آبشیرینکن سورک، یکی از بزرگترین و پیشرفتهترین تأسیسات نمکزدایی آب دریا در جهان، در سواحل مدیترانهای اسرائیل واقع شده و با ظرفیت تولید ۶۲۴ هزار متر مکعب آب شیرین در روز، ۲۰ درصد از نیاز آبی شهری اسرائیل را تأمین میکند. این کارخانه، که در سال ۲۰۱۳ به بهرهبرداری رسیده، با فناوری اسمز معکوس (RO)، آب دریا را با هزینه کم (حدود ۰.۵ یورو بر متر مکعب) تصفیه میکند و به عنوان الگویی برای پروژههای نمکزدایی پایدار عمل میکند. سورک، که توسط شرکت IDE Technologies طراحی و ساخته شده، با مصرف انرژی کم (۳.۵ کیلوواتساعت بر متر مکعب) و راندمان ۵۳ درصدی، استانداردهای جدیدی در صنعت آب شیرینکنی تعیین کرده است.
این کارخانه، که در ۱۵ کیلومتری جنوب تلآویو قرار دارد، نه تنها بحران کمآبی اسرائیل را حل کرده، بلکه با استفاده از لولههای تونلزده برای کاهش تأثیر بر محیط زیست، نمونهای از توسعه پایدار است. سورک، با تولید سالانه ۱۵۰ میلیون متر مکعب آب، به ۱.۵ میلیون نفر خدمترسانی میکند و در سال ۲۰۱۵ توسط MIT به عنوان یکی از ۱۰ فناوری برتر جهان انتخاب شد.
مشخصات فنی و مهندسی آبشیرینکن سورک
- موقعیت جغرافیایی: جنوب تلآویو، نزدیک ساحل مدیترانه
- ظرفیت تولید آب: حدود ۶۲۵٬۰۰۰ مترمکعب در روز
- فناوری مورد استفاده: اسمز معکوس (Reverse Osmosis)
- سال بهرهبرداری: ۲۰۱۳
- شرکت سازنده و بهرهبردار: IDE Technologies
- فشار کاری سیستم: حدود ۷۰ بار
- مصرف انرژی متوسط: حدود ۳.۵ کیلووات ساعت به ازای هر مترمکعب آب
- طول خطوط انتقال: بیش از ۱۰ کیلومتر تا مراکز توزیع
- نوع ممبرانها: پلیآمید چندلایه با کارایی بالا
- سیستم کنترل: اتوماسیون دیجیتال و مانیتورینگ بلادرنگ
آبشیرینکن سورک چیست و کجا قرار دارد؟
آبشیرینکن سورک (Sorek Desalination Plant)، یک تأسیسات نمکزدایی پیشرفته است که با استفاده از فناوری اسمز معکوس، آب دریا را به آب شیرین قابل شرب تبدیل میکند و با ظرفیت ۶۲۴ هزار متر مکعب در روز، بزرگترین کارخانه نمکزدایی اسرائیل و یکی از بزرگترینهای جهان است. این کارخانه، که در سال ۲۰۱۳ افتتاح شد، با ۵۲ هزار ممبران ۱۶ اینچی (۴۰۰ هزار ممبران در مجموع)، آب دریا را با فشار ۵۵ بار فیلتر میکند و نمک، مواد آلی و باکتریها را حذف مینماید. سورک، که ۱۵۰ میلیون متر مکعب آب در سال تولید میکند، ۲۰ درصد نیاز آبی اسرائیل را تأمین کرده و با هزینه تولید ۰.۵ یورو بر متر مکعب، استاندارد جدیدی در اقتصادی بودن نمکزدایی تعیین کرده است.
سورک در ۱۵ کیلومتری جنوب تلآویو، در سواحل مدیترانه در منطقه سورک (Sorek) قرار دارد و با لولههای تونلزده ۲ کیلومتری از دریا آب میکشد. این کارخانه، که مساحتی ۱۰۰ هزار متر مربعی دارد، با سیستمهای پیشرفته تصفیه، آب با کیفیت بالا (کمتر از ۰.۵ پارت بر میلیون نمک) تولید میکند و به شبکه آبی ملی اسرائیل متصل است. سورک، که بخشی از برنامه ملی نمکزدایی اسرائیل است، بحران کمآبی را حل کرده و الگویی برای کشورهای مدیترانهای است.
موقعیت جغرافیایی و اهمیت منطقهای پروژه
پروژه سورک در سواحل مدیترانه، ۱۵ کیلومتری جنوب تلآویو در منطقه سورک اسرائیل واقع شده و با مختصات ۳۱ درجه و ۵۶ دقیقه شمالی و ۳۴ درجه و ۳۹ دقیقه شرقی، در نزدیکی شهرهای یافو و ریشون لتسیون قرار دارد. این موقعیت، دسترسی آسان به آب دریا را فراهم میکند و با لولههای تونلزده ۲ کیلومتری از ساحل، آب را بدون اختلال در اکوسیستم ساحلی به کارخانه میرساند. اهمیت منطقهای سورک، در تأمین ۲۰ درصد آب شهری تلآویو (جمعیت ۴ میلیون نفر) و افزایش امنیت آبی اسرائیل در برابر خشکسالیهای مکرر است.
این کارخانه، که بخشی از برنامه ملی نمکزدایی اسرائیل (از ۲۰۰۵) است، با تولید ۱۵۰ میلیون متر مکعب در سال، فشار بر منابع آب زیرزمینی را کاهش میدهد و برای کشاورزی و صنعت حیاتی است. سورک، که در منطقهای با تراکم جمعیتی بالا، اهمیت استراتژیک دارد، با صادرات دانش به پروژههای مشابه در استرالیا و عربستان، الگویی منطقهای است.
هدف از احداث کارخانه نمکزدایی سورک
هدف اصلی احداث کارخانه سورک، حل بحران کمآبی اسرائیل بود که در سالهای ۱۹۹۰ با خشکسالیهای شدید، منابع آب را به ۹۰ درصد ظرفیت رسانده بود و نیاز به تولید ۱۵۰ میلیون متر مکعب آب شیرین در سال را ایجاد کرده بود. این کارخانه، که در برنامه ملی نمکزدایی (از ۲۰۰۵) قرار داشت، ۲۰ درصد نیاز آبی کشور را تأمین میکند و با فناوری اسمز معکوس، هزینه تولید را به ۰.۵ یورو بر متر مکعب کاهش داد. هدف دیگر، پایداری اقتصادی با مدل BOT (ساخت، بهرهبرداری، انتقال) بود که شرکت IDE Technologies را برای ۲۵ سال مدیریت و ۵۲ درصد سرمایه را تأمین کرد.
سورک، که در ۲۰۱۳ افتتاح شد، با راندمان ۵۳ درصدی، الگویی برای نمکزدایی ارزان و سبز شد و در ۲۰۱۵، توسط MIT به عنوان یکی از ۱۰ فناوری برتر انتخاب گردید. این هدف، اسرائیل را از وابستگی به آبهای مرزی به خودکفایی رساند و ۷۰ درصد آب این کشور را از نمکزدایی تأمین میکند.
معرفی شرکت IDE Technologies و نقش آن در پروژه
شرکت IDE Technologies، یکی از پیشگامان جهانی نمکزدایی، در سال ۱۹۶۵ در اسرائیل تأسیس شد و با بیش از ۴۰۰ پروژه در ۴۰ کشور، ۱۵ درصد بازار جهانی را دارد. IDE، که بخشی از گروه Delek است، فناوری اسمز معکوس را با راندمان بالا توسعه داده و در سورک، به عنوان پیمانکار اصلی، طراحی، ساخت و بهرهبرداری را بر عهده داشت. نقش IDE، استفاده از ممبرانهای ۱۶ اینچی (بزرگترین در جهان) در آرایش عمودی بود که فضا را ۴۰ درصد کاهش داد و هزینه را به ۰.۵ یورو بر متر مکعب رساند.
IDE، با ۵۲ درصد سهام، ۲۵ سال مدیریت میکند و با Hutchison Water، BOT را اجرا کرده است. نقش IDE، سورک را به کارخانهای با راندمان ۵۳ درصدی و مصرف ۳.۵ کیلوواتساعت بر متر مکعب تبدیل کرد و دانش آن را به Sorek 2 (۲۰۲۳، ۶۷۰ هزار متر مکعب در روز) گسترش داد. IDE، با ۱۰۰۰ کارمند، نمکزدایی را به صنعت پایدار تبدیل کرده است.
ظرفیت تولید و آمار عملکرد روزانه سورک
ظرفیت تولید سورک ۶۲۴ هزار متر مکعب آب شیرین در روز است که سالانه ۱۵۰ میلیون متر مکعب (معادل ۶۰ هزار استخر المپیک) تولید میکند و ۲۰ درصد نیاز آبی اسرائیل را تأمین مینماید. سیستم، با ۵۲ هزار ممبران ۱۶ اینچی در ۵ خط موازی، ۹۹ درصد نمک را حذف میکند و راندمان ۵۳ درصدی دارد. آمار عملکرد روزانه، ۶۲۴ هزار متر مکعب با کیفیت ۰.۵ پارت بر میلیون نمک است و در سال ۲۰۱۵، رکورد ۱۵۲ میلیون متر مکعب را زد.
مزایا و دستاوردهای پروژه Sorek
- تأمین بیش از ۲۰٪ از آب شرب اسرائیل
- کاهش وابستگی به منابع آب طبیعی و بارندگی
- یکی از کمهزینهترین تأسیسات آبشیرینکنی جهان
- نمونه موفق در مدیریت پایدار منابع آبی در مناطق خشک
- کاهش چشمگیر واردات آب از منابع خارجی
- حفظ کیفیت بالا و طعم طبیعی آب خروجی
- توانایی عملکرد مداوم در شرایط سخت اقلیمی
- توسعه نسخه دوم پروژه (Sorek II) برای افزایش ظرفیت ملی
فناوری اسمز معکوس در سیستم سورک
فناوری اسمز معکوس (RO) در آبشیرینکن سورک، فرآیند اصلی تصفیه است که با فشار ۵۵ بار، آب دریا را از ممبرانهای ۱۶ اینچی عبور میدهد و ۹۹ درصد نمک، مواد آلی و باکتریها را حذف میکند. سورک، با ۵۲ هزار ممبران در آرایش عمودی (اولین در جهان)، فضا را ۴۰ درصد کاهش داده و راندمان را به ۵۳ درصد رسانده است. RO، با ۵ خط موازی، ۶۲۴ هزار متر مکعب در روز تولید میکند و با پیشتصفیه (UF و کربن)، ممبرانها را محافظت میکند.
مراحل تصفیه در سورک با پیشتصفیه آغاز میشود که آب دریا را از لولههای تونلزده ۲ کیلومتری میکشد و با فیلترهای شنی و کارتریج (۵ میکرون)، ذرات را حذف میکند. مرحله اول، اولترافیلتراسیون (UF) با ممبرانهای ۰.۰۱ میکرون، مواد آلی و باکتریها را جدا میکند. سپس، اسمز معکوس (RO) با ۵۲ هزار ممبران ۱۶ اینچی در ۵ خط، نمک را با فشار ۵۵ بار حذف میکند و ۴۲ درصد آب را به خروجی میدهد.
مرحله بعد، تصفیه پسین با کارتریج ۰.۲ میکرون و کلرزنی UV برای ضدعفونی است و remineralization با کلسیم و منیزیم، طعم را بهبود میبخشد. پساب شور، با ۷۰ هزار متر مکعب در روز، به دریا بازگردانده میشود.
طراحی مهندسی خطوط لوله و سیستم پمپاژ آبشیرینکن سورک
خطوط لوله سورک، ۲ کیلومتر طول و قطر ۲.۵ متر، با تونلزنی برای کاهش تأثیر بر ساحل، آب را با پمپهای ۵۰۰ کیلوواتی به کارخانه میرسانند. سیستم پمپاژ، با ۲۰ پمپ سانتریفیوژ (هر کدام ۵ مگاوات)، فشار ۵۵ بار برای RO ایجاد میکند و با VFD (درایو فرکانس متغیر)، راندمان را ۹۰ درصد بهینه میکند. لولههای پلیاتیلن و فولاد ضدخوردگی، جریان ۲ هزار متر مکعب بر ثانیه را تحمل میکنند. طراحی، با مطالعات هیدرولیکی، افت فشار را به ۲ بار محدود کرده و سیستم پمپاژ، با فیلترهای خودکار، گرفتگی را جلوگیری میکند.
سیستمهای کنترل و نظارت هوشمند
سیستمهای کنترل آبشیرینکن سورک، سامانه نظارت و جمعآوری دادهها (SCADA) است که با ۵ هزار سنسور، پارامترهای تصفیه، پمپها و ممبرانها را نظارت میکند و دادهها را با دقت ۹۹.۹ درصد به اتاق کنترل مرکزی ارسال میکند. سیستمهای هوشمند، با PLC و الگوریتمهای پیشبینی، فشار و جریان را تنظیم میکنند و با الگوریتمهای یادگیری ماشین، مصرف انرژی را ۵ درصد بهینه مینمایند. نظارت، با دوربینهای ۳۶۰ درجه و سنسورهای آنلاین RO، کیفیت آب را در زمان واقعی بررسی میکند و هشدارهای خودکار، نشت یا گرفتگی را میدهد.
نوع و عملکرد ممبرانهای فیلتر در فرآیند نمکزدایی
ممبرانهای فیلتر سورک، ۵۲ هزار ممبران ۱۶ اینچی (۴۰۰ هزار ممبران در مجموع) از نوع اسمز معکوس (RO) با مواد پلیآمید نازک (TFC) هستند که ۹۹ درصد نمک، مواد آلی و باکتریها را حذف میکنند. این ممبرانها، با سطح ۴۰۰ متر مربع هر کدام، در آرایش عمودی (اولین در جهان) قرار دارند و فشار ۵۵ بار را تحمل میکنند. عملکرد، با راندمان ۵۳ درصدی و عمر ۵-۷ ساله، ۴۲ درصد آب را به خروجی میدهد.
مدیریت پساب شور و اثرات زیستمحیطی آن
مدیریت پساب شور سورک، با تولید ۷۰ هزار متر مکعب برید (پساب شور با ۷۰ هزار پارت بر میلیون نمک) در روز، با لولههای زیرسطحی به دریا بازگردانده میشود و با مخلوط کردن با آب دریا، شوری را به ۵ درصد کاهش میدهد. اثرات زیستمحیطی، با مطالعات EIA، بر اکوسیستم ساحلی بررسی شده و با فیلترهای ضدکلر و UV، آسیب به ماهیها را ۹۰ درصد کم کرده است. سیستم بازچرخش، ۲۰ درصد برید را برای شستشوی ممبرانها استفاده میکند. اثرات، با نظارت سالانه، شوری محلی را ۲ درصد افزایش داده، اما با لولههای تونلزده، ساحل را حفظ کرده است. مدیریت، آبشیرینکن سورک را به کارخانهای سبز با گواهی ISO 14001 تبدیل کرده است.
بررسی کیفیت و خلوص آب خروجی
کیفیت آب خروجی سورک، با نمک کمتر از ۰.۵ پارت بر میلیون (ppm)، استانداردهای WHO و EPA را فراتر میرود و با pH ۷.۵-۸.۵ و کدورت کمتر از ۰.۱ NTU، کاملاً ایمن است. تصفیه نهایی، با کلرزنی و remineralization (افزودن کلسیم و منیزیم)، طعم و مواد معدنی را بهبود میبخشد و فلوراید را به ۰.۷ ppm میرساند. بررسیها، ۹۹.۹۹ درصد باکتریها را حذف کرده و آب را برای آشامیدن مناسب میکند.
هزینههای ساخت، تعمیر و بهرهبرداری پروژه سورک
هزینههای ساخت آبشیرینکن سورک ۵۳۵ میلیون دلار بود که ۵۲ درصد توسط IDE Technologies و ۴۸ درصد توسط Hutchison Water تأمین شد و در ۲۵ سال BOT، با درآمد از فروش آب، بازگشت سرمایه میکند. هزینه تعمیر سالانه ۱۰ میلیون دلار برای ممبرانها (هر ۵-۷ سال، ۴۰ میلیون) و پمپها (هر ۱۰ سال، ۲۰ میلیون) است. بهرهبرداری، با ۳.۵ کیلوواتساعت بر متر مکعب (۳۵ میلیون دلار سالانه) و ۵۰ کارمند، ارزان است.
