نخستین دستگاه تصفیه آب شرب خورشیدی مبتنی بر غشای نانوکربن
در شرایطی که تأمین آب شرب در مناطق محروم و بحرانی یکی از چالش‌های اساسی کشور است، شرکت نورهان انرژی با ساخت نخستین دستگاه تصفیه آب شرب خورشیدی مبتنی بر غشای نانوکربن، گامی مهم در این زمینه برداشته است.
به گزارش صنعت مالی، نخستین دستگاه تصفیه آب شرب خورشیدی مبتنی بر غشای نانوکربن ایران، سال گذشته در منطقهٔ دشتیاری سیستان و بلوچستان، نزدیک چابهار، نصب و راه‌اندازی شد. مولود عباسی، مدیرعامل شرکت نورهان انرژی، در گفت‌وگو با «صنعت مالی» جزئیات ساخت، نحوهٔ عملکرد، هزینه و کاربردهای این دستگاه را تشریح کرد.
شرکت نورهان انرژی از سال ۱۴۰۰ فعالیت خود را در حوزهٔ خدمات مهندسی نیروگاه‌های تجدیدپذیر آغاز کرد و از سال ۱۴۰۱ به‌عنوان شرکت فناور در مرکز رشد و توسعهٔ صنعت برق و انرژی پژوهشگاه نیرو در تهران مستقر شد.
این شرکت با همکاری مرکز رشد پژوهشگاه نیرو، در زمینهٔ طراحی و ساخت تجهیزات مرتبط با نیروگاه‌های تجدیدپذیر فعالیت می‌کند.
مولود عباسی، مدیرعامل شرکت نورهان انرژی، در این گفت‌وگو ضمن اشاره به مسیر فعالیت این شرکت، از ساخت اینورتر مقیاس کوچک نیروگاهی با ظرفیت ۵ کیلووات و قابلیت اتصال به شبکه به‌عنوان یکی از نخستین دستاوردها یاد می‌کند.
پس از آن، نورهان انرژی فعالیت خود را بر روی دستگاه تصفیه آب خورشیدی سیار متمرکز کرد و در حال حاضر نیز در حال ساخت دستگاهی است که بتواند از رطوبت موجود در هوا، آب قابل شرب تأمین کند. در ادامه، جزئیات ساخت، نحوهٔ عملکرد، هزینه و کاربردهای نخستین دستگاه تصفیه آب شرب خورشیدی مبتنی بر غشای نانوکربن ایران تشریح میشود.
صنعت مالی: دستگاه تصفیه آب خورشیدی چه زمانی ساخته شد و دربارهٔ شرکت‌تان توضیح بفرمایید؟
عباسی: ایده ساخت این محصول تقریباً دو سال گذشته شروع شد و با همکاری شرکت نوین تصفیه نیک‌سو سال گذشته یک نمونهٔ آن را در سیستان و بلوچستان نصب کردیم.
این دستگاه با انرژی خورشیدی کار می‌کند و ظرفیت‌های مختلفی دارد. کمترین ظرفیت دستگاهی که در سیستان و بلوچستان نصب کردیم، چهار متر مکعب آب در روز است، یعنی چهار هزار لیتر آب را در یک روز تصفیه می کند،.
این دستگاه از غشاهای نانوکربن برای تصفیه آب استفاده می‌کند. آبی که آنجا داشتیم، آب هوتک (برکه) بود که وارد دستگاه می‌شد و فرایند تصفیه روی آن انجام می‌گرفت. انرژی دستگاه نیز از انرژی خورشیدی تأمین می‌شد تا برق مورد نیاز آن فراهم شود. این دستگاه سال گذشته نصب شد.
دستگاهی که ساختیم، حداقل چهار هزار لیتر آب را در روز تصفیه می‌کند و انرژی آن از خورشید تأمین میشود
صنعت مالی: در کدام شهر و منطقه نصب شد؟
عباسی: در استان سیستان و بلوچستان، نزدیک چابهار، منطقهٔ دشتیاری، روستای مرزی روهگام جان محمد. آنجا یک هوتک وجود داشت که دستگاه تصفیه آب که ما آن را ساختیم آب را از آن هوتک می‌گرفت و خروجی آن آب شرب تصفیه‌شده بود که در مخزن ذخیره می‌شد و مردم منطقه از آن استفاده می‌کردند. این آب کاملاً قابل استفاده و از نظر بهداشتی مورد تأیید بود.
دستگاه در سیستان و بلوچستان، نزدیک چابهار، نصب شد و آب هوتک را به آب شرب بهداشتی و قابل استفاده تبدیل کرد
صنعت مالی: نمونهٔ داخلی یا خارجی مشابه این دستگاه وجود دارد؟
عباسی: چند نمونهٔ دیگر هم از این دستگاه در نقاط مختلف ساخته شده؛ مثلاً در تبریز و در البرز چند نمونه برای پساب استفاده شده است. برای آب شرب، این اولین نمونه بود که تاکنون ساخته شده است. دستگاه‌هایی که در آن مناطق تولید شده، برای آب مورد استفاده در صنعت بود، نه آب شرب. ما آن الزاماتی که برای آب شرب داشتیم را در آن دستگاه‌ها نداشتیم؛ آن‌ها برای بازچرخانی آب در صنعت به کار می‌رفتند.
نمونهٔ خارجی هم از این نمونه وجود دارد؛ غشاهای نانوکربن که ما در این دستگاه تصفیه خورشیدی از آن بهره بردیم در خارج از کشور نیز استفاده میشود، ولی در ایران تا کنون از این تکنولوژی استفاده نشده است.
این دستگاه نخستین نمونهٔ تصفیه آب شرب مبتنی بر غشای نانوکربن در ایران است؛ نمونه‌های قبلی فقط برای پساب و مصارف صنعتی استفاده می‌شدند
صنعت مالی: این غشاهای نانوکربن چه کاری انجام می‌دهند؟
عباسی: غشاهای نانوکربن نقش فیلتر را ایفا می‌کنند. سیستم‌های تصفیه آب مرسوم RO فیلتر دارند و عملیات تصفیه را از طریق فیلتراسیون انجام می‌دهند؛ فیلترها هر دو سه سال یک‌بار نیاز به تعویض دارند و بر اساس سختی آب، در بعضی مناطق ممکن است جواب ندهند.
ولی غشاهای نانوکربن صفحاتی هستند که از مواد نانوکربنی ساخته شده‌اند و عملاً حکم فیلتر را دارند و تصفیه را انجام می‌دهند. تقریباً پانزده سال این غشاها نیاز به تعویض ندارند؛ یعنی اگر عملکرد خوب و شرایط استاندارد باشد، پانزده سال نیاز به تعویض نیست.
این دستگاه تصفیه آب نیاز به سرویس دوره‌ای یا شست‌وشو یا اسیدشویی نیز ندارد؛ یک پمپ بک‌واش در سیستم وجود دارد که معمولاً در طول روز یک‌بار فعال میشود و عمل شست‌وشوی صفحات نانویی را انجام می‌دهد.
دستگاه به‌صورت مانیتورینگ است و عملکردش از راه دور قابل کنترل است؛ اگر مشکلی پیش بیاید، می‌توانیم بررسی کنیم.
غشاهای نانوکربن در شرایط استاندارد تا ۱۵ سال نیاز به تعویض ندارند و عملکرد دستگاه از راه دور قابل کنترل است
صنعت مالی: این دستگاه از چند قطعه تشکیل شده است؟
عباسی: دستگاهی که در چابهار نصب شد، در فضایی کانتینری مانند تقریباً حدود هجده‌متری قرار گرفته بود. در این فضا سیستم خورشیدی، تابلو برق، اینورتر و باتریها در نظر گرفته شده بود و همچنین مخازنی برای مواد اولیه، کلرزنی و مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب. یک مخزن اصلی هم وجود دارد که پکیج غشا در آن قرار می‌گیرد. خود پک غشا تقریباً هشتاد در هشتاد سانتی‌متر است، ولی مخزنش حدود یک و نیم در دو متر است.
دستگاه تصفیه در فضایی کانتینری به مساحت حدود ۱۸ متر مستقر میشود و پکیج غشای آن در مخزنی حدود یک و نیم در دو متر قرار می‌گیرد
صنعت مالی: هزینهٔ راه‌اندازی چنین دستگاهی چقدر است؟
عباسی: هزینهٔ تمام‌شده بستگی به ظرفیت دستگاه دارد. دستگاهی که سال گذشته در سیستان و بلوچستان نصب کردیم، آن موقع تقریباً نزدیک به ۸۰۰ تا ۹۰۰ میلیون تومان هزینه داشت که شامل سیستم خورشیدی، کانکس و اتاق کانتینری‌مانند و خود دستگاه تصفیه آب است.
در کل برآورد هزینه نصب و راه اندازی دستگاه وابستگی زیادی به شرایط دارد. مثلاً در منطقه‌ای که به برق دسترسی دارند و فقط تصفیه آب می‌خواهند، هزینه کمتر است. نصب دستگاه با ظرفیتی که در سیستان و بلوچستان راه اندازی شد در شرایط فعلی بیش از یک و نیم میلیارد تومان هزینه دارد.
صنعت مالی: این دستگاه تصفیه آب خورشیدی نیاز به برق ندارد؟
عباسی: برق دستگاه از خورشید و پنل‌ها تأمین میشود. البته این قابلیت نیز در دستگاه تصفیه آب پیش بینی شده است که می‌تواند از برق شهری هم استفاده کند؛ بستگی به شرایط دارد.
در منطقه‌ای که ما سال گذشته رفتیم، برق شهری در دسترس نبود بنابراین از پنل خورشیدی برای تامین برق دستگاه استفاده کردیم.
در شرایط مدیریت بحران، زمان جنگ یا شرایطی که به دلایلی دسترسی به برق نداریم، برق را از سیستم خورشیدی تأمین می‌کند. اگر جایی دستگاه نصب شود که دسترسی به برق شبکه داشته باشد، ارزان‌تر است؛ چون برق خورشیدی گران است و باید از باتریها، ذخیره‌ساز و مبدل‌های متفاوت استفاده شود و همه این‌ها قیمت نهایی دستگاه را بالا می‌برد. ولی اگر نیازی به بخش برق خورشیدی نباشد، می‌توان از برق شهر استفاده کرد.
برق دستگاه تصفیه از خورشید تأمین میشود و در شرایط بحرانی یا جنگ که دسترسی به برق نیست، همچنان قابل استفاده است
صنعت مالی: آیا شرکت شما از نهادی حمایت مالی میشود؟
عباسی: از طرف مؤسسه دانش‌بنیان برکت حمایت مالی شدیم؛ در رویداد «رعنا» طرح‌هایی بررسی شد و یک طرح انتخاب شد و تأمین مالی آن از همان‌جا انجام شد. ما یک شرکت خصوصی هستیم که در حوزهٔ خدمات مهندسی نیروگاه‌های خورشیدی فعالیت می‌کنیم و کاملاً خصوصی هستیم. تأمین مالی و حمایت مالی خارجی نداریم.
شرکت نورهان انرژی یک شرکت فناور خصوصی است که برای نمونهٔ اولیه از مؤسسه دانش‌بنیان برکت حمایت مالی دریافت کرده است
صنعت مالی: فکر می‌کنید در دوران جنگ یا بحران هم این دستگاه می‌تواند کمک کند؟
عباسی: در دوران جنگ و در شرایط بحران، زمانی که مردم به لحاظ آب شرب مشکل پیدا می‌کنند، این دستگاه می‌تواند جدای از بحث هزینه، به ساکنان آن منطقه کمک کند. آماده‌سازی دستگاه زمان کوتاهی می‌برد؛ نهایتاً در دو هفته خود دستگاه و بخش تصفیه آب آماده میشود.
فرض کنید شرایط بحرانی پیش بیاید و آب‌شیرین‌کن‌های محلی بزرگ که در مقیاس بزرگ کار می‌کنند از مدار خارج شوند؛ تا بخواهند احیا شوند و دوباره وارد مدار شوند، یا حتی تصفیه‌خانه‌ها، شاید چندین ماه طول بکشد.
این دستگاه‌ها در واقع کوچک و سیار هستند و به‌راحتی قابل ساخت‌اند و نهایتاً ظرف دو هفته می‌توانیم در آن محل مستقر شویم و تأمین آب شرب را داشته باشیم. منابع را هم از همان منابع محلی تأمین می‌کنیم؛ حتی اگر شبکهٔ برق در دسترس نباشد، از خورشید برق را تأمین می‌کنیم. اگر آب در دسترس نباشد، از آب چاه، رودخانه یا منابع موجود استفاده می‌کنیم. یعنی به‌راحتی آب شرب تأمین میشود، به شرط اینکه منبعی مثل چاه، رودخانه، دریا یا برکه وجود داشته باشد تا آب اولیه تأمین شود.
در شرایط بحرانی و جنگی، این دستگاه ظرف دو هفته قابل استقرار است و می‌تواند آب شرب را با استفاده از منابع محلی تأمین کند
صنعت مالی: با توجه به مصرف بالای آب در کشور، به‌ویژه در بخش کشاورزی، آیا ایده‌ای برای کمک به این بخش دارید؟
عباسی: در بحث کشاورزی هم میشود این دستگاه را پیاده کرد، ولی موضوع اینجاست که ما معمولاً این دستگاه را برای تصفیه آب به کار می‌بریم. مگر اینکه در بازچرخانی آب یا ایجاد تصفیه‌خانه‌های محلی در روستاها یا شهرهای کوچک از آن استفاده شود. برای کشاورزی نیازی به آب شرب نیست؛ می‌توان از منابعی مثل آب سدها، چاه‌ها، رودخانه‌ها و آب‌های سطحی استفاده کرد و به‌جای آن، در هر روستا یا شهر کوچک، تصفیه‌خانه‌های محلی کوچک راه‌اندازی کرد و از این سیستم برای بازچرخانی آب و پساب استفاده کرد تا خروجی آن آب قابل استفاده برای کشاورزی شود و دیگر از منابع زیرزمینی یا سطحی برای کشاورزی استفاده نشود.
هزینهٔ تأمین و استقرار این دستگاه در مناطقی که مشکل آب شرب دارند، نسبت به هزینهٔ لوله‌کشی و انتقال آب از منطقه‌ای دیگر به روستایی که مشکل آب شرب دارد، فکر می‌کنم ده‌ها برابر ارزان‌تر تمام شود. البته به شرط اینکه در آن منطقه منابع آبی در دسترس باشد.
اگر منابع آبی در دسترس نباشد، در هر صورت باید لوله‌کشی آب یا رساندن آب به آن منطقه انجام شود. مثلاً برای همان دستگاهی که در سیستان و بلوچستان نصب کردیم، لوله‌کشی آب از سد به برخی روستاها نرسیده بود و بعضی روستاها حتی هوتک هم نداشتند؛ به همین دلیل آنجا قابل اجرا نبود. در روستایی می‌شد این کار را انجام داد که منابع زیرزمینی آب داشته باشد یا حالت برکه‌مانند داشته باشد. نسبت به آبرسانی، هزینه‌اش پایین‌تر است، ولی به شرط اینکه منبع آبی وجود داشته باشد.
استفاده از این دستگاه برای تأمین آب شرب در مناطقی که منبع آبی دارند، ده‌ها برابر ارزان‌تر از لوله‌کشی و انتقال آب از مناطق دیگر است
دستگاه تصفیه آب خورشیدی شرکت نورهان انرژی با ظرفیت حداقلی چهار هزار لیتر در روز، نخستین نمونهٔ آب شرب مبتنی بر غشای نانوکربن در ایران معرفی میشود.
این دستگاه که با انرژی خورشیدی کار می‌کند و قابلیت اتصال به برق شهری را نیز دارد، در شرایط بحرانی و جنگی ظرف مدت دو هفته قابل استقرار است و می‌تواند آب شرب مورد نیاز مناطق آسیب‌دیده را از منابع محلی تأمین کند.
هزینهٔ راه‌اندازی این دستگاه برای ظرفیت به‌کاررفته در سیستان و بلوچستان، در شرایط فعلی حدود یک و نیم میلیارد تومان برآورد میشود.
به گفتهٔ مولود عباسی، مدیرعامل شرکت نورهان انرژی، در مناطقی که به منابع آبی دسترسی وجود دارد، استفاده از این دستگاه برای تأمین آب شرب ده‌ها برابر ارزان‌تر از لوله‌کشی و انتقال آب از مناطق دیگر تمام میشود. شرکت نورهان انرژی به‌عنوان یک شرکت فناور خصوصی، مسیر خود را از ساخت اینورتر نیروگاهی تا تصفیه آب خورشیدی و سپس استحصال آب از رطوبت هوا ادامه داده و همچنان بر توسعهٔ فناوری‌های بومی در حوزهٔ انرژی‌های تجدیدپذیر و آب متمرکز است.
بیشتر بخوانید: