تولید مزارع ماهی با کاهش هزینه به کمک فناوری نانوحباب!

به گزارش مجله خبری نگار/رسا،نانوحباب‌ها (Nanobubbles) حباب‌های گازی بسیار ریزی هستند که قطر آنها معمولاً کمتر از ۲۰۰ نانومتر است (حدود ۲۵۰۰ برابر کوچکتر از یک دانه نمک). برخلاف حباب‌های معمولی که به سرعت به سطح مایع آمده و از بین می‌روند، نانوحباب‌ها به دلیل اندازه بسیار کوچک و داشتن بار سطحی منفی، می‌توانند برای مدت طولانی (هفته‌ها و حتی ماه‌ها) در مایع معلق بمانند.

این ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد فیزیکی و شیمیایی، همراه با سطح تماس بسیار بالا نسبت به حجم، باعث می‌شود تا انتقال گاز‌ها (مانند اکسیژن یا ازن) به داخل مایعات با بالاترین میزان بهره‌وری ممکن انجام شود و خواص فیزیکی مایع نیز تغییر یابد.

امروزه فناوری نانوحباب به عنوان یک راهکار سبز، نوآورانه و تحول‌آفرین در صنایع مختلف کاربرد‌های گسترده‌ای پیدا کرده است. در حوزه کشاورزی، آب‌کشت (هیدروپونیک) و پرورش آبزیان، این فناوری با افزایش چشمگیر سطح اکسیژن محلول در سطح ریشه یا استخر، موجب بهبود سلامت، رشد سریع‌تر و افزایش چشمگیر بازدهی تولیدات می‌شود.

علاوه بر این، در صنعت تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی، استفاده از نانوحباب‌ها ضمن از بین بردن بو‌های نامطبوع و تخریب بهتر آلاینده‌ها، به طرز قابل‌توجهی راندمان تصفیه را بالا برده، مصرف انرژی و تجهیزات را کاهش می‌دهد و نقش مهمی در مدیریت بحران آب و ناترازی انرژی ایفا می‌کند.

گزارش عملکرد و اثرات اقتصادی سامانه‌های نانوحباب‌ساز در ایران

سامانه‌های نانوحباب‌ساز

تجهیزات تولیدکننده نانوحباب در حال حاضر توسط سه شرکت نانوحباب انرژی، نانوفناوری سراج و داناتجهیز پترو آب با توجه به نیاز و کاربرد تولید می‌شوند که اطلاعات فروش و اثرات اقتصادی آنها در بازه زمانی سال‌های ۱۴۰۰ تا ۱۴۰۳ به شرح زیر است:

حجم فروش آنها ۲۴۸۵ میلیارد ریال در طول سه سال است.

پیامد

افزایش ۱۲ درصدی در برداشت محصولات گلخانه‌ای به ارزش یک میلیون دلار در سال

افزایش ۱۰۰ درصدی در تولید ماهی پرورشی با ارزش یک میلیون دلار در سال

صرفه‌جویی حدود ۸۰۰ میلیارد ریال از طریق کاهش مصرف برق در تصفیه‌خانه و مزارع هیدروپونیک کشور

تامین آب آشامیدنی سالم با مصرف انرژی و مواد شیمیایی کمتر

اثرات

کمک به سلامت محیط زیست با کاهش آلاینده‌ها

ارتقای حوزه کشاورزی و تامین غذا

کمک به کاهش مشکل ناترازی انرژی کشور

قابلیت‌های اقتصادی

کاهش هزینه ۹۴ درصدی در سرمایه‌گذاری برای افزایش ۱۲ درصدی محصولات کشاورزی آب‌کشت در صورت مجهز کردن تمام گلخانه‌های کشور به این فناوری

کاهش ۸۰ درصدی در سرمایه‌گذاری برای افزایش ۱۰۰ درصدی تراکم محصولات آبزی در صورت مجهز کردن تمام استخر‌های پرورش ماهی کشور به این فناوری

کاهش ۵۵۰ الی ۷۵۰ میلیارد تومانی در سرمایه‌گذاری برای افزایش حدود ۵۰ مگاوات‌ساعت برق به ظرفیت نیروگاه‌های کشور در صورت تجهیز همه تصفیه‌خانه‌های کشور به سامانه نانوحباب

استفاده از سامانه نانوحباب در بیش از ۱۰۰ هکتار گلخانه‌های آب‌کشت صیفی‌جات تا پایان سال ۱۴۰۳، موجب افزایش ۱۲ درصدی عملکرد و ارتقای ۲۵ تا ۳۰ درصدی ارزش غذایی محصولات شده است. این فناوری با افزایش برداشت حدود ۲۴۰۰ تن محصول، ارزشی بیش از یک میلیون دلار صادرات در سال ۱۴۰۳ ایجاد کرده است.

با توجه به وجود حدود ۱۳۰۰ هکتار گلخانه آب‌کشت در کشور، تجهیز کامل آنها به سامانه نانوحباب می‌تواند افزایش عملکردی معادل ایجاد ۱۵۰ هکتار گلخانه جدید به همراه داشته باشد. تحقق این هدف از طریق فناوری نانوحباب با سرمایه‌گذاری حدود ۶۵۰ میلیارد تومان امکان‌پذیر است، در حالی که ایجاد گلخانه‌های جدید به حدود ۳ هزار میلیارد تومان سرمایه نیاز دارد.

استفاده از سامانه نانوحباب در پرورش آبزیان با بهبود کیفیت آب، توزیع یکنواخت اکسیژن و کاهش تلفات، امکان افزایش تراکم آبزی‌پروری تا دو برابر را فراهم می‌کند و به تقویت امنیت غذایی کشور می‌انجامد.

تا پایان سال ۱۴۰۳، تعداد ۱۰ استخر پرورش ماهی با ظرفیت سالانه ۱۰۰۰ تن به این فناوری مجهز شده‌اند که منجر به افزایش ۵۰۰ تن تولید ماهی شده است. با فرض قیمت ۲ دلار به ازای هر کیلوگرم، ارزش اقتصادی این افزایش تولید حدود ۱ میلیون دلار برآورد می‌شود (حدود ۳۰۰ هزار دلار در سال ۱۴۰۲ و ۷۰۰ هزار دلار در سال ۱۴۰۳). در حال حاضر، تولید سالانه محصولات آبزی در حدود ۲۵ هزار مزرعه پرورش آبزی کشور نزدیک به ۵۰۰ هزار تن است.

تجهیز کامل این مزارع به سامانه نانوحباب می‌تواند با افزایش ۱۰۰ درصدی تراکم تولید، میزان تولید را به ۱ میلیون تن در سال برساند. تحقق این هدف از طریق توسعه مزارع جدید نیازمند حدود ۱۶۷ هزار میلیارد تومان سرمایه‌گذاری است، در حالی که استفاده از فناوری نانوحباب همان نتیجه را با حدود ۲۰ درصد این هزینه، معادل ۳۲ هزار میلیارد تومان، امکان‌پذیر می‌سازد.

استفاده از سامانه نانوحباب در تصفیه فاضلاب شهری ضمن افزایش حدود ۳۰ درصدی راندمان تصفیه، موجب کاهش ۲۰ درصدی هزینه تأمین تجهیزات و دست‌کم ۴۰ درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی در مقایسه با سامانه‌های هوادهی متداول شده است.

استفاده از فناوری نانوحباب نقش مؤثری در تأمین آب آشامیدنی سالم داشته است؛ به‌طوری‌که بوی نامطبوع آب سد الغدیر ساوه برای جمعیتی حدود ۲۰۰ هزار نفر حذف شده، مصرف برق تصفیه‌خانه قیطریه تهران تا ۵۰ درصد کاهش یافته و ظرفیت تصفیه آن ۲۰ درصد افزایش پیدا کرده است.

همچنین با حذف واحد دمنده، هزینه‌های تعمیر و نگهداری این تصفیه‌خانه به‌طور چشمگیری کاهش یافته است. در سال ۱۴۰۳ نیز تصفیه آب آشامیدنی شهر گلپایگان با جمعیتی حدود ۹۰ هزار نفر به این فناوری مجهز شده است.

استفاده از سامانه نانوحباب در تصفیه فاضلاب نقش مؤثری در کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی و صرفه‌جویی انرژی داشته است. تجهیز تصفیه‌خانه فاضلاب شرکت آوا پروتئین با ظرفیت ۳۰۰ مترمکعب در روز، منجر به کاهش ۵۰ درصدی مصرف انرژی شده و در تصفیه‌خانه فاضلاب شهر تاکستان با ظرفیت ۱۳ هزار مترمکعب در روز، مصرف کلر ۳۰ درصد کاهش یافته است. همچنین تصفیه‌خانه فاضلاب شهرک صنعتی یزد نیز اخیراً به این فناوری مجهز شده است.

به‌طور کلی، به‌کارگیری سامانه نانوحباب در تصفیه فاضلاب، حدود ۵۰ درصد صرفه‌جویی در مصرف برق به همراه دارد. با توجه به وجود ۲۵۶ تصفیه‌خانه در کشور و مصرف برق حدود ۱۲۰ مگاوات در این بخش، تعمیم این فناوری می‌تواند منجر به صرفه‌جویی حدود ۵۰ مگاوات برق شود.

هزینه تأمین این میزان برق از طریق احداث نیروگاه‌های گازی جدید حدود ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ میلیارد تومان (به قیمت سال ۱۴۰۲) برآورد می‌شود، در حالی که با سرمایه‌گذاری حدود ۴۶۰ میلیارد تومان برای تجهیز تمامی تصفیه‌خانه‌ها به این سامانه، ۵۵۰ تا ۷۵۰ میلیارد تومان صرفه‌جویی اقتصادی حاصل خواهد شد.