هنگام طراحی دستگاه آب شیرین کن صنعتی هر چیزی، چه ماشین، یا برنامه یا یک فرآیند، همیشه چند فاکتور کلیدی وجود دارد. که می تواند اعتبار طرح را تعیین کند. در دهه گذشته، روش‌های تصفیه آب و فاضلاب بر روی توسعه راه‌حل‌هایی برای اپیدمی کمبود آب با تأکید بیشتر بر پایداری متمرکز شده‌اند. طراحی کارخانه اسمز معکوس آب دریا (SWRO) نیازمند تجزیه و تحلیل دقیق با معیارهای متعددی است که در طراحی این سیستم ها در نظر گرفته می شود.
در طراحی کارخانه SWRO، یکی از معیارهایی که باید در نظر گرفته شود. فرآیند جذب آب دریا و فرآیند تخلیه جریان آب نمک غلیظ به داخل اقیانوس است.
یکی دیگر از معیارهای مهمی که در طراحی کارخانه SWRO باید در نظر گرفته شود، مهندسی فرآیند پیش تصفیه بر اساس کیفیت آب یک مکان خاص است. در زیر، به طور مختصر در مورد اینکه چرا این فرآیندهای ذکر شده در بالا بسیار مهم هستند و چند راه برای رسیدگی به آنها بحث خواهیم کرد.
مصرف
در دستگاه آب شیرین کن صنعتی بزرگترین نگرانی برای جذب، احتمال برخورد و جذب موجودات دریایی است. دقیقا چه معنی میدهد؟ خوب، تعاریف کلی برای هر کدام عبارتند از:
ضربه زدن: تأثیر فیزیکی (روی) برخورد کردن، تصادف کردن (بر)
Entrain (در مهندسی): به دام انداختن یک ماده توسط ماده دیگر
در این زمینه، برخورد به ارگانیسم‌های بزرگ‌تری اشاره دارد که به صفحه توری اطراف ورودی گیر می‌کنند.
از سوی دیگر، حباب به موجودات کوچکتری اشاره دارد که می توانند از شبکه عبور کنند. آنها با هم به سادگی به حذف جمعی موجودات دریایی توسط سیستم جذب اشاره می کنند.
تا کنون، واقعاً هیچ مدرک عددی و قطعی وجود ندارد که نشان دهد برخورد و حباب باعث ایجاد تغییرات قابل توجهی در اکوسیستم اطراف می شود، زیرا ارزیابی آن دشوار است.
با این حال، این مسائل مربوط به برخورد و حباب سیستم های صفحه ورودی مش معمولی می تواند باعث افزایش قابل توجهی در هزینه های عملیاتی شود.
این هزینه های عملیاتی با تمیز کردن صفحه نمایش، افزایش مصرف انرژی توسط پمپ های ورودی و هزینه مواد شیمیایی مرتبط به دلیل تغییرات در کیفیت آب مرتبط است.
چند گزینه برای مقابله با برخورد و حباب وجود دارد:
محل ورودی و طراحی
آبگیرها را می توان در مناطقی قرار داد که بهره وری بیولوژیکی کمتر یا غلظت کمتری از جانداران دریایی وجود دارد. ورودی ها همچنین می توانند با نرخ بازیابی بالاتر طراحی شوند، به این معنی که آب کمتری باید از اقیانوس کشیده شود.
ورودی های تخصصی با سرعت پایین به موجودات دریایی اجازه می دهد تا از جریان القایی از پمپ های ورودی فرار کنند و همچنین میزان رسوب/سیلت از کف اقیانوس را کاهش می دهد. این فرآیند به جلوگیری از ورود و برخورد کمک می کند.
نوع ورودی
انواع مختلفی از آبگیرها در طراحی کارخانه SWRO وجود دارد که می توان آنها را به دو گروه اصلی تقسیم کرد: سطحی و زیرسطحی.
رایج ترین سیستم های آبگیر، آبگیرهای سطحی هستند که شامل آبگیرهای عمیق، آبگیرهای خشکی و آبگیرهای دریایی می باشد. اینها مستقیماً به اقیانوس باز هستند و بنابراین از ترکیبی از مکان، مانع و عوامل بازدارنده برای کاهش حوادث برخورد و حباب استفاده می کنند.
آبگیرهای زیرسطحی در زیر کف دریا قرار دارند، بنابراین هیچ گونه برخورد یا حباب ایجاد نمی کنند و مزایای اضافی فیلتراسیون طبیعی از طریق شن و ماسه را دارند. چنین سیستم هایی شامل چهار نوع آبگیر چاه و دو نوع گالری می باشد.
موانع و عوامل بازدارنده
گاهی اوقات این کار به سادگی نصب یک دیوار یا مانعی است که ماهی ها از آن اجتناب می کنند تا آنها را از ورودی دور نگه دارد. موانع چیزهایی مانند تورها یا صفحه های مسافرتی یا غیرفعال هستند که از نظر فیزیکی مانع از نزدیک شدن ارگانیسم ها به ورودی می شوند. عوامل بازدارنده با توسل به واکنش اجتنابی با چیزهایی مانند حباب‌های هوا، چراغ‌های برق، مولدهای صدا و کلاهک‌های سرعت، ارگانیسم‌های دریایی را از نزدیک‌تر شدن منصرف می‌کنند.
تخلیه / خروج
تخلیه کنسانتره آب نمک هدف سیستم خروجی و بخشی جدایی ناپذیر از طراحی SWRO است. همانطور که در مورد مصرف، نگرانی اصلی برای تخلیه خروجی آسیب احتمالی موجودات دریایی از شوری بالا تخلیه آب نمک است. آب شور غلیظ تر از متوسط آب اقیانوس است. بنابراین، پس از تخلیه، آب نمک به کف دریا فرو می رود. این می تواند شوری موضعی دریا را افزایش دهد و اثرات منفی بر موجودات حساس به تغییرات در ترکیب آب اطراف داشته باشد.
برخی از گزینه ها برای بهبود سیستم های خروجی آب شیرین کن صنعتی عبارتند از:
دیفیوزرها
به جای پمپاژ تمام کنسانتره آب نمک از یک لوله، می توان دیفیوزرها را به صورت سری در امتداد یک لوله قرار داد . تا مخلوط شدن را تشویق کند و از نشستن آب نمک در کف دریا جلوگیری کند. همچنین دیفیوزرهای تخصصی با سرعت کم وجود دارند که باعث افزایش انتشار و رقیق شدن آب نمک در محدوده وسیع تری می شوند.
رقیق سازی
ترشحات آب نمک به دلیل غلظت آن خطرناک است، اما رقیق کردن آن با آب بیشتر باعث کاهش آن می شود. آب رقیق‌کننده را می‌توان از پساب تصفیه‌شده تصفیه‌خانه‌ها، برج‌های خنک‌کننده نیروگاه‌ها یا سایر منابع صنعتی در صورتی که در نزدیکی این تأسیسات قرار گرفته باشد، دریافت کرد.
گالری ها و ترانشه های نفوذی
این سیستم ها شبکه های بزرگی از لوله ها هستند که در زیر لایه نازکی از ماسه مدفون شده اند. پخش آب نمک به این روش، آب نمک را به آرامی و در یک منطقه گسترده دوباره وارد می کند تا اختلاط به طور بالقوه به طور طبیعی رخ دهد.
تخلیه مایع صفر (ZLD)
این سیستم ها به طور فزاینده ای در بسیاری از برنامه های کاربردی طراحی کارخانه SWRO صنعتی محبوب شده اند. با این حال، عملیات آنها ممکن است پرهزینه باشد. در مورد استفاده از یک سیستم ZLD برای بازیافت تخلیه نمک‌زدایی آب دریا، یک فرآیند تبخیر حرارتی به دلیل سطح شوری در آب تخلیه مورد نیاز است. برای استخراج و خشک کردن نمک از این آب نمک، یک فرآیند متوالی کریستالیزاسیون لازم است تا بر این اساس به فروش برسد. منبع