همانطور که در پست های گذشته اشاره شد، کمبود آب شیرین امروزه به یک مساله اساسی برای بیشتر کشورهای دنیا تبدیل شده است. اگرچه راه خل های مختلفی برای حل این مشکل وجود دارد اما استفاده از انواع دستگاه آب شیرین کن صنعتی، بهترین راه حل به شمار می رود. دستگاه های تصفیه آب صنعتی انواع مختلفی دارد. دستگاه های آب شیرین کن کشاورزی و دامداری که کارایی مشخصی دارند. اما دستگاه آب شیرین کن دریایی یکی از انواع این دستگاه هاست که از آب حاصل از آن می توان برای امور مختلف در صنایع استفاده کرد. در این پست قصد داریم تا شما را با این نوع از آب شیرین کن آشنا کنیم.
افزایش تقاضا برای آب شیرین در مناطق شهری و صنعتی که در مناطق خشک و نیمه خشک زمین هستند، برنامه ریزان و مسئولان را ترغیب کرده است که به دنبال منابع آب تجدیدپذیر جایگزین باشند. در سراسر جهان ، فناوری اسمز معکوس دریایی (SWRO) به یک منبع تأمین ضروری برای تولید آب شیرین در چنین مناطقی تبدیل شده اند. با این حال، پساب دستگاه آنها به طور کامل و صحیح مورد بررسی قرار نگرفته است.
دستگاه آب شیرین کن دریایی برای تصفیه آب دریا ، یا آب زیرزمینی با شوری زیاد، با TDS <40000 میلی گرم در لیتر مواد کل جامد محلول در آب TSS>30 طراحی شده اند.
فرایند این سیستم به طور مختصر شامل پیش تصفیه (فیلتر شنی، کربنی، آنتراسیت و میکروفیلتر) و غشا ممبران می باشد. کیفیت آب خروجی مطابق آب خوراکی استاندارد می باشد.
برای بیان تفاوت ها بین دستگاه آب شیرین کن صنعتی و دریایی ابتدا باید تفاوت بین آب شور دریا و آب لب شور یا آب شیرین با سختی بالا را شرح داد.
آب دریا یا آب نمکی از دریا یا اقیانوس است و به طور متوسط، آب دریا در اقیانوس های جهان دارای شوری حدود 3.5 درصد (35 گرم در لیتر ، 599 میلی متر) است. این بدان معنی است که هر کیلوگرم (تقریباً یک لیتر در حجم) آب دریا تقریباً 35 گرم از نمک های محلول (عمدتا سدیم (Na + و کلرید (Cl−) ) را دارا می باشد و دارای چگالی متوسط 1.025 کیلوگرم در لیتر است. آب دریا نسبت به آب شیرین و آب خالص متراکم تر است (چگالی 1.0 کیلوگرم در لیتر) زیرا نمک های حل شده باعث افزایش جرم نسبت به حجم می شوند. با افزایش غلظت نمک، نقطه انجماد آب دریا کاهش می یابد.
pH آب دریا به طور معمول به دامنه ای بین 7.5 و 8.4 محدود می شود در حالی که PH آب های سطحی بین 7.5 تا 6 می باشد.
آب دریا حاوی یونهای محلول بیشتر نسبت به آب های زیر زمینی لب شور می باشد. به عنوان مثال ، اگرچه آب دریا 2.8 برابر بی کربنات بیشتر از آب لب شور دارد ، اما درصد بی کربنات موجود در آب دریا به نسبت تمام یون های محلول در مقایسه با آب لب شور بسیار پایین است. یون های بی کربنات 48٪ از املاح آب رودخانه را تشکیل می دهند اما تنها 0.14٪ برای آب دریا دارند. تفاوت هایی از این دست به دلیل متفاوت بودن زمان ماندن محلول های آب دریا است. سدیم و کلرید مدت ماندن بسیار طولانی تری دارند ، در حالی که کلسیم تمایل دارد خیلی سریعتر رسوب کند. فراوان ترین یون های محلول در آب دریا سدیم ، کلرید ، منیزیم ، سولفات و کلسیم هستند.
این تفاوت ها در آب دریا باعث می شود کلیه تجهیزات دستگاه آب شیرین کن دریایی نسبت به دستگاه آب شیرین کن صنعتی متفاوت باشد .
عمده ترین تفاوت های این دو نوع دستگاه آب شیرین کن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
پمپ فیلتر شنی،
پمپ فشار قوی،
پرشر وسل،
ممبران،
لوله کشی استیل و ... اشاره کرد.
در اکثر دستگاه های آب شیرین کن دریایی پرشر وسل از نوع 1200 psi بوده و لوله کشی استیلL 316 معمولا رده 40 تا 60 ، ممبران دریایی و کلیه اتصالات از نوع دریایی می باشد.
ویژگی های یک آب شیرین کن دریایی خوب
نگرانی‌هایی در خصوص کمبود آب‌های سطحی از یک طرف و آب دریا به عنوان منبع نامتناهی آب از طرف دیگر مورد توجه قرار گرفته است. بر همین اساس، استفاده از اسمز معکوس دریایی (SWRO) برای تهیه آب شیرین برای مصارف انسانی در بین فنآوری های آب شیرین کردن افزایش می یابد.
با این حال،SWRO هنوز نیاز به انرژی زیادی دارد. بنابراین یکی از مهمترین ویژگی های یک آب شیرین کن دریایی راندمان انرژی دستگاه است. از نتایج بررسی گسترده و تجزیه و تحلیل نظری ، سه ویژگی برای بهبود بهره وری انرژی در فرآیند استفاده از اسمز معکوس دریایی SWRO پیشنهاد شده است:
به حداقل رساندن کار برگشت ناپذیر پمپ فشار قوی
یعنی در انتخاب پمپ سعی بر این باشد که نوع پمپ هرچه دقیق تر انتخاب شود میزان پساب کمتر و تولید بیشتری خواهد داشت .
انتخاب المانها با توجه به میزان املاح یا سختی مذکور
در اکثر دستگاه هایتصفیه آب دریایی، پرشر وسل از نوع 1200 psi بوده و لوله کشی استیلL 316 معمولا رده 40 تا 60 ، ممبران دریایی و کلیه اتصالات از نوع دریایی می باشد.
استفاده از پمپ CIP به صورت مجزا و به صورت اتوماتیک
از دیگر ویژگی های یک دستگاه اسمز معکوس دریایی استفاده از سیستم CIP به صوزت مجزا به این صورت که بعد از هر بار خاموش شدن دستگاه آب تولیدی خود دستگاه وارد پرشر وسل شده و یک نظافت حداقلی غشا ممبران متحمل می‌شود.
این دستگاه‌ها به منظور ذخیره سازی و نمک زدایی برای تهیه و تولید آب آشامیدنی در تاسیسات ساحلی و کشتی ها مورد استفاده قرار می گیرمد. روش اسمز معکوس بهترین روش تولید آب شیرین می باشد که به واسطه سادگی عملکرد و اجرا همچنین از لحاظ اقتصادی برای بسیاری از ارگان ها اهمیت دارد مقرون و به صرفه است. همچنین کیفیت آب تولید شده فوق العاده بالا خواهد بود. خط آب تولید شده توسط این سیستم می تواند طیف وسیعی از مایحتاج و ظرفیت‌های لازم در کشتی‌های باری، مسافربری، تاسیسات ساحلی، مصرف شرب افراد، فعالیت‌های صنعتی و... را برآورده سازد.
از عمده ترین موارد استفاده این دستگاه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- شیرین کردن آب با سختی بالا ( TDS>20000)
- تهیه آب شرب مناظق مسکونی ساحلی و افراد سکنه جزیره ها
- آب رسانی به بخش های تاسیسات ساحلی و بخش های صنعتی
- تهیه آب شرب کشتی های بابری و مسافربری بزرگ