آب شیرین کن آب دریا: تکنیک های شیرین کردن و نمک زدایی محلول ها در گستره بسیار وسیعی در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد. روش تقطیر برای بدست آوردن آب آشامیدنی از آب دریا برای نزدیک به ۱۵۰ سال استفاده شده است. در دهه ۱۹۵۰ روش الکترودیالیز در مقیاس صنعتی و در دهه ۱۹۶۰ روش اسمز معکوستوسعه یافت.
آب شیرین کن آب دریا | تصفیه فاضلاب | آریا عمران
از آنجایی که بسیاری از مناطق جهان از کمبود آب آشامیدنی رنج می برند (این مشکل ۳۰ درصد جمعیت را تحت تأثیر قرار می دهد)،
نمک زدایی عمدتاً برای تهیه آب آشامیدنی از آب های شور استفاده می شود. ظرفیت کل تاسیسات تقریباً ۳۳ میلیون متر مکعب در روز آب شیرین شده است
که تقریباً ۲۰ میلیون متر مکعب در روز از نمک زدایی آب دریا (عمدتاً آب اقیانوس) حاصل می شود.و بقیه به اصطلاح نمک زدایی آب های شور
نمک زدایی همچنین برای تصفیه فاضلاب های صنعتی در مدارهای آب بسته، برای نمک زدایی آب های خنک کننده و سایر آب های فاضلاب استفاده می شود.
منابع آب شور
آب دریا منبع نامحدودی از آب برای فرآیندهای نمک زدایی است، از این رو سهم زیادی در تولید آب شیرین شده دارد.
منبع دوم به اصطلاح آب شور اسا۶ که معمولاً از منابع زیرزمینی جمع آوری می شود.
انتخاب روش نمک زدایی توسط عوامل بسیاری، به ویژه شوری آب، تعیین می شود.
آب شیرین کن آب دریا
در مورد آب دریا، روش های تبخیری تا پایان قرن بیستم غالب بود. استفاده موثر آنها برای نمک زدایی از اوایل سال ۱۸۶۱
آغاز شدزمانی که به اصطلاح تقطیر ساده که قبلاً در قرون وسطی شناخته شده است. این کار با بازیابی گرمای میعانات انجام شد
و در نتیجه مصرف انرژی ویژه را به شدت کاهش داد. الکترودیالیز، که در دهه ۱۹۵۰ توسعه یافت، که در آن نمکزدایی شامل انتقال یونها
تحت تأثیر میدان الکتریکی از طریق غشاهای تبادل آنیون و کاتیونی است که به طور متناوب مرتب شدهاند، عمدتاً برای نمکزدایی آب شور استفاده میشد.
در مورد آب دریا، هزینه نمکزدایی الکترو دیالیز زیاد است، زیرا مصرف انرژی متناسب با مقدار نمک منتقل شده از طریق غشاها است
و هنگام کار با محلولهای غلیظ، نسبت فرآیندهای جانبی افزایش مییابد و به طور قابلتوجهی بازده فعلی را کاهش میدهد.با این روند امروزه
فقط اسمز معکوس به رقیبی برای روش های تبخیری تبدیل شده است. توسعه سریع این روش در دهه ۱۹۶۰ اتفاق افتاد.در روش اسمز معکوس (RO)،
حلال (آب) پس از اعمال فشار بیش از مقدار فشار اسمزی ۶، ۹ بر روی سمت تغذیه، در جهتی که غلظت اجزای کم مولکولی را کاهش می دهد،
از طریق غشا حمل می شود . استفاده از دستگاه آب شیرین کن اسمز معکوس در ایالات متحده و کشورهای حوزه مدیترانه غالب است،
در حالی که در کشورهای خلیج فارس ، روش های تبخیری را بیشتر به کار می برند. این به دلیل این واقعیت است که شوری آب بسیار بیشتر است
و لزوم استفاده از فشار بالاتر در فرآیند RO و همچنین بازده کمتر آب شیرین شده (محدودیت در اینجا شوری نهایی است. محفظه و مقدار فشار اسمزی آن).
همچنین خطر پوسته پوسته شدن و رسوب، به ویژه رسوب زیستی – به دلیل دمای بالای آب وجود دارد.
معیار تاثیر روش های دستگاه آب شیرین کن
اثربخشی روش های آب شیرین کن با استفاده از معیارهای مختلف مقایسه می شود. یکی از آنها مصرف انرژی است.
البته شایان ذکر است که انرژی حرارتی که منبع اصلی انرژی در فرآیندهای تبخیری است، چندین برابر ارزانتر (قیمت واحد)
از برق است که تنها منبع انرژی در RO است. بنابراین مقایسه از نظر هزینه انرژی معنادارتر است.
بنابراین هنوز با وجود استفاده از انرژی حرارتی ارزان در سیستم ترکیبی (تولید برق – نمک زدایی آب)،
هزینه انرژی در روش های تبخیری بسیار بیشتر است و افزایش هزینه نمک زدایی RO با استفاده از روش تبخیری را تعیین می کند.
دومین عامل مهم، هزینه های سرمایه گذاری بالاتر برای روش های تبخیری است.
در نتیجه پیشرفت تکنولوژی، هزینه واحد نمک زدایی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
چنین کاهش قابل توجهی از هزینه ها به لطف تکنیک های پیشرفته برای بازیابی انرژی از جریان حفظ شده امکان پذیر است.
با توجه به داده های به دست آمده ، مصرف انرژی در مورد نمک زدایی آب دریا با استفاده از روش RO می تواند کمتر از ۱٫۶ کیلووات ساعت
در متر باشد.با این حال، در عمل، مقدار کمتر از ۳٫۹ کیلووات ساعت / متر ۳ ۱۴ را نمی توان به دست آورد .
آب شیرین کن آب های زیرزمینی شور
سالهاست که الکترودیالیز روش غالب در آبهای شور بوده است. موقعیت آن پس از ایجاد یک الکترودیالیز قطبی متناوب به نام EDR (EDR) 15
توسط Ionics ایجاد شد. در این روش جهت جریان ۳-۴ بار در ساعت تغییر می کند. این امر جهت حرکت یونها را معکوس میکند،
بنابراین محفظههای رقیق به اتاقهای کنسانتره و اتاقهای کنسانتره تبدیل به اتاقهای رقیق میشوند. این امر حذف کلوئیدها و احتمالاً رسوبات
تازه رسوب یافته را تضمین می کند و در نتیجه از مسدود شدن غشاها جلوگیری می کند. چنین سیستمی امکان عملکرد در مقادیر بالای سولفات کلسیم
و کربنات کلسیم و بدون دوز کردن مواد شیمیایی را برای بهبود حلالیت این نمک ها فراهم می کند. این تکنیک، طول عمر غشا را افزایش می دهد
و هزینه فرآیند را کاهش می دهد، در عین حال دامنه کاربرد الکترودیالیز را به آب های آلوده به ترکیبات معدنی و آلی گسترش می دهد.
علاوه بر الکترودیالیز (ED) و الکترودیالیز برگشت پذیر (EDR)، RO برای نمک زدایی آب شور استفاده می شود.
و برای بیش از ده سال نیز نانوفیلتراسیون (NF) استفاده می شد. استفاده از NF به ویژه در مورد آب هایی که SO آنیون
غالب است توجیه می شود. مصرف انرژی عمدتاً به شوری آب ورودی بستگی دارد و به میزان ۱-۲٫۶ کیلووات ساعت
در متر مکعب می باشد . بنابراین انتخاب روش با توجه به شرایط محلی تعیین می شود، به عنوان مثال سهم اجزای نامطلوب
در آب، به ویژه آلی، که عبارتند از: با استفاده از روش های فشار (NF, RO) حذف می شوند و با توجه به اصل فرآیند، توسط الکترودیالیز حذف نمی شوند.