کمبود وجود آب شیرین در سطح جهان و به پایان رسیدن منابع آبی باعث روی آوردن جهان به سمت استفاده از منابع آب دریاها و شیرین سازی با استفاده از فناوری آب شیرین کن شده است.

آب ناحیه وسیعی از زمین را پوشش می دهد که به حدود سه چهارم سطح این سیاره می رسد ، اما نمی توانیم بگوییم که همه این آب ها شیرین یا قابل آشامیدن هستند.

طبق بسیاری از آمارها ، درصد آب شیرین به حدود ۱٪ کل آب روی زمین می‌رسد.

اما با نیاز شدید به آب شیرین ، چه برای نوشیدن و چه برای اهداف دیگر مانند کشاورزی ، جستجوی روش‌های تصفیه آب بسیار بیشتر شده است.

یکی از مهمترین این روش‌ها که امروزه بسیار توسعه یافته است ، شیرین سازی آب دریا با استفاده از دستگاه‌های آب شیرین کن است.

بنابراین ، ما در اینجا به مهمترین روش‌های استفاده شده در نمک زدایی و تصفیه آب خواهیم پرداخت.

تصفیه و تصفیه آب روش‌هایی برای از بین بردن مواد شیمیایی نامطلوب ، آلاینده های طبیعی و همچنین مواد جامد معلق از آب است.

هدف اصلی این است که آب را برای کاربردهای خاص تحویل دهیم.

اهداف استفاده از فناوری آب شیرین کن

آب برای آشامیدن ضد عفونی می شود ، اما تصفیه آب ممکن است برای اهداف مختلفی از جمله شیمیایی ، پزشکی ، دارویی یا سایر کاربردهای صنعتی در نظر گرفته شود.

این روش‌ها شامل :

  • روش‌های فیزیکی مانند رسوبگذاری ، تقطیر و فیلتراسیون است.
  • روش‌های بیولوژیکی به عنوان مثال فیلترهای شن آهسته یا کربن فعال بیولوژیکی
  • روش‌های شیمیایی مانند انعقاد ، لخته شدن و کلرزنی علاوه بر استفاده از روش‌های الکترومغناطیسی مانند نور ماوراء بنفش.

نمک زدایی با استفاده از پتانسیل اقیانوس ها ، بزرگترین مخازن جهان ، یک منبع جایگزین آب مدیریتی ایجاد کرده است.

نمک زدایی در بیش از ۱۰۰ کشور جهان از جمله امارات متحده عربی ، عمان ، مالت ، پرتغال ، یونان ، ایتالیا ، هند ، چین ، اسپانیا ، قبرس ، عربستان سعودی ، ژاپن و استرالیا اجرا می شود.

در سراسر جهان ، دستگاه آب شیرین کن بیش از ۳.۵ میلیارد گالن در روز آب آشامیدنی تولید می‌کند. پتانسیل کارخانه های آب شیرین کن از سال ۱۹۹۰ تا سال ۲۰۲۰ به مقدار زیادی افزایش یافته است.

بازار آب شیرین کن آب در سراسر جهان ۱۵.۰ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۷ بوده است و با توجه به افزایش بحران آب در سرتاسر جهان جنبه اصلی برای پیشبرد نیازهای بازار برای آب شیرین کن ها در سالهای آینده بسیار خواهد بود.

فناوری نمک زدایی

تکنیک واحدی برای نمک زدایی وجود ندارد. اولیه ترین روش ها کاملاً بر اساس تقطیر یا تبخیر حرارتی آب دریا در مقیاس وسیع بود.

برخی از کارخانه های تقطیر اولیه از آب شیرین کن استفاده شده است ، اما هزینه زیاد مانع از اجرای قابل توجه این روش در مناطق مختلف در سراسر جهان می شود.

از فن آوری های غشایی برای نمک زدایی آب شور و آب دریا استفاده شده ، اما به طور معمول بیشتر برای شیرین سازی آب شور استفاده می شود زیرا هزینه با افزایش نمک آب نسبتاً افزایش می یابد.

فن آوری های مختلف غشایی می تواند میکروارگانیسم ها و بسیاری از آلاینده های طبیعی را از بین ببرد.

انواع مختلف فناوری نمک زدایی شامل موارد زیر است:

  • تقطیر
  • تقطیر فلش چند مرحله ای (MSF)
  • تقطیر چند اثر (MED)
  • فشرده سازی بخار (VC)
  • تبادل یونی
  • فرآیندهای غشایی
  • الکترودیالیز (ED)
  • اسمز معکوس
  • نانو فیلتراسیون (NF)
  • تقطیر غشایی (MD)
  • اسمز جلو (FO)

تقطیر فلش چند مرحله ای

تقطیر ثابت ترین فرآیند فناوری آب شیرین کن است که در آن از فناوری MSF به طور منظم برای نمک زدایی آب دریا استفاده می شود.

برنامه های “دو منظوره” (انرژی الکتریکی و تولید آب آشامیدنی) با استفاده از فرآیندهای نمک زدایی حرارتی انجام می شود ، همچنین از فرآیندهای حرارتی برای برنامه هایی استفاده می شود که توسط RO یا معکوس الکترودیالیز (EDR) قابل اجرا نیستند.

 به عنوان مثال ، آب تغذیه با شوری زیاد (بیش از ۵۰۰۰۰ میلی گرم در لیتر TDS) یا شرایط آب تغذیه بر عملکرد و عمر غشا تأثیر منفی می گذارد.

تحولات اخیر در فن آوری های MED و VC منجر به کاهش هزینه های سرمایه و کاهش توان کمکی مصرفی شده است که این فرآیندها را برای تقطیر MSF مقرون به صرفه می کند

به طور کلی ، فرآیندهای آب شیرین کن چند مرحله ای (MSF) و اسمز معکوس (RO) حدود ۸۰٪ از ظرفیت تولید آب شیرین کن در جهان را تشکیل می دهند.

اسمز معکوس

غشای اسمز معکوس (RO) به عنوان فیلتراسیون بیش از حد شناخته می‌شود و عالی ترین فیلتراسیون شناخته شده است.

اسمز معکوس امکان حذف ذرات کوچک و مواد آلی محلول را فراهم می‌کند.

همچنین برای تصفیه مایعات مختلف از جمله گلیکول و اتانول ، رد سایر یونها و آلاینده ها از عبور آنها از غشا استفاده می شود. از اسمز معکوس معمولاً در تصفیه آب استفاده می شود.

غشاء اسمز معکوس غشای نیمه نفوذپذیری است که به مایعات اجازه می دهد تصفیه شود تا از طریق غشاء اجازه رد کند و آلودگی های موجود در جریان رد را رد کند.

اکثر سیستم های اسمز معکوس از مکانیزم جریان متقابل برای کاهش دوره های تمیز کردن غشا استفاده می کنند.

همانطور که مایع از غشاهای اسمز معکوس عبور می کند ، پایین دست ، پساب را از آب رد شده غلیظ (آب نمک) خارج کنید.

فرآیند اسمز معکوس یک فرآیند فشار محور برای هدایت مایع از طریق غشا با استفاده از پمپ فشار است. فشار با افزایش نیروهای محرک افزایش می یابد. بنابراین ، با افزایش غلظت جریان رد ، نیروی محرکه مورد نیاز افزایش می یابد.


برای آشنایی بیشتر با فرآیند اسمز معکوس کلیک کنید


نانو فیلتراسیون

فیلتراسیون نانو با استفاده از غشایی با اندازه منافذ ۰.۵ و ۲ نانومتر و فشارهای عملیاتی بین ۵ تا ۴۰ بار انجام می شود. NF برای درمان محلولهایی استفاده می شود که حاوی مولکولهای آلی ، قندها و نمکهای چند ظرفیتی است.

غشاء نانو فیلتراسیون شارژ شده ، یون‌های دارای بار منفی مانند فسفات یا سولفات را رد می کند.

غشاء نانوفیلتراسیون بدون بار ، متناسب با شکل و اندازه مولکول ، مواد محلول را رد می کند و از آنها بارگیری نمی شود ، در حالی که برای یون های دارای بار مثبت ، رد تحت تأثیر بار غشایی و مطابق با مکانیسم رسوب زدایی غشا است.

اسمز رو به جلو

اسمز رو به جلو یک فرآیند تجاری کاملاً جدید است که برای نمک زدایی آب با استفاده از یک شیب غلظت نمک (فشار اسمزی) به عنوان نیروی محرک در غشاء استفاده می شود.

اگر یا در صورت وجود خوراک (به عنوان مثال ، آب دریا) در یک طرف غشا، ، در طرف دیگر غشا باشد ، محلول “ترسیم” فشار مجدد اسمزی بالاتر (قابل استفاده مجدد) وجود دارد.

به عنوان یک فرآیند طبیعی ، آب از محلول خوراک به محلول کشش محروم از استفاده از فشار خارجی از طریق غشاء مهاجرت می کند.


برای آشنایی بیشتر با فرآیند اسمز رو به جلو کلیک کنید


اقتباس شده از: Intechopen

ارسال پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای مورد نیاز با * مشخص شده اند.پر کردن این فیلد ضروری است *