पानी अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र से निकलने वाले पानी जैसा मीठा नहीं होता, नमकीन पानी की लवणता फिर भी कम हो जाती है। अगर बिजली संयंत्र मध्यम से बड़े आकार तक का है और डिसेलिनेशन संयंत्र विशाल नहीं है, तो जाहिर है कि बिजली संयंत्र के ठन्डे पानी का प्रवाह, डिसेलिनेशन संयंत्र की तुलना में कहीं अधिक होगा. लवणता में वृद्धि को कम करने की एक अन्य विधि नमकीन पानी को एक बहुत बड़े क्षेत्र में फैलाना है ताकि खारेपन में केवल मामूली बढ़त हो. उदाहरण के लिए, एक बार नमकीन पानी युक्त पाइप लाइन समुद्र तल तक पहुंचती है, तो यह कई शाखाओं में विभाजित हो सकती है, जिसमें से प्रत्येक अपनी लम्बाई में स्थित छोटे छेदों के माध्यम से धीरे धीरे नमकीन पानी छोड़ सकती है। इस विधि को संयुक्त रूप से नमकीन पानी को बिजली के संयंत्र या अपशिष्ट जल संयंत्र से निकलने वाले पानी में मिला कर किया जा सकता है।

गाढे समुद्री पानी में पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुंचाने की क्षमता है, विशेष रूप से ऐसे समुद्री क्षेत्र जहां कम तलछट तथा उच्च वाष्पीकरण के कारण पहले से ही अत्यधिक खारापन है। ऐसे स्थानों के उदाहरणों में फारस की खाड़ी, लाल सागर और विशेष रूप से, एटोल के कोरल लैगून और दुनिया भर में स्थित अन्य उष्णकटिबंधीय द्वीप हैं।[उद्धरण चाहिए] क्योंकि लवणीय पानी उच्च मात्रा में घुले हुए पदार्थों की वजह से आसपास के समुद्री पानी से अधिक सघन होता है, इसे पानी के स्त्रोतों में छोड़ने का अर्थ पानी के स्रोत की पारिस्थितिकी को खतरे में डालना है क्योंकि नमकीन पानी डूब जाता है और पारिस्थितिकी को नुकसान पहुंचाने के लिए लंबे समय तक बना रहता है। सावधानी से पुनः शुरूआत इस समस्या को कम कर सकती है।[उद्धरण चाहिए] उदाहरण के लिए, 2007 में सिडनी में बनने वाले डिसेलिनेशन संयंत्र और समुद्री आउटलेट संरचनाओं के जल अधिकारियों ने कहा कि समुद्री आउटलेट समुद्र की अत्यधिक गहराई वाले स्थानों पर स्थित होंगे जो सघन पानी के फैलाव में इस प्रकार वृद्धि करेंगे कि आउटलेट बिन्दुओं के 50 से 75 मीटर के दायरे में इसमें और सामान्य समुद्री पानी में अंतर करना संभव नहीं होगा. सिडनी अपने समुद्र तट से दूर स्थित विशेष समुद्री परिस्थितियों के लिए भाग्यशाली है जो सघन सहउत्पादों को तेज़ी से कम कर देते हैं, जिससे पर्यावरण को होने वाला नुकसान कम हो जाता है।

2007 में, ऑस्ट्रेलिया के पर्थ में, क्विनना डिसेलिनेशन संयंत्र खोला गया था। समुद्र से पानी केवल प्रति सेकंड 0.1 मीटर की दर से खींचा जाता है, जो काफी धीमी गति होने के कारण मछली के बच कर निकलने के लिए पर्याप्त है। संयंत्र प्रति दिन लगभग 140,000 घन मीटर स्वच्छ पानी प्रदान करता है। [8]

पानी की आपूर्ति के अन्य विकल्पों की तुलना में डिसेलिनेशन

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जल संरक्षण करना और जल को कुशलता से उपयोग करना दुनिया के उन भागों में सबसे अधिक लागत प्रभावी प्राथमिकताएं हैं जहां पानी की क्षमता में सुधार करने की बड़ी संभावनाएं हैं।[28] पीने के पानी के लिए अपशिष्ट जल की अपेक्षा समुद्री पानी का उपयोग डिसेलिनेशन को प्रथम विकल्प के रूप में दर्शाता है, जबकि अपशिष्ट पानी को सिंचाई तथा उद्योगों में प्रयोग करने के कई लाभ हैं।[29] शहर से निकालने वाले और बरसाती पानी पर नियंत्रण उपचार, संरक्षण और भूजल का स्तर बढ़ाने में भी लाभदायक है।[30] अमेरिका के दक्षिण पश्चिम क्षेत्र और कैलिफोर्निया में डीसेलिनाइज़ेशन का एक प्रस्तावित विकल्प बड़े पोतों को पानी ढोने वाले वाहकों के रूप में परिवर्तित करके या पाइप लाइन के माध्यम से बड़ी मात्र में पानी का वाणिज्यिक रूप से आयात करना है। यह सुझाव कनाडा में राजनीतिक रूप से अलोकप्रिय है, जहां सरकारें नोर्थ अमेरिकन फ्री ट्रेड एग्रीमेंट (नाफ्टा/NAFTA) के 11वें अध्याय के तहत 1999 में सन बेल्ट वाटर इंक द्वारा दायर किये गए मुकदमे के कारण, बड़ी मात्रा में पानी के निर्यात पर व्यापारिक प्रतिबंध लगाने के लिए जूझ रही हैं, कम्पनी सांता बारबरा, केलिफोर्निया में उस क्षेत्र में पड़ने वाले भयंकर सूखे के कारण स्थानीय जरूरतों को पूरा करने के लिए 1990 में स्थापित हुई थी। सन बेल्ट एक वेबसाईट चलती है जहां विवाद से संबंधित दस्तावेज़ ऑनलाइन पोस्ट किये गए हैं।[31]

प्रायोगिक तकनीकें और अन्य विकास

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अतीत में, विभिन्न प्रकार की सफलताओं के साथ कई नयी डिसेलिनेशन तकनीकों की खोज की गई है। फॉरवर्ड ऑस्मोसिस जैसी कुछ अन्य अभी भी ड्राइंग बोर्ड पर हैं जबकि अन्यों ने अनुसंधान के लिए धन देने वालों को आकर्षित किया है। उदाहरण के लिए, डिसेलिनेशन के लिए ऊर्जा जरूरतों की भरपाई के लिए अमेरिकी सरकार व्यावहारिक सौर डिसेलिनेशन को विकसित करने पर काम कर रही है।

डिसेलिनेशन के नए सैद्धांतिक दृष्टिकोण के उदाहरण के एक रूप में, ऊर्जा की कुशलता को बढ़ने और लागत को कम करने पर ध्यान केन्द्रित करने के लिए पासरेल प्रक्रिया (Passarell Process) का उपयोग किया जा सकता है।[उद्धरण चाहिए]

अन्य प्रक्रियाओं में जियोथर्मल ऊर्जा का उपयोग शामिल है। पर्यावरण और आर्थिक दृष्टिकोण से, कई स्थानों पर मनुष्यों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए जीवाश्म भूजल या सतही जल के लिए जियोथर्मल डिसेलिनेशन को प्राथमिकता दी जा सकती है, क्योंकि कई क्षेत्रों में मौजूदा सतही और भूजल संसाधनों में पहले से ही गंभीर कमी आई है।

अमेरिका में हाल के अनुसंधान दर्शाते हैं कि पानी को छानने के लिए नैनोट्यूब मेम्ब्रेन अत्यधिक प्रभावी हो सकती है और पानी के डिसेलिनेशन की एक व्यवहार्य प्रक्रिया कर सकती है जिसमे रिवर्स ऑस्मोसिस की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होगी.[32]

पानी के डिसेलिनेशन के लिए बायोमिमेटिक मेम्ब्रेन को एक अन्य विधि के तौर पर देखा जा रहा है।[33]

23 जून 2008 को यह सूचना मिली थी कि सीमंस वाटर टेक्नोलॉजी ने समुद्री पानी पर बिजली का क्षेत्र लागू करने पर आधारित एक नई तकनीक विकसित की थी, जो एक घन मीटर पानी से नमक निकालने के लिए 1.5 kWh ऊर्जा की का प्रयोग करती थी, जो कि रिपोर्ट के अनुसार अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में आधी है।[34]

समुदी पानी को जमा (फ्रीज़) कर भी ताज़े पानी का उत्पादन किया जा सकता है, जैसा कि प्राकृतिक रूप से ध्रुवीय क्षेत्रों में होता है और इसे फ्रीज-थाव (freeze-thaw) डिसेलिनेशन के रूप में जाना जाता है।

एमएसएनबीसी (MSNBC) के मुताबिक, लक्स रिसर्च की एक रिपोर्ट के अनुमान के अनुसार, दुनिया भर में 2008 और 2020 के बीच डीसेलीनेटेड पानी की आपूर्ति तिगुनी हो जायेगी.[35]

निम्न ताप ऊष्मीय डिसेलिनेशन (लो टेम्प्रेचर थर्मल डिसेलिनेशन)

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लो टेम्प्रेचर थर्मल डिसेलिनेशन (LTTD) इस तथ्य का लाभ लेता है कि कम दबाव पर, यहां तक कि वातावरण के तापमान पर भी पानी उबलता है। प्रणाली में कम दबाव बनाने के लिए वैक्यूम पंप का उपयोग किया जाता है, एक ऐसा कम दबाव, कम तापमान का वातावरण, जिसमे 8 से 10 डिग्री के तापमान के उतर चढ़ाव के बीच पानी उबलता है। समुद्र की गहराई से अधिक से अधिक ठंडे पानी की आपूर्ति की जाती है 600 मीटर (2,000 फीट). इस ठंडे पानी को कॉइल के माध्यम से पानी के वाष्पों को संघनित करने के लिए पम्प किया जाता है। परिणामस्वरूप प्राप्त होने वाला पानी शुद्ध होता है। एलटीटीडी (LTTD) प्रक्रिया बिजली के संयंत्रों में उपलब्ध तापमान के उतार चढ़ाव का लाभ प्राप्त कर सकती है, जहां संयंत्र से बड़े पैमाने पर फ़ालतू गर्म जल की निकासी की जाती है, जिससे तापमान के उतार चढ़ाव को बनाये रखने के लिए ऊर्जा की खपत कम हो जाती है।[36]

एलटीटीडी (LTTD) को भारत के राष्ट्रीय महासागर प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआइओटी) द्वारा विकसित किया गया है। दुनिया का पहला एलटीटीडी (LTTD) संयंत्र 2005 में लक्षद्वीप समूह पर कवरत्ति में खोला गया था। आईएनआर/INR 50 मिलियन (€ 922,000) की पूंजी लागत के साथ संयंत्र की क्षमता 100000 लीटर/दिन है। संयंत्र गहरे पानी के 7 से 15 डिग्री सेल्सियस के तापमान का उपयोग करता है।[37] 2007 में, एनआइओटी ने चेन्नई के तट से हट कर 1 मिलियन लीटर/दिन की क्षमता के साथ एक तैरता हुआ प्रयोगात्मक एलटीटीडी (LTTD) संयंत्र खोला. एलटीटीडी (LTTD) की कार्यक्षमता को सिद्ध करने के लिए 2009 में एक छोटा संयंत्र उत्तरी चेन्नई के विद्युत् स्टेशन पर खोला गया था जहां पावर प्लांट का ठंडा जल उपलब्ध है।.[38][39][36]

थर्मो-आयोनिक प्रक्रिया

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अक्टूबर 2009 में, एक कनाडाई फर्म, साल्टवर्क्स टेक्नोलॉजी ने एक प्रक्रिया की घोषणा की जिसमे आयोनिक करंट उत्पन्न करने के लिए सौर तापीय या अन्य थर्मल हीट का प्रयोग किया जाता है जो पानी से सारे सोडियम और क्लोरीन आयन सोख लेता है।[40]

वर्तमान इकाईयां और निर्माणाधीन इकाईयां

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अबू धाबी, संयुक्त अरब अमीरात

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  • तावीलाह A1 पावर और डिसेलिनेशन संयंत्र प्रति दिन 385 मिलियन लीटर स्वच्छ पानी का उत्पादन करता है।
  • उम्म अल नार डिसेलिनेशन संयंत्र प्रति दिन 394 मिलियन लीटर स्वच्छ पानी का उत्पादन करता है।
  • फुजैरह F2, जो जुलाई 2010 तक पूरा होगा, की प्रति दिन की पानी उत्पादन क्षमता 492 मिलियन लीटर होगी (130 मिलियन गैलन).[41]

अरूबा

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अरूबा के द्वीप पर विशाल डिसेलिनेशन संयंत्र है जिसकी कुल स्थापित क्षमता प्रति दिन 42000 मीट्रिक टन (11.1 मिलियन गैलन या 42 x 103 m3) है।[42]

ऑस्ट्रेलिया

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पानी के उपयोग में वृद्धि तथा कम वर्षा के संयोजन ने ने ऑस्ट्रेलिया में राज्य सरकार को कई डिसेलिनेशन संयंत्र बनाने के लिए मजबूर कर दिया है, जिसमे हाल ही में सिडनी क्षेत्र में स्थापित कर्नेल डिसेलिनेशन संयंत्र भी शामिल है। जबकि डिसेलिनेशन राज्य सरकारों द्वारा पानी की आपूर्ति सुरक्षित करने के लिए अपनाया गया है, यह ऊर्जा की अत्यधिक खपत (~$ 140 ऊर्जा की मांग/मि.ली.) करता है और ऑस्ट्रेलिया के कोयला आधारित ऊर्जा उत्पादन के कारण अत्यधिक कार्बन उत्सर्जित करता है।

साइप्रस

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साइप्रस में भी डिसेलिनेशन संयंत्र हैं, जिनमे से एक लर्नाका शहर के पास है।[43] यह ढेकेलिया डिसेलिनेशन संयंत्र कहलाता है, जो रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली का प्रयोग करता है।[44]

इज़रायल

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इज़रायल में हडेरा सी जल रिवर्स ऑस्मोसिस (एसडब्ल्यूआरओ (SWRO)) डिसेलिनेशन संयंत्र दुनिया में अपनी तरह का सबसे बड़ा संयंत्र है।[45][46] परियोजना को तीन अंतरराष्ट्रीय कंपनियों के समूह : वेओलिया जल, आईडीई टेक्नोलोजिस तथा एलरान द्वारा बीओटी (BOT) (निर्माण-संचालन-हस्तांतरण) के रूप में विकसित किया गया था।[47]

(| claas = "wikitable sortable" |+ इजरायली पानी की मौजूदा डिसेलिनेशन इकाईयां[48] 

|-
! स्थान उद्घाटन!! कार्यक्षमता 
 mln m3/वर्ष)!! कार्यक्षमता 
 (मिलियन गैलन/दिन)!! कार्यक्षमता 
 (मेगालीटर)!! पानी की लागत (प्रति m3)!! नोट्स 
|-
| अश्कलोन || अगस्त 2005 || 111 (2008 तक)|| 83.2 || 315 || NIS 2.60 ||[49]
|- 
| पाल्माचिम || मई 2007 || 30 (45 तक विस्तार की योजना बनाई गई है[50])|| 32.6 || 123.4 || NIS 2.90 ||[51]
|-
| हडेरा || दिसम्बर 2009 || 127 || 91.9 || 349 || NIS 2.60 ||[52]
|}
स्थान उद्घाटन कार्यक्षमता
(mln m3/वर्ष)		 पानी की लागत (प्रति m3) नोट्स
अशदोद 2012 100 (150 तक विस्तार संभव है) NIS 2.55 [53][54]
सोरेक 2013 150 (300 तक विस्तार के लिए अनुमोदित है) NIS 2.01-2.19 [55]

ब्रिटेन

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बेक्टन डिसेलिनेशन संयंत्र

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ब्रिटेन में पहला जल डिसेलिनेशन संयंत्र, थेम्स डिसेलिनेशन संयंत्र,[56] एकिओना एक्वा द्वारा थेम्स के जल के लिए बेक्टन, पूर्वी लंदन में बनाया गया है।

संयुक्त राज्य अमेरिका

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एल पासो (टेक्सास) डिसेलिनेशन संयंत्र

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खारे भूजल का उपचार एल पासो संयंत्र में 2004 के आसपास किया गया। रिवर्स ऑस्मोसिस द्वारा प्रति दिन 27.5 मिलियन गैलन (104000 घन मीटर) ताज़े पानी का उपचार करके (कुल ताजे पानी के उत्पादन का लगभग 25%), यह पानी पर अत्यधिक निर्भर शहर में पानी की आपूर्ति में महत्वपूर्ण योगदान करता है।[57]

टेम्पा बे डिसेलिनेशन परियोजना

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टेम्पा बे डिसेलिनेशन परियोजना मूलतः पीसाईडन रिसोर्सेस नेतृत्व में निजी उद्यम था। यह परियोजना उद्यम में पीसाईडन रिसोर्सेस के क्रमिक भागीदारों स्टोन एंड वेबस्टर, इसके बाद कोवान्ता (पूर्व में ओग्डेन के नाम से जानी जाती थी) तथा इसके प्रमुख उपठेकेदार हाईड्रानॉटिक्स के दिवालिएपन के कारण विलंबित हुई. एस एंड डब्ल्यू वाटर एलएलसी के माध्यम से पीसाईडन की स्टोन एंड वेबस्टर के साथ जून 2000 में संबंध समाप्त हो गया जब स्टोन एंड वेबस्टर को दिवालिया घोषित कर दिया गया तथा पीसाईडन रिसोर्सेस ने एस एंड डब्ल्यू वाटर एलएलसी में स्टोन एंड वेबस्टर की हिस्सेदारी खरीद ली. पीसाईडन रिसोर्सेस ने संघ के नाम को टेम्पा बे डेसल के रूप में परिवर्तित करते हुए 2001 में कोवान्ता व हाईड्रानॉटिक्स के साथ भागीदारी की. कोवान्ता द्वारा परियोजना का निर्माण पूरा करने में अक्षमता के कारण, 15 मई 2002 को टेम्पा बे वाटर एजेंसी पीसाईडन से परियोजना खरीदने और अपनी क्रेडिट रेटिंग के तहत परियोजना वित्तपोषण करने के लिए मजबूर हो गई। इसके बाद टेम्पा बे वाटर ने कोवान्ता टेम्पा कंस्ट्रक्शन के साथ अनुबंध किया, जिसके परिणामस्वरूप ऐसी परियोजना का निर्माण हुआ जो प्रदर्शन परीक्षणों पर खरी नहीं उतरी. अक्टूबर 2003 में कोवान्ता टेम्पा कंस्ट्रक्शन की मूल कंपनी ने टेम्पा बे वाटर के साथ अनुबंध खोने से बचने के लिए दिवालिएपन की याचिका दायर की. इसके बाद नवीकरण करने से पहले कोवान्ता टेम्पा ने दिवालिएपन की याचिका दायर की जो अनुबंध के समझौतों के अनुसार की गई थी। इसके परिणामस्वरूप कोवान्ता टेम्पा कंस्ट्रक्शन और टेम्पा बे वाटर के बीच छह महीने तक मुक़दमा चला. 2004 में, टेम्पा बे वाटर ने संयंत्र को इसके मूल, प्रत्याशित डिजाइन के अनुसार बनाने के लिए एक नवीकरण टीम, अमेरिकन वाटर/एकिओना एक्वा को किराए पर लिया। ऐसा माना गया था कि 2007 तक संयंत्र पूरी तरह से काम करेगा[22] और इसे प्रति दिन 25 मिलियन गैलन की अधिकतम क्षमता पर चलने के लिए डिजाइन किया गया।[58] बावज़ूद इसके, संयंत्र में समस्याएं जारी हैं जिससे 2009 में इसकी उत्पादन क्षमता इस मात्रा की लगभग आधी (14 मिलियन गैलन प्रति दिन या 42 एएफ़ / दिन) रह गई।[59]

युमा डिसाल्टिंग प्लांट (एरिजोना)

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युमा डिसाल्टिंग संयंत्र 1974 के कोलोराडो रिवर बेसिन लवणता नियंत्रण अधिनियम के अधिकार के तहत वेल्टन-मोहाव्क सिंचाई से कृषि में प्रयुक्त बचे हुए खारे पानी तथा जिले से होने वाली खारे पानी की निकासी के उपचार के लिए बनाया गया था। इसका उद्देश्य उपचारित पानी को मेक्सिको को होने वाली जल आपूर्ति में सम्मिलित करना है ताकि मीड झील में आवश्कतानुसार जल का संरक्षण हो सके. संयंत्र का निर्माण 1992 में पूरा किया गया और यह तब से दो अवसरों पर संचालित हुआ है। संयंत्र को बनाए रखा गया है, लेकिन बड़े पैमाने पर आवश्यकता से अधिक खर्च तथा कोलोराडो नदी में पानी की सामान्य आपूर्ति स्थितियों के कारण संचालित नहीं किया गया है।[60] अप्रैल 2010 में सदर्न नेवादा वाटर ऑथोरिटी, मेट्रोपोलिटन वाटर डिस्ट्रिक्ट ऑफ़ सदर्न केलिफोर्निया, सेन्ट्रल एरिज़ोना प्रोजेक्ट तथा यू.एस. ब्यूरो ऑफ़ रिक्लामेशन के बीच एक साल की बड़ी परियोजना के रूप में संयंत्र को चलाने की लागत पर एक समझौता हुआ।[61]

त्रिनिदाद एंड टोबैगो

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त्रिनिदाद और टोबैगो गणराज्य डिसेलिनेशन का उपयोग द्वीप की जल आपूर्ति को पीने लायक बनाने के लिए कर रहा है। यह डिसेलिनेशन इकाई मार्च 2003 में खोली गई और यह अपनी तरह की पहली मानी जाती है। यह अमेरिका की सबसे बड़ी डिसेलिनेशन इकाई है और प्रति दिन 28.8 मिलियन गैलन पानी का उपचार करेगी और प्रति 1000 गैलन पानी को $ 2.67 के मूल्य पर बेचेगी.[62] यह इकाई त्रिनिदाद के पॉइंट लिसस इंडस्ट्रियल एस्टेट में स्थित होगी, एक ऐसा स्थान जहां 12 से अधिक कंपनियां विभिन्न प्रकार के निर्माणों और प्रक्रियाओं में लगी हुई हैं तथा इससे देश के कारखानों तथा निवासियों, दोनों तक पानी की पहुंच सुलभ हो जाएगी.[63]

इन्हें भी देखें

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  • लवणता नियंत्रण
  • मृदा लवणता
  • मिट्टी डिसेलिनेशन मॉडल
  • मृदा लवणता और भूजल मॉडल

सन्दर्भ

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नोट्स

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आगे पढ़ें

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अनुच्छेद

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