Mustakabali wa matumizi ya maji tena: Jinsi ubunifu katika uchujaji wa utando unavyoweza kusaidia kulinda rasilimali za maji

Kuongezeka kwa mahitaji ya maji safi kunasababisha uhaba wa maji duniani kote. Kadiri idadi ya watu inavyoendelea kuongezeka na watu wengi zaidi kuhamia maeneo ya mijini, huduma za maji zinakabiliwa na changamoto nyingi zinazohusiana na usambazaji wao wa maji na shughuli za matibabu. Usimamizi wa maji wa ndani hauwezi kupuuzwa, kwani Umoja wa Mataifa unakadiria kuwa miji inachangia 12% ya uondoaji wa maji safi. [1] Pamoja na kuongezeka kwa mahitaji ya maji, huduma zinatatizika kufuata sheria mpya kuhusu matumizi ya maji, viwango vya kutibu maji machafu, na hatua za uendelevu huku zikikabiliwa na miundomsingi iliyozeeka na ufadhili mdogo.
Viwanda vingi pia viko hatarini kukumbwa na uhaba wa maji. Maji mara nyingi hutumiwa katika michakato ya utengenezaji wa kupoeza na kusafisha, na maji taka yanayotokana lazima yatibiwe kabla ya kutumika tena au kutolewa tena kwenye mazingira. Baadhi ya vichafuzi ni vigumu sana kuondoa, kama vile chembe laini za mafuta, na vinaweza kutengeneza mabaki ambayo yanahitaji matibabu maalum. Mbinu za kutibu maji machafu ya viwandani lazima ziwe za gharama nafuu na zenye uwezo wa kutibu kiasi kikubwa cha maji machafu katika viwango tofauti vya joto na viwango vya pH.
Kufikia uchujaji wa ufanisi wa juu ni sehemu muhimu ya kuendeleza kizazi kijacho cha ufumbuzi wa matibabu ya maji. Utando wa hali ya juu wa kuchuja hutoa mbinu ya matibabu ya ufanisi na ya kuokoa nishati, na watengenezaji wanaendelea kubuni teknolojia mpya ili kukidhi mahitaji ya vifaa vya viwandani na manispaa na kukaa mbele ya mabadiliko ya mazingira ya udhibiti wa kuhifadhi na kutumia tena maji.
Mabadiliko ya hali ya hewa huathiri usambazaji wa maji na ubora wa maji. Dhoruba kali na mafuriko yanaweza kuharibu usambazaji wa maji, kuongeza kuenea kwa uchafuzi wa mazingira, na kuongezeka kwa viwango vya bahari kunaweza kusababisha kuongezeka kwa maji ya chumvi. Ukame wa muda mrefu unapunguza maji yanayopatikana, huku majimbo kadhaa ya Magharibi, ikiwa ni pamoja na Arizona, California na Nevada, kuweka vikwazo vya uhifadhi kutokana na uhaba wa maji katika Bonde la Mto Colorado.
Miundombinu ya usambazaji maji pia inahitaji uboreshaji mkubwa na uwekezaji. Katika utafiti wake wa hivi punde wa mahitaji ya maeneo safi ya maji, Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Marekani (EPA) uligundua kuwa dola bilioni 630 zitahitajika katika kipindi cha miaka 20 ijayo kutoa maji safi ya kutosha, huku 55% ya fedha hizo zikihitajika kwa miundombinu ya maji machafu. [2] Baadhi ya mahitaji haya yanatokana na viwango vipya vya kutibu maji, ikiwa ni pamoja na Sheria ya Maji Salama ya Kunywa na sheria kuweka viwango vya juu vya kemikali kama vile nitrojeni na fosforasi. Mchakato mzuri wa kuchuja ni muhimu ili kuondoa uchafu huu na kutoa chanzo cha maji salama na safi.
Sheria za PFAS haziathiri tu viwango vya kutokwa kwa maji, lakini pia huathiri moja kwa moja teknolojia ya uchujaji. Kwa sababu misombo ya florini ni ya kudumu sana, imekuwa nyenzo ya kawaida katika baadhi ya utando, kama vile polytetrafluoroethilini (PTFE). Watengenezaji wa vichungi vya membrane lazima watengeneze nyenzo mbadala ambazo hazina PTFE au kemikali zingine za PFAS ili kukidhi mahitaji mapya ya udhibiti.
Kadiri biashara na serikali zaidi zinavyopitisha programu madhubuti za ESG, kupunguza utoaji wa gesi chafuzi inakuwa kipaumbele cha kwanza. Uzalishaji wa umeme ni chanzo kikuu cha uzalishaji, na kupunguza matumizi ya nishati kwa ujumla ni hatua muhimu kufikia malengo ya maendeleo endelevu.
Shirika la Ulinzi wa Mazingira linaripoti kwamba mitambo ya kusafisha maji ya kunywa na maji machafu kwa kawaida ndiyo watumiaji wakubwa wa nishati katika manispaa, ikichukua asilimia 30 hadi 40 ya jumla ya matumizi ya nishati. [3] Vikundi vya rasilimali za maji, kama vile Muungano wa Maji wa Marekani, vinajumuisha huduma za maji zilizojitolea kupunguza utoaji wa gesi chafuzi katika sekta ya maji kupitia mikakati ya kukabiliana na mabadiliko ya tabianchi na usimamizi endelevu wa maji. Kwa watengenezaji wa uchujaji wa membrane, ufanisi wa nishati ni muhimu wakati wa kutumia teknolojia yoyote mpya.

Tunaweza kutoa vitambuzi mbalimbali ili kufuatilia vigezo tofauti vya ubora wa maji

Kichunguzi hiki cha kihisi kimeundwa kwa nyenzo za PTFE (Teflon), ambayo ni sugu ya kutu na inaweza kutumika katika maji ya bahari, ufugaji wa samaki na maji yenye pH ya juu na kutu kali.