شیرین سازی آب های شور

 

شیرین سازی آب چیست؟

به هرنوع فرآیند نمک زدایی میتوان شیرین سازی آب گفت.این فرآیندها در هرگجا از تصفیه خانه، شرکت ها یا آزمایشگاه ها انجام شود. با گسترش تکنولوژی روش های شیرین سازی آب به روش هایی با هزینه های تقریبا یکسان با سایر فرآیندهای تولید آب قابل آشامیدن تبدیل شده است..

اولین نیازها به شیرین سازی آبهای شور در زمان جنگ جهانی دوم و محدودیت آب های شیرین در دسترس مشاهده شد که درنتیجه آن کشورهای مختلف شروع به تحقیقات راجع به روشهای مختلف آن کردند.

 

تکنولوژیهای شیرین سازی آب

فرآیند شیرین سازی آب شور با هر روشی شامل دو نوع فرآورده است یکی با خلوص بالا و درصد نمک کمتر و دیگری با درصد بالاتر نمک نسبت به شروع فرآیند.

دو نوع پرکاربرد شیرین سازی آب روشهای حرارتی و غشایی هستند که در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار میگیرند.هریک از این نوع روشها شامل زیرمجموعه ای از انواع پیاده سازی ها هستند اما استفاده از انرژی برای انجام عملیات و تولید آب آشامیدنی در تمام آنها یکسان است.

جالب است بدانید ظرفیت تولید آب آشامیدنی در جهان به هر دو روش غشایی و حرارتی در ابتدای سال 2000 حدود 7 میلیارد گالن با سهم 50-50 برای هر یک از تکنولوژی ها در روز بوده است. طبق آمارها واحدهای شیرین سازی آب دریاها از سال 1972 تا 1999حدودا 12% در هر سال افزایش داشته است. از این تعداد واحدها آمریکا در سال 2003 رتبه اول را دارا بوده اما از لحاظ حجم تولیدی در رتبه دوم جهانی قرار میگیرد.

تمامی روشهای پرکاربرد برای هر دو نوع تکنولوژی غشایی و حرارتی در جدول زیر نمایش داده شده اند.

تکنولوژی غشایی	تکنولوژی گرمایی
الکترودیالیز	تقطیر فلش چند مرحله ای
الکترودیالیز معکوس	تقطیر چند اثره
اسمز معکوس	تقطیر فشرده سازی بخار

روشهای حرارتی

روشهای حرارتی همانطور که از نامشان میتوان حدس زد برای تصفیه نیاز به انرژی حرارتی دارند. در این روش با استفاده از حرارت نمک از آب جدا شده و با جمع آوری آب خالص، آب تصفیه شده به دست می آید. روشهای حرارتی به دلیل هزینه بالایی که دارند به ندرت در تصفیه آبهای با درجه شوری کمتر از 3% استفاده میشود اما برای تصفیه آب های دریا مناسب است. این تکنولوژی به سه روش  تقطیر فلش چند مرحله ای، تقطیر چند اثره و تقطیر فشرده سازی بخارپیاده سازی میشود.

روش  تقطیر فلش چند مرحله ای

این روش از تقطیر چند مرحله ای استفاده میکند که در آن هر مرحله برروی محصول مرحله پیشین با فشار کمتری فعالیت میکند. در مرحله اول آب ورودی تحت فشار قوی گرم شده و وارد مرحله اول تصفیه میشود که در آن فشار، آزاد شده و باعث میشود آب به سرعت به جوش آمده و تبخیر سریع یا فلش روی دهد. بخش تبخیر شده به مرحله بعد با فشار کمتر وارد میشود و در هرمرحله به دلیل وجود لوله های خنک کننده این بخارها به آب تبدیل و برای انتقال به مرحله بعد آماده میشوند. در این روش معمولا بخش کوچکی از آب ورودی به آب تصفیه شده تبدیل میشوند.

واحدهای شیرین سازی که به این روش کار میکنند از حدود سالهای 1950 شروع به ساخت شدند و میتوانند شامل 15 تا 20 مرحله شیرین سازی باشند. این شیوه خود به دو روش بازیافتی و یکباره پیاده سازی میشوند. در روش یکباره آب ورودی یکبار گرم شده و از تمامی مراحل عبور میکند و در هر فرآیند تصفیه، آب باقیمانده دور ریخته میشود درحالیکه در روش بازیافتی آب باقیمانده در سیستم لوله های خنک کننده مورد استفاده قرار میگیرد. نحوه ساخت مراحل نیز میتواند یا به صورت لوله های پی در پی و پشت سر هم باشد و یا به صورت موازی با یکدیگر کار کنند.

در صورتیکه از استیل ضد زنگ در این روش استفاده نشود امکان خوردگی دستگاه وجود دارد به علاوه احتمال فرسایش را نیز نباید نادیده گرفت.

با این وجود تقریبا 50% از آب شیرین سازی شده در جهان در سال 2003 متعلق به این روش بوده است که اکثرا در خاورمیانه به دلیل فراوانی انرژی انجام شده است.

روش تقطیر چند اثره

این روش از اواخر دهه 50 میلادی تا اوایل 60 مورد توجه قرار گرفت. این روش از قوانین تبخیر و چگالش در کاهش فشار تبعیت میکند. در این روش در هر مرحله فشار کاهش می یابد اما با تبخیر کردن تدریجی آب، آب آشامیدنی تولید میشود. با کاهش فشار، آب در دمای  پایینتر به جوش میرسد بنابراین هر مرحله در حقیقت واسطه ای برای گرم کردن آب برای مرحله بعدی محسوب میشود چرا که هر بخش از بخش قبلی دارای فشار کمتری است. با افزایش تعداد مراحل، کارآیی نیز افزایش میابد. لوله های استفاده شده در این روش میتوانند عمودی یا افقی پیاده سازی شوند.

تقطیر فشرده سازی بخار

این روش میتواند به همراه سایر روشهای گفته شده نیز به کار رود. در این روش برخلاف روش های دیگر که باید از موتورهای تولید حرارت استفاده میشد، گرمای لازم برای تبخیر کردن آب ورودی از فشرده سازی بخار آب تامین میشود.

این نوع واحدهای شیرین سازی معمولا از نظر ظرفیت کوچک هستند و در سایز هتل ها و مناطق تفریحی مورد استفاده قرار میگیرند.

برای توضیح روش های غشایی ما را در مقاله بعد دنبال کنید.

بیشتر بخوانید.