اگرچه تصفیه آب و یا استفاده از انواع آب شیرین کن صنعتی و خانگی می تواند تا اندازه زیادی، مواد آلاینده موجود در آب را حذف کند، اما برخی مواد شیمیایی هستند که به راحتی از آب خذف نمی شوند و برای تصفیه آنها لازم است که از روش های خاصی استفاده شود. یکی از این مواد، مس است که در این پست قصد داریم به روش های حذف آن از اب و پساب بپردازیم.
با رشد و توسعه تکنولوژی، آسایش در زندگی بیشتر و انجام کارها آسان‌تر گردید، اما اثرات منفی بر سلامت انسان و طبیعت را شاهد هستیم. به طوری که در کارخانجات صنعتی حجم بالایی از فلزات سنگین مضر از جمله مس وارد آب و پساب‌ها می‌شود. علاوه بر این، آتلیه‌های عکاسی و صنایع چاپ، هوا فضا، صنایع تولید چرم، صنایع آبکاری فلزات، تولید آفت کش‌ها و مواد شیمیایی نیز مقادیر زیادی مس را تولید و وارد طبیعت می‌کنند. مس موجود در طبیعت در حالت‌های گوناگونی قرار دارد و ورود آنها به بدن اگر بیش از اندازه استاندارد باشد، ضررهای فراوانی به همراه دارد که مهم‌ترین آنها عبارتند از:
با این حال، مقدار استاندارد مس برای سلامتی بسیار مفید بوده و منجر به جلوگیری از کم خونی و مشکلات تیروئید شده، همچنین از پوسیدگی دندان نیز جلوگیری می‌نماید. اما همانطور که اشاره شد، مقدار زیاد آن برای سلامت انسان مضر است. به همین دلیل با استفاده از روش‌های مختلف، تلاش می‌شود تا مقدار آن در سطح استاندارد قرار گیرد. به عبارت دیگر در این روش‌ها، هدف، حذف ۱۰۰ درصدی مس نیست و فقط تلاش می‌شود تا میزان آن به حد استاندارد برسد. زیرا کمبود آن باعث بیماری‌های مختلف می‌شود.
برای حذف این فلز از آب و پساب‌ها روش‌های متعددی در نظر گرفته می‌شود. در ادامه مطلب این روش‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
یکی از رایج‌ترین و کاربردی‌ترین روش‌ها برای اینکه مقدار زیادی از یون‌های مس موجود در آب و پساب‌ها حذف شود، استفاده از دستگاه آب شیرین کن صنعتی یا اسمز معکوس است. این روش که به شیرینی‌سازی آب صنعتی نیز معروف است، با کمک غشاهای نیمه تراوا عمل می‌کند. اسمز معکوس کاملاً عکس رفتار طبیعت عمل کرده و تلاش می‌کند تا آب حاوی فلزات سنگین به سمت آب‌شرین بدون فلزات انتقال پیدا کند. در حالت کلی، در این روش، غشای نیمه تراوا در مرکز دستگاه قرار گرفته و آب حاوی مس و سایر یون‌های فلزی وارد آن شده و با فشار پمپ از غشا عبور داده می‌شود. در نتیجه آب و پساب خروجی از دستگاه مقدار بسیار کم و ناچیزی ناخالصی خواهد داشت.
در انتخاب روش‌های حذف مس از آب ابتدا باید به این امر مهم توجه داشت که ترکیبات مضر جانبی تولید نشود. به همین دلیل تا حد امکان نباید از مواد شیمیایی برای این منظور استفاده نمود. جذب سطحی یکی از ایمن‌ترین روش‌ها برای کاهش مس در آب است که با کربن اکتیو می‌توان آن را اجرا نمود. کربن فعال تمایل زیادی به جذب فلزات و یون‌ها دارد و هیچگونه ترکیب جانبی خطرناک و مضر در این روش تولید نمی‌گردد. با عبور آب حاوی مس از روی کربن فعال، یون‌های مس جذب آن شده و از این طریق تصفیه انجام می‌گردد.
از دیگر روش‌های کاربردی که با هزینه کم هم قابل اجرا است، ته نشینی شیمیایی است. برای کاهش مس موجود در آب، در این روش نیاز به تجهیزات خاصی نیست و تنها به مواد منعقد کننده و رسوب دهنده نیاز خواهید داشت. بعد از ورود و تزریق مواد منعقد کننده، یون‌های فلزی تشکیل لایه‌های لخته مانند می‌دهند. با گذشت زمان این لخته‌ها در کف مخزن، ته نشین شده و تشکیل لایه‌های لخته مانند می‌دهند. یکی از معایب این روش صرف هزینه برای تخلیه لجن فعال است.
استفاده از رزین تبادل یونی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب بسیار زیاد بوده و گزینه بسیار کاربردی برای کاهش فلزات موجود در آب می‌باشد. رزین قدرت بالایی در تبادل یون داشته و به همین دلیل یون‌های مس را جذب خود می‌کند، البته اجرای این روش در تصفیه خانه‌های بزرگ بسیار هزینه‌بر است. چون رزین خیلی زود کارایی خود را از دست داده و نیاز به تعویض یا احیا دارد.
برای جداسازی انتخابی فلزات موجود در آب می‌توان از الکترودیالیز استفاده نمود. برای پیاده‌سازی این روش، فیلتر و ممبران درون مخزن قرار می‌گیرند. سپس الکترودها انتخاب شده و با تامین انرژی برق مورد نیاز آنها، فلزات باردار شده و به سمت کاتد و آند حرکت می‌کنند. ممبران میان آند و کاتد مانع از عبور مس شده و از این طریق حذف انجام می‌شود. علی رغم اینکه تصفیه آب با الکترودیالیز به تجهیزات زیادی ندارد ،اما مصرف برق و انرژی زیاد مانع از پیاده‌سازی آن در تصفیه خانه‌های بزرگ می‌شود.
برای کاهش اثرات جانبی مواد شیمیایی در حذف مس از آب، می‌توان از فرایندهای بیولوژیکی استفاده نمود. در این فرایندها مواد آلی و مس توسط باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها تجزیه و مصرف می‌گردند. برای پیاده‌سازی این روش ابتدا توده زیستی برای رشد باکتری‌ها تهیه شده و بعد از ورود آن به آب و تامین اکسیژن مورد نیاز، زمان زیادی لازم است، اما چون فلزات و مواد آلی را به طور همزمان حذف می‌کند، در تصفیه آب مورد توجه قرار گرفته است.
از جدیدترین روش‌ها برای کاهش مس موجود در پساب‌ها می‌توان به فتوکاتالیز اشاره نمود. در این روش با استفاده از دی‌اکسید تیتانیوم در زمان کوتاه آلاینده‌های محیطی از جمله فلزات و مواد آلی به طور همزمان قابل حذف می‌باشند.
بسیاری از روش‌های شیمیایی که برای کاهش مس مورد استفاده قرار می‌گیرند، در نهایت ترکیبات مضری را ممکن است ایجاد کنند. علاوه بر این، اجرای این روش هزینه‌بر بوده و نیاز به تجهیزات پیشرفته دارد. به همین دلیل می‌توان از تصفیه بیولوژیکی برای فاضلاب، آب و پساب‌ها استفاده نمود. به عنوان مثال استفاده از ریز جلبک‌ها شرایطی را فراهم می‌کند تا زیست توده به مرور مس را مورد استفاده قرار داده و تجزیه کند. از جمله میکروارگانیسم‌های موثر در این زمینه می‌توان به سیانوباکتری‌ها اشاره کرد. سپس آب حاوی مس وارد مخزن این زیست توده شده و با گذشت زمان میکروارگانیسم‌ها فرایند تجزیه را انجام می‌دهند.
انعقاد الکتریکی از روش‌های بسیار موثر در حذف یون‌ها و فلزات سنگین موجود در آب و پساب‌ها است. البته این روش گران بوده و اجرای آن در محیط‌های بزرگ خیلی سخت و زمانبر است. به همین دلیل بیشتر در سطح آزمایشگاهی کاربرد دارد. با انتخاب آند و کاتد مناسب، جریان الکتریکی جداسازی مس انجام شده و آب و پساب‌های بدون فلزات از مخزن خارج خواهند شد. در واقع در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی غشاهای آندی و کاتدی استفاده می‌شوند و فلزات با بارهای مثبت و منفی جذب آنها شده و حذف می‌شوند.
استفاده از غشا برای جلوگیری از عبور مس و سایر فلزات، بیشترین کاربرد را در تصفیه آب دارد و از نمونه‌های رایج آن می‌توان به اولترافیلتراسیون اشاره کرد. در این روش نیز غشاها مورد استفاده قرار گرفته و از عبور مس جلوگیری می‌شود. لازم به ذکر است غشاهای مورد استفاده در این روش، منافذ بزرگی داشته و به همین دلیل کارایی آن کمتر از اسمز معکوس است. در حالت استاندارد اگر این روش به درستی انجام گردد، حذف مس تا ۹۰ درصد انجام خواهد شد.
اگر در جستجوی خرید انواع آب شیرین کن صنعتی هستید، حتما می دانید که این دستگاه ها انواع مختلفی دارند و برای اهداف مختلفی به کار گرفته می شوند. برای مثال تولید آب فوق خالص با دستگاه آب شیرین کن و یا تصفیه آب شور با دستگاه تصفیه آب صنعتی، تنها برخی از کاربردهای گسترده این نوع دستگاه ها است. به دلیل کاربردهای مختلفی که برای این دستگاه ها وجود دارد، انواع مختلفی از آنها تولید و روانه بازار شده است. یکی از انواع این دستگاه ها، آب شیرین کن ترکیبی است که در این پست قصد داریم به بررسی بیشتر کاربردها و ویژگی های آن بپردازیم.
با توجه به اینکه علت شور بودن آب‌ها وجود نمک و املاح درون آنها می‌باشد. برای حذف این نمک‌ها روش‌های مختلفی وجود دارد. یکی از این روش‌ها سیستم ترکیبی است که از روش حرارتی و غشایی استفاده می‌کند. این روش تاثیر بسیار زیادی بر روی کاهش املاح آب دارد. هر کدام از این دو روش محدودیت‌های خاص دارند که با ارائه ایده‌های مختلف نتایج بسیار خوبی هم حاصل خواهد شد. در یک نگاه کلی می‌توان گفت این روش از ترکیب روش‌های متعددی به وجود می‌آید.
بر اساس مطالعات و بررسی‌های انجام شده بین تعداد بسیار زیادی از روش‌های شیرین سازی آب، چند ترکیب نسبت به دیگر ترکیبات از کاربرد بهتر و مطلوب‌تری برخوردار هستند. این ترکیب و روش‌ها عبارتند از:
یکی از روش‌های رایج حرارتی در شیرین کردن آب دریا ،همین روش تقطیر فلش چند مرحله‌ای است. این روش بر پایه کاهش ناگهانی آب با تقطیر بسیار سریع طراحی شده است. برای شیرین کردن آب ابتدا آب‌ها را وارد مخازن آب گرم کرده و دمای این مخازن را تا ۹۰ تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد بالا می‌برند. سپس فشار آب، کاهش پیدا می‌کند. این کاهش فشار باعث شکل‌گیری حالت فلاشینگ می‌شود، که در نتیجه آب تبخیر می‌گردد.
آبهای تبخیر شده از لوله‌های مبدل حرارتی عبور کرده و دوباره با افت فشار مواجه خواهند شد. در روش MSF_RO تعداد مراحل تا ۴۰ مرتبه تکرار خواهد شد. تعویض ممبران در این نوع سیستم خیلی دیر به دیر انجام می‌شود. به طوری که از ۳ تا ۵ سال عمر مفید خواهد داشت. از ویژگی‌های اصلی این نوع آب شیرین کن ترکیبی می‌توان به مصرف انرژی کمتر، هزینه ساخت کمتر، انعطاف پذیری بالا در عملکرد و کوبلینگ بهتر در نیروگاه‌های حرارتی اشاره کرد.
یکی دیگر از روش‌های تاثیر گذار در شیرین سازی آب به کارگیری از نانوفیلتراسیون‌ها است. در این روش اول نانوفیلتراسیون‌ها را برای حذف ca2 و mg2 به کار می‌برند. آبهای شور دریا پس از تصفیه وارد Nf می‌شوند، بعد از دفع سختی‌های یونی آب شیرین کن حرارتی وارد Msf می‌شود. طبق تحقیقات انجام شده با استفاده از این روش ماکزیمم دمای آب شور به ۱۳۰ درجه افزایش پیدا خواهد کرد. تایم و زمان مورد نیاز برای رسوب زدایی از سطح های انتقال آب شیرین کن‌های حرارتی هم به ۱۲۰۰ افزایش پیدا خواهد کرد. از بارزترین و مشخص‌ترین مزیت‌های این روش می‌توان کاهش میزان رسوب تولید شده را نام برد.
ام اس اف، نانو فیلتراسیون و اسمز معکوس هر کدام از یک سری ویژگی‌های خاص و منحصر به فردی برخوردار هستند. قرارگیری این سه در کنار هم یک نتیجه عالی را در شیرین کردن آب‌ها خواهد داشت. از تلفیق NF_RO_MSF به عنوان یکی از بهترین روش‌های آب شیرین کن یاد می‌گردد. قدرت بسیار بالای Nf به حذف یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب‌ها کمک می‌کند. آبهای تصفیه شده دریاها وارد آن می‌شوند. آبهای خروجی از NF وارد اسمز معکوس خواهد شد، تا RO املاح موجود در آن را با عملکرد و بازدهی بسیار بالا حذف کند و در نتیجه به فیلترهای آن هم آسیب خیلی کمتری وارد خواهد شد. در آخر خروجی RO برای تقطیر چند مرحله‌ای به کار برده می‌شود و آب با TDS خیلی مطلوبی از آن خارج می‌شود.
آب شیرین کن‌ها بر اساس وجود یا عدم وجود تغییر فاز در طی فرایند به دو دسته تقسیم می‌شوند. فرایندهایی که به وسیله تغییر فاز عمل می‌کنند، ۳ دسته هستند که شامل (Multi effect distillation (MED)، Multi stage flash distillation (MSF و (Vapor compression distillation (VCD می‌باشند. علاوه بر این، فرایندهایی که با آنها تغییر فازی در آب ایجاد نمی‌کند، به دو دسته (Reverse osmosis (RO و (Electro dialysis (ED تقسیم می‌گردند.
تفاوت‌های این دو دسته بر اساس میزان شوری آب و هزینه‌های انجام فرایند شیرین کردن آب در نظر گرفته می‌شود. منابع انرژی در انجام این فرایند بر اساس انتخاب تکنولوژی مورد استفاده متفاوت است. بعضی از این روش‌ها نیاز به انرژی گرمایی دارند و برخی دیگر با استفاده از انرژی مکانیکی یا الکتریکی فرایند شیرین کردن آب را به خوبی اعمال می‌کنند.
برای اینکه بتوانیم به عملکرد بهتر آب شیرین کن‌های ترکیبی پی ببریم، باید حتماً معیارهای مناسب آنها را مورد بررسی قرار دهیم، سپس آب شیرین کن‌ها را بر اساس همین معیارها با هم مقایسه نماییم. این معیارها عبارتند از:
استفاده و بکارگیری این نوع آب شیرین کن‌ها مزایای بسیار زیادی را به همراه خواهد داشت، که عمده مزایای آن عبارتند از:
در کنار مزیت‌هایی که برای این روش یا سیستم ذکر شد، این نوع آب شیرین کن از هزینه‌های بسیار بالایی دارد،. زیرا به صرف انرژی بسیار زیادی نیازمند است، تا بتواند حجم زیادی آب را گرم کند. البته منظورمان از صرف انرژی زیاد، در قسمت روش حرارتی است. کشورهایی که از آب شیرین کن‌های حرارتی استفاده می‌کنند، باید حتماً دارای ذخایر نفتی مناسبی باشند تا موجب کاهش هزینه‌های تبدیل آب شور به شیرین گردند.
همانطور که در پست‌های گذشته اشاره شد، امروزه انواع آب شیرین کن ها ساخته شده و در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. با وجود همه مزایایی که این دستگاه‌ها دارند و سبب راحتی کارها در بخش‌های مختلف زندگی می‌شوند، این دستگاه‌ها تاثیرات مخربی نیز بر محیط زیست دارند. به استثنای انواع آب شیرین کن خورشیدی، تاثیر پساب انواع آب شیرین کن بر محیط زیست بسیار قابل توجه است. به همین دلیل، در سال‌های اخیر روش‌های مختلفی برای استفاده از این پساب‌ها و کاهش تاثیرات مخرب آنها ابداع شده است. در این پست به بررسی روش‌های استفاده از پساب آب شیرین کن ها می‌پردازیم.
گفتیم که یکی از شیوه‌های نمک‌زدایی آب شور، اسمز معکوس است. در این پروسه، ابتدا آب را وارد دستگاه آب شیرین کن می‌کنند. دستگاه مذکور، این مقدار آب را تحت فشار قرار می‌دهد و طی فرایندی انواع املاخ و نمک ها و سایر مواد اضافی و مضر آب را حذف می کند و آب خالص تولید می‌کند. این آب بسته به نوع دستگاهی که مورد استفاده قرار گرفته است می‌تواند استفاده‌های فراوانی داشته باشد. در واقع این آب خالص، همان آب شیرین و قابل شرب است و آب شیرین کن هم این کار را به بهترین شکل ممکن انجام می‌دهد.
حال آن چه در این دستگاه باقی می‌ماند، همان ناخالصی یا پساب آب شیرین کن نام دارد. این پساب در انگلیسی به Concentrate هم معروف است که در مجموع بین 50 تا 70 درصد آب شور وارد شده را شامل می‌شود. به عنوان مثال در دستگاه آب شیرین کن دریایی به ازای هر لیوان آب تصفیه شده، یک الی سه لیوان پساب ساخته می‌شود.
همچنان که اشاره شد حجم پساب پس از هر بار انجام پروسه شیرین سازی آب، بسیار زیاد است و باید فکری به حال آن کرد. بی شک رهاسازی این پساب‌ها در محیط زیست نمی‌تواند حرکت خوبی باشد؛ چرا که آسیب بی‌شماری را به دنبال خواهد داشت.
از مواد موجود در این پساب باید به سدیم، کلسیم، لیتیم، منیزیم، سیلیسیم، سولفات و کربنات اشاره کرد که ترکیب آنها مضر خواهد بود. نمک این پساب بین 2 تا 5 برابر آب دریا است. حال این پساب‌ها به شیوه‌های گوناگونی دفع می‌شوند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
از مهم‌ترین شیوه‌های دفع پساب‌ها می توان، تزریق در چاه‌های عمیق، استفاده در زمین‌های پرورش جلبک یا گیاهان مقاوم به نمک، رهاسازی در دریا، دفع در فاضلاب، ذخیره‌سازی در استخرهای تبخیر، استفاده در تولید مواد آسفالت، و یا مواد مورد استفاده در کاهش گرد و غباز هوا و یخبندان‌های جاده‌ای را نام برد. اگرچه همه این روش‌ها به‌نوعی پساب آب شیرین کن ها را به شکلی بهینه مصرف می‌کنند اما باعث شور شدن محیط زیست و تاثیر بر اکوسیستم منطقه خواهند شد.
در میان روش‌های ذکر شده در بالا، اخیرا استفاده از جلبک‌هایی که می‌توانند در آبهای بسیار شور زندگی کنند و نمک موجود در این پساب‌ها را کاهش دهند، بسیار مور توجه قرار گرفته است. استفاده از روش پرورش جلبک یا گیاهان مقاوم به نمک برای دفع این پساب ها باید به اصولی‌ترین شکل ممکن انجام گیرد. در غیر این صورت، خطرات زیان باری به‌دنبال خواهد داشت.
برخی از انواع این جلبک‌ها از جمله گونه‌های Spirulina ، Chlorella ، Haematococcus و Dunaliella م ی‌توانند به‌سرعت و به‌خوبی در آبهای بسیار شور رشد کنند. این جلبک‌ها در ازای نمک و سایر املاحی که سبب شوری بالای آب می‌شود، مقادیر زیادی از ماده‌ای به‌نام بیومس تولید می‌کنند. طی این فرایند، نه‌تنها مقادیر بالایی از دی اکسید کربن و اثرات گلخانه‌ای موجود در فضا کاهش می‌یابد، بلکه بیومس حاصل مزایای بسیاری برای حیوانات و انسان دارد.
با این حال، از آنجا که درصد کمی از گیاهان نظیر جلبک‌ها در برابر نمک‌های مختلف مقاوم هستند و در واقع مضرات آب شور برای پرورش محصولات کشاورزی زیاد است، این روش نمی‌تواند به‌گستردگی مورد استفاده قرار بگیرد.
در پست های گذشته با انواع دستگاه های آب شیرین کن آشنا شدید و دانستید که برای خرید دستگاه تصفیه آب صنعتی لازم است که هدف خود از شیرین سازی آب را مشخص کنید. با این حال باید بدانید که تقریبا همه انواع دستگاه هایی که در پست های گذشته توضیح داده شد دستگاه هایی هستند که بسیار بزرگ و حجیم بوده و جابجا کردن آنها پس از نصب، گاهی تقریبا غیر ممکن است. اما گاهی شرایطی پیش می آید که نیاز به دستگاه های آب شیرین کن کوچک وجود دارد. مثلا استفاده از انواع آب شیرین کن در شرایط بحرانی ای همچون در هنگام وقوع بلایای طبیعی و یا جنگ اجتناب ناپذیر است. در چنین شرایطی می توان از دستگاه های آب شیرین کن کوچک که به اصطلاح دستگاه آب شیرین کن کانتینری هم نامیده می شوند، استفاده کرد. در این پست قصد داریم تا در مورد این نوع آب شیرین کن، ویژگی های آن و شرایط استفاده از آن صحبت کنیم.
دانشمندان همیشه در مورد کمبود آب شیرین برای آشامیدن و کشاورزی هشدار می‌دهند. بسیاری از مناطق با توجه به نزدیک بودن به دریاها و رودخانه‌ها از نعمت آب شیرین برخوردار نیستند. از هر 10 نفر در دنیا 1 نفر به آب سالم دسترسی ندارد. بسیاری از کودکان و زنان برای تامین آب شیرین باید کیلومترها ظروف آب را پیاده با خود حمل کنند. سلامتی بسیاری از مردم به دلیل مصرف آبهای آلوده در دسترس، در معرض خطر قرار دارد.
در زمان شرایط بحرانی ناشی از زلزله، سیل و جنگ به دلیل از بین رفتن بسترهای تولید آب سالم و تصفیه شده امکان بروز بیمار‌های واگیردار از طریق آشامیدن یا مصارف دیگر آب آلوده وجود دارد. تامین آب آشامیدنی در چنین مواقعی بسیار ضروری و دشوار است. تنها راه‌حل موجود برای جلوگیری از شرایط بحران و در دسترس بودن آب برای تمامی مردم، تبدیل آبهای سطحی و دریاها به آب شیرین با هزینه و انرژی کم و در دسترس قرار دادن آن است.
تکنولوژی در زمینه تبدیل آب‌شور به آب شیرین بسیار پیشرفت کرده است. مناطقی که دارای آبهای شور هستند از دستگاه‌هایی برای نمک‌زدایی آب‌شور و پاک کردن سایر املاح معدنی موجود در آب استفاده می‌کنند.
این دستگاه‌ها اغلب بزرگ و سنگین هستند. راه‌اندازی آنها در مناطق کم‌جمعیت یا دور از دریاها نیاز به بودجه و زمان زیادی دارد؛ اما امروزه دستگاه‌های تصفیه آب قابل حمل طراحی شده‌اند که می‌توان به‌راحتی به هر مکانی حمل و مورد استفاده قرار بگیرند.
برای حمل‌ونقل و راه‌اندازی آسان، آب شیرین کن ها در ابعاد، وزن، ظرفیت تولید، میزان و نوع انرژی مصرفی مختلف تولید می‌شوند.
انواع آب شیرین کن های قابل جابجایی قادر به تامین انرژی مصرفی از طریق باتری، بنزین، گازوئیل، باد و انرژی خورشیدی هستند. دستگاه‌های تصفیه آب قابل حمل در اندازه‌های کوچک برای مصارف تک‌نفره و در ابعاد بزرگ‌تر برای مصارف چندین خانوار در یک منطقه طراحی شده‌اند.
از انواع دستگاه‌های قابل حمل شیرین کردن آب می‌توان به آب شیرین کن کانتینری اشاره کرد. دستگاه‌های آب شیرین کن در داخل کانتینر جاسازی شده‌اند و توان تولید آب شیرین برای جمعیت چندین خانواری را دارند. آب شیرین کن‌های کانتینری را می‌توان به راحتی به مکان‌های مورد نظر انتقال و راه‌اندازی کرد.
از انواع دیگر دستگاه تصفیه آب قابل حمل می‌توان به ابعاد کوچک‌تر و مناسب برای خانواده اشاره کرد. نوع دیگر این دستگاه‌ها، آب شیرین کن‌های تک‌نفره هستند، آنها بی‌شباهت به قمقمه‌های آب نیستند و برای مسافرت و گردش در کوه و جنگل مورد استفاده قرار می‌گیرند.
همه انواع آب شیرین کن‌ها از جمله دستگاه‌های قابل حمل در 3 مرحله آب‌شور را به آب آشامیدنی سالم تبدیل می‌کند. این دستگاه از فرآیند اسمز معکوس برای تولید آب شیرین استفاده می‌کند.
در طی فرآیند اسمز معکوس ابتدا پیش تصفیه انجام شده و کلیه ذرات معلق موجود در آب از بین برده می‌شود، در مرحله بعد ذرات نمک و سایر مواد معدنی با عبور از غشاها جدا می‌شوند و در آخرین مرحله عملیات گندزدایی برای از بین بردن کلیه ویروس‌ها و باکتری‌های بیماری‌زا انجام می‌شود.
استفاده از دستگاه‌های قابل جابجایی شیرین کردن آب بسیار مفید و کاربردی است. از جمله مزایای این دستگاه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
در پست های گذشته با برخی از انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی آشنا شدیم و دانستیم که این دستگاه ها برای اهداف مختلف و در فعالیت های متنوعی مورد استفاده قرار می گیرند. برای نمونه دستگاه آب شیرین کن دامداری برای استفاده در پرورش دام و طیور و دستگاه آب شیرین کن کشاورزی، در بخش پرورش نباتات و گلخانه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. اما بیشتر این دستگاه ها دارای اثرات مخربی بر محیط زیست هستند و در سال های اخیر تلاش شده است تا جای ممکن تاثیرات مخرب این دستگاه ها را به شیوه های مختلف کاهش دهند. بر این اساس، دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی که با تکنولوژی دوستدار محیط زیست کار می کنند و هیچ پسابی که بر محیط زیست تاثیر منفی بگذارد تولید نمی کنند، ساخته شده است. در این پست قصد داریم با این دستگاه و عملکرد آن اشنا شویم.
آب شیرین کن خورشیدی چیست؟
نقش آب در زندگی انسان‌ها و سایر موجودات زنده بسیار با اهمیت است. در میان آب‌هایی که بر روی کره زمین وجود دارد آب شیرین از همه مهم‌تر است به همین دلیل تبدیل آب شور به آب آشامیدنی امری حیاتی برای ما محسوب می‌شود. آب شیرین کن خورشیدی نیز وسیله‌ای است که به ما در این راستا کمک بسیاری می‌کند. این دستگاه می‌تواند عوامل بیماری زا، نمک‌ها، فلزات سنگین و غیره را از آب شور جدا کند.
سیستم این دستگاه با فناوری‌های مختلف ساخته شده و به کار گرفته می‌شود .محاسباتی که بر روی دستگاه آب شیرین کن انجام شده نشانگر این است که به ازای هر یک متر مربع سطح جاذب خورشیدی می‌توان چهار لیتر آب تصفیه شده در روز جمع آوری کرد. با این محاسبه می‌توان گفت برای تامین آب در مکان‌های پر جمعیت باید سطح جاذب بیشتری استفاده کنیم.
مزایای آب شیرین کن‌های خورشیدی
این نوع آب شیرین کن با کارآیی خاص و بهینه‌ای که برای شیرین کردن آب دارد، از مزایای مختلفی نیز برخوردار است که به آنها اشاره خواهیم کرد.
نحوه کار آب شیرین کن خورشیدی
این دستگاه‌ها، بر اساس قوانین تبخیر و تقطیر کار می‌کنند. آب شوری که وارد دستگاه می‌شود، توسط تابش نور خورشید که از سطح شیشه دستگاه عبور می کند گرم می‌شود. پس از آن آب شور داخل آب شیرین کن، شروع به تبخیر می‌کند. نمک، میکروب و دیگر ذرات موجود در آب در تشتک این دستگاه باقی می‌ماند و بخار آب حاصل از این فرآیند، فاقد هیچ گونه مواد خواهد بود. بخار آب به سمت بالا حرکت می‌کند و در سطح زیری شیشه تقطیر جمع می‌گردد. قطرات تقطیر شده از آنجا به سوی ظرف جمع کننده رفته و در آنجا به آب تصفیه شده تبدیل می‌شوند.
شاید همه ما این تصور را داشته باشیم که از آب شیرین کن خورشیدی فقط می‌توان برای مصارف خانگی و ادارات و شرکت‌ها استفاده کرد. اما این دستگاه در بخش‌های مختلف کاربردهای بسیاری دارد که با آنها خواهیم پرداخت.
آب شیرین کن‌های خورشیدی را می‌توان در چندین دسته تقسیم بندی کرد، که شامل انواع یک مرحله‌ای و چند مرحله‌ای می‌شوند.
در این نوع آب شیرین کن، نور آفتاب از یک پوشش شیشه‌ای و شفاف عبور می‌کند و به صورت انرژی حرارتی به سطح سیاه حوضچه که در تماس با آب شور است، جذب می‌شود. آب گرم شده، شروع به تبخیر می‌کند. بخار حاصله در سطح همان پوشش شیشه‌ای چگالیده شده و به جهت شیب سطح، به طرف یک ناودان می‌رود.
بعد از آن به سوی تانک ذخیره کننده هدایت می‌شود. آب شیرین کن حوضچه‌ای تک مرحله ای روی یک زمین باز نصب می‌گردد. تنها عیبی که این نمونه از دستگاه‌ها دارند این است که به صورت افقی نصب می‌شوند و احتمال برخورد اشعه خورشید به آنها کمتر است.
این نمونه دستگاه شامل صفحاتی موازی فاصله‌دار و مایل است، که در فضای بین هر دو صفحه یک مرحله تقطیر انجام می‌گیرد. هر صفحه در این دستگاه نقش تبخیر کننده برای یک مرحله و نقش تقطیر کننده را برای مراحل بعدی دارد. اشعه خورشید از شیشه این دستگاه عبور کرده و در صفحه جاذب شروع به تولید گرما می‌کند.
صفحه دیگر در اثر عبور آب شور سرد می‌شود. در زمان عبور آب شور از سطح زیرین صفحه جاذب، آب، تبخیر می‌شود و روی سطح بالایی صفحه دیگر تقطیر می‌گردد. گرمایی که بر اثر تقطیر ایجاد می‌شود نقش پیش گرمکن در مرحله بعدی را دارد و به همین منوال آبهای تقطیر شده از طریق چندین صفحه و آب شور تبخیر نشده به وسیله چندین سطح دیگر جریان پیدا کرده و به صورت آب شیرین خارج می‌گردد.
آب شیرین کن‌های خورشیدی مختلفی وجود دارند که هر کدام از آنها می‌توانند شامل فرایند تک مرحله‌ای و یا چند مرحله‌ای باشند. بعلاوه، برخی از آنها جزء دستگاه‌های تصفیه آب قابل حمل طبقه‌بندی می‌شوند. هر کدام از این دستگاه‌ها با توجه به نحوه عملکردی که دارند نامگذاری شده‌اند. این دستگاه‌ها شامل دستگاه‌های بازتابنده، فیتیله‌ای، پلکانی، دودکشی، لوله‌ای همه مرکز و آب شیرین کن فعال هستند. آب شیرین کن‌های خورشیدی در مناطق گرم که نیاز آب آنها به میزان کمتر از ۳ متر مکعب در روز است، کارایی دارند. در این مکان‌ها به دلیل هزینه بالای انتقال آب و هزینه‌های بالای تامین سوخت، استفاده از این دستگاه قابل توجیه است. به صورت کلی، این نوع از آب شیرین کن‌ها در شرایطی معقول و به صرفه هستند، که فقط آب شور در دسترس باشد، آب و هوا گرم باشد، هزینه‌های استفاده آب بالا بوده و نیاز کلی به آب شیرین کمتر از ۵ متر مکعب در هر روز باشد.