آب بعنوان یک عامل مهم در بقای محیط زیست و رکن توسعه پایدار در جهان محسوب می‌گردد. کشور ایران در منطقه‌ای از دنیا قرار دارد که تحت تأثیر شرایط اقلیمی و زیست‌محیطی، منابع آبی آن روز به روز کاهش‌یافته و تأمین آب مورد نیاز صنعت، کشاورزی و حتی شرب مردم با مشکلات عدیده‌ای روبرو شده است. همزمان با این مشکلات، افزایش جمعیت باعث شده تا مصرف آب نیز افزایش یابد.
یکی از راه‌کارهای برون رفت از این مشکل کنترل و بهینه‌سازی مصرف آب است. امری که علاوه بر فـرهنگ‌سـازی نیاز به استفاده از فناوری‌های جدید و نوآوری دارد. بهینه سازی و کاهش مصرف آب سبب ارتقاء شاخص‌های زندگی و کاهش هزینه‌ها خواهد گردید.
یکی از جاهایی باید به کنترل و بهینه سازی مصرف آب در آن توجه شود، صنایع هستند. استفاده از آب در تمام صنایع امری رایج بوده و بدون حضور این ماده حیاتی ، انجام فعالیتهای صنعتی غیر ممکن خواهد بود.
افزایش قیمت آب مورد مصرف فرآیندهای صنعتی از یک سو و اعمال استانداردهای زیست محیطی در مورد غلظت مجاز آلاینده ها در جریان فاضلاب خروجی از سوی دیگر باعث شده تا اهمیت کنترل مصرف آب در صنایع دو چندان شود.
مقدار مصرف آب با توجه به فرآیند تولید و سطح فناوری‌های مورد استفاده در هر واحد صنعتی می‌تواند متفاوت باشد. موارد اصلی استفاده های آب در صنعت را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
در این مقاله به بررسی راه‌حل به کار برده شده توسط دو شرکت بزرگ ماشین سازی فورد و شرکت Kimball، تولید کننده مبلمان اداری، در کاهش و بهینه سازی مصرف آب خواهیم پرداخت.
یکی از مثال‌های موفق در کاهش مصرف آب صنعتی در دنیا شرکت خودروسازی فورد است. این شرکت بزرگ صنعتی آمریکا موفق شده در بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۲ میزان مصرف آب خود را %۷۱ کاهش دهد. نتیجه فعالیتهای این شرکت برای کاهش مصرف آب به صورت زیر است:
میزان مصرف کاهش آب= ۳۵۰/۳ میلیارد لیتر در سال
میزان کاهش هزینه= ۲۲ میلیون دلار در سال
در ادامه راه‌کارهای به کار برده شده توسط این شرکت برای کاهش مصرف آب را بررسی می‌کنیم.
ماشینکاری خشک
در گذشته شرکت فورد برای ماشینکاری موتور و قطعات اصلی خودرو از محلول‌های معمول برای خنک کاری و روانکاری استفاده می‌کرد. درصد زیادی از حجم محلول‌های معمول آب است که باعث می‌شود مقدار مصرف آب در فرایندهای ماشینکاری افزایش یابد.
این شرکت با تمرکز بر روی این موضوع و با همکاری یک موسسه تحقیقاتی و دانشگاه‌ها، توانست روش جدیدی برای کاهش مقدار مصرف آب پیدا کند. اساس این روش بعدها بعنوان پایه ماشینکاری خشک در نظر گرفته شد. در این روش از یک روانکار ترکیبی حاوی مقداری روغن و مقدار کمی آب استفاده شد که به صورت مستقیم بر روی نوک ابزار اسپری می‌شد. بررسی‌ها نشان داد این روش علاوه بر داشتن کارایی لازم و یکسان با محلول‌های معمول، مقدار آب مصرفی را به شدت کاهش داده است.
ادغام مراحل در خط رنگ‌کاری
یکی دیگر از دستاوردهای مهم شرکت در کاهش مصرف آب، در فرایند رنگ‌کاری بود. در فرایند رنگ‌کاری لازم است که یک پوشش فسفاته بر روی فلز اعمال شود تا چسبندگی رنگ اصلی به فلز افزایش یابد. در این مرحله برای تنظیم رطوبت و همچنین شست و شو مقدار زیادی آب مصرف می‌شود.
فرایند رنگ‌کاری در شرکت فورد شامل سه مرحله اصلی بود. در مرحله اول پوشش فسفاته اعمال شده، در مرحله دوم رنگ زیرلایه اسپری می‌شد و در نهایت رنگ اصلی در مرحله سوم بر روی قطعه اعمال می‌شد.
شرکت فورد توانست با تغییر در طراحی فرایند رنگ، مرحله اول و دوم را با یکدیگر ادغام کرده و از این طریق مقدار مصرف آب را به یک سوم کاهش دهد.
بازچرخانی فاضلاب
علاوه بر فرایندهای گفته شده، شرکت خودرو سازی فورد توانست با استفاده از نصب یک راکتور غشاء بیولوژیکی بر سر راه فاضلاب خروجی آن را به وارد یک سیستم اسمز معکوس کند. این عمل حدود ۶۵% از فاضلاب خروجی کارخانه را به چرخه استفاده برگرداند تا بتوانند از آن در جای دیگری از کارخانه مثل برج‌های خنک کننده، نظافت و آبیاری استفاده شود.
اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که شرکت فورد توانسته بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۰ مقدار آب مصرفی را ۴۰% کاهش داده در صورتی که تولید در همین سال‌ها دو برابر شده است.
شرکت Kimball که تولید کننده مبلمان اداری است، توانسته بین سال‌های ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۲ مقدار آب مصرفی برای فرایند شست و شوی قبل از پوشش را ۴۹ میلیون لیتر کاهش دهد. آمارهای مصرف آب این شرکت به صورت زیر است:
میزان کاهش مصرف آب= ۶/۹ میلیون لیتر در سال
میزان کاهش هزینه= ۸۹۶۰۰ دلار
در فرایند رنگ‌کاری لازم است که قطعات فلزی قبل از پوشش به صورت کامل شست و شو شوند تا هر گونه ماده روغنی و مزاحم از روی آن‌ها حذف شود. بعد از فرایند شست و شو قطعات باید حدود ۸ ساعت در معرض هوا قرار گرفته تا قبل از اعمال رنگ به طور کامل خشک شوند. این کار برای جلوگیری از زنگ زدگی و ایجاد لکه‌های زنگ بر روی فولاد انجام می‌شود.
برای حل معضل مصرف آب و کاهش زمان فرایند شرکت Kimball به جای شست و شو با آب از حمام‌های شیمیایی استفاده کرد. این حمام شیمیایی علاوه بر تمیز کردن سطح فلز و افزایش چسبندگی یک عامل خشک کننده نیز به حساب می‌آید که می‌تواند از ایجاد زنگ بر روی سطح فولاد جلوگیری کند. این فناوری جدید موجب شد مقدار مصرف آب در این فرایند ۵۰% کاهش پیدا کند.
شتاب دهنده واتک به عنوان اولین مرکز تخصصی شتاب دهی حوزه آب، بستری مناسب را برای پرورش و تجاری سازی ایده‌های خلاقانه و نوآورانه حوزه آب فراهم کرده است . جهت کسب اطلاعات بیشتر به سایت واتک مراجعه کنید یا با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
