چگونه آب شور را به آب آشامیدنی تبدیل کنیم؟
نود و هفت درصد از آب زمین را میتوان در اقیانوسها یافت. نمکزدایی فرآیندی است که در آن آب شور به آب آشامیدنی تبدیل میشود. کشورها مجبورند آب شیرین را با نمکزدایی تولید کنند، زیرا آب شیرین محدود و یا در دسترس نیست. فناوری نمکزدایی، همراه با تولید آب شیرین، پیشرفتهای صنعتی به مناطقی میدهد که در نبود آب شیرین ممکن است توسعه نیافته و غیر قابل سکونت باقی بمانند. مهمتر از همه، سلامت و رفاه بسیاری از مردم با آب آشامیدنی تصفیه شده، بهبود یافته است. با این مقاله از گروه بازرگانی ایوا همراه باشید تا با فرآیند تبدیل آب شور به آب آشامیدنی بیشتر آشنا شوید.
نمکزدایی
نمکزدایی یک فرآیند پیچیده چند مرحلهای که شامل مجموعهای از تکنیکهای تخصصی فیلتراسیون است. فرآیند نمکزدایی، حذف املاح و مواد معدنی از آب آشامیدنی تعریف شده و میتوان با تقطیر انجام داد، اما هزینههای بسیار بالایی دارد. بهترین فناوری موجود، فیلتراسیون اسمز معکوس (RO) است. این فرآیند، با استفاده از غشای اسمز معکوس، به فناوری اصلی نمکزدایی مورد استفاده در سراسر جهان تبدیل شده است. تا سال 2015 بیش از 18000 کارخانه آب شیرین کن در 150 کشور در سراسر جهان فعال بودند و بیش از 300 میلیون نفر برای تولید بیش از 22 میلیارد گالن آب در روز به نمکزدایی متکی هستند.
تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی چندین مزیت دارد. آب دریا همیشه در دسترس است زیرا حدود 97 درصد آب روی زمین، آب شور است. این یک منبع قابل اعتماد و نامحدود برای دستیابی به آب شیرین است. عملیات نمکزدایی را میتوان در مناطق ساحلی ایجاد کرد و آب شیرین را به مناطق دوردست فرستاد.
برای خواندن مقاله چقدر آب شرب در جهان وجود دارد اینجا کلیک کنید
فرآیند تصفیه
تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی در مقایسه با پردازش آب شیرین خام به آب آشامیدنی مناسب برای مصرف، بسیار پیچیدهتر است. آب دریا علاوه بر شور بودن، مملو از ذرات معلق میباشد. هر گالن آب دریا حاوی میلیونها سلول جلبک زنده و مرده، باکتری و زئوپلانکتون است. آخرین تهدیدی که برای کارخانههای نمکزدایی وجود دارد، اگزوکاربرهای شفاف (TEPs) هستند. TEPها باکتریها را حمل میکنند و یک منبع غذایی آماده برای تحریک رسوب زیستی در سراسر کارخانه نمکزدایی فراهم میکنند. تمام این مواد معلق با حرکت آب، حرکت شنای پلانکتونها و جلبکها و نیروهای الکترواستاتیکی (پتانسیل زتا) به حالت تعلیق در میآیند. مرحله اول فرآیند نمکزدایی بر حذف مواد جامد معلق و کلوئیدها از آب متمرکز است. آب شور با یک عامل انعقاد مانند سولفات آهن یا مواد شیمیایی لختهسازی پلی الکترولیت پیشرفتهتر هم زده میشود. هدف این است که بارهای الکترواستاتیکی که ذرات معلق را نگه میدارند، در یک محفظه تهنشین شوند. برخی از منعقدکنندهها نیز باعث میشوند که ذرات، تجمعات سنگینتری را تشکیل دهند که سرعت ته نشینی را بالا میبرد.
فیلتر چند منظوره
آب در حال حاضر از طریق یک محفظه چند منظوره حاوی لایههایی از محیطهای دانهای مانند سنگ ریزه، ماسه ریز، گارنت و آنتراسیت فیلتر میشود. سرعت جریان آهسته است تا امکان جذب ذرات را فراهم کند. ذرات معلق توسط یک فیلتر شنی بزرگ به دام میافتند. فیلتر چندمنظوره، به صورت دورهای، شستشوی معکوس میشود تا ذرات و زبالههای گرفته شده را پاک کند. فیلترهای کارتریج رسوبی به عنوان آخرین مرحله پیش تصفیه عمل میکنند. کارتریجهای فیلتر پنج میکرونی، ذراتی را که از طریق فرآیند انعقاد و لخته سازی میلغزند را جذب میکنند. تعداد ذرات معلق که از این مرحله خارج میشوند کنترل شده تا از گرفتگی غشاء RO جلوگیری شود.
پمپهای فشار قوی
پس از مراحل فوق، آب شفاف شده، تحت فشار بالا به مجموعهای از فیلترهای اسمز معکوس پمپ میشود. آب ورودی با فشار بالا (حدود 800 psi) از طریق غشاهای اسمز معکوس مارپیچی وارد میشود. هر چه فشار بیشتر باشد، سرعت حرکت آب شیرین از طریق غشاها بیشتر میشود. دو نوع پمپ آب برای سیستمهای RO نمکزدایی استفاده میشوند: پمپهای گریز از مرکز و پمپهای جابجایی مثبت.
برای خواندن مقاله عملکرد پمپ در دستگاه تصفیه آب اینجا کلیک کنید
فرآیند اسمز معکوس
سختی آب دریا (TDS) بین 27000 تا 35000 ppm متغیر است. اندازه منافذ غشای اسمز معکوس حدود 001/0 میکرون است. تحت فشار، آب شیرین از غشاء عبور میکند. در حالی که آب شور غلیظ حاوی مواد معدنی و آلایندهها، شستشو داده میشود و یا برای بازیافت و پردازش بیشتر ذخیره میشود.
غشای اسمزی اجازه میدهد تا آب با سرعتی بسیار بالاتر از نمکهای محلول از آن عبور کند. برخی از طرحهای نمکزدایی، از غشاهای RO با بار الکترواستاتیکی برای بهبود جداسازی مواد معدنی و نمکها از آب استفاده میکنند. سیستمهای نمکزدایی از فیلترهای غشایی اسمز معکوس متعدد برای افزایش مقدار آب محصول تصفیه شده در روز استفاده میکنند. فرآیند نمکزدایی، یونهای معدنی و نمک را در اطراف فیلم غشایی متمرکز میکند. با این حال، اگر نمکها فراتر از حد اشباع مجاز متمرکز شوند، مواد معدنی جامد روی غشا رسوب میکند. آنتی اسکالانت به عنوان یکی از الزامات طراحی، برای جلوگیری از تشکیل رسوب مواد معدنی مخرب به سیستم RO اضافه میشود.
غشاهای اسمز معکوس مورد استفاده در سیستمهای نمکزدایی، معمولاً دارای نرخ دفع نمک 99 درصد با نرخ بازیابی 45 درصد هستند. غشاهای RO پرهزینهترین مواد مصرفی در فرآیند نمکزدایی هستند. به حداقل رساندن آسیب غشا و افزایش عمر مفید به منظور کاهش هزینه است. مبادله بین هزینههای جایگزینی غشا، زمان از کار افتادن و تعمیر و نگهداری با نرخ بازیابی کمتر متعادل میشود.
برای خواندن مقاله RO یا اسمز معکوس چیست اینجا کلیک کنید
پس از تصفیه و ذخیرهسازی
در این مرحله آب شیرین است اما از نظر بیولوژیکی خالص نیست. بنابراین، آب شیرین در معرض یک سیستم ضدعفونی فرابنفش قرار میگیرد. هنگامی که میکروارگانیسمهایی مانند جلبکها، قارچها، باکتریها و انگلها در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار میگیرند، DNA آنها آسیب میبیند و آنها میمیرند. در کارخانههای آب شیرینکن با ظرفیت بالا، جریان آب بین چندین واحد UV تقسیم میشود. این محاسبه دقیق، ضدعفونی مناسب آب را هنگام عبور از لامپهای UV با سرعت مناسب تضمین میکند. این آب ممکن است با آب زیرزمینی فیلتر شده مخلوط شود تا خاصیت قلیایی پیدا کند و و املاح معدنی مفید به آن، اضافه شود. همچنین ممکن است، آب قبل از ارسال به سیستم توزیع آب در سطح شهر با مواد ضدعفونیکننده مانند کلر یا کلرامین تصفیه شود.
آیا نمکزدایی منطقی است؟
سیستم نمکزدایی اسمز معکوس در هر جایی که کمبود آب شیرین و منبع خوبی از آب دریا وجود داشته باشد، قابل توجیه و منطقی است.
ممنون از اینکه تا انتها با این مقاله از گروه بازرگانی ایوا همراه بودید. شما عزیزان برای ارتباط با کارشناسان گروه بازرگانی ایوا و دریافت مشاوره رایگان میتوانید از طریق صفحه چت آنلاین در سایت رسمی گروه بازرگانی ایوا و یا تماس با شماره 41063000 اقدام کنید.