اهمیت استفاده از آب شیرین کن های صنعتی

بیش از نیمی از جمعیت جهان به آب پاک دسترسی ندارند در حالی که نیمی دیگر با مشکل اقتصادی کمبود آب مواجه هستند، تخمین زده شده است که تا سال ۲۰۲۵ حدود ۵۰ از جمعیت جهان در مناطق کم آب زندگی خواهند کرد که این امر نشان دهنده اهمیت تصفیه و مدیریت آب می باشد. رشد جمعیت، نگرانی های مربوط به غذاء اثرات تغییر اقلیم بر کشاورزی، استفاده ی بی رویه از منابع آب شیرین و تخریب زمین در سراسر جهان جوامع علمی را مجبور به یافتن راهی جایگزینی برای مدیریت منابع کنونی کرده است. در واکنش به پیشگویی ملل متحده مبنی بر اینکه تا اواسط قرن حاضر، ۷۲ بیلیون از مردم با مشکل کمبود آب مواجه می شوند صنعت تصفیه آب روی شیرین سازی منابع آب شور سرمایه گذاری کرده است. در نقاطی که تنش آب بالا است آب های زیرزمینی به عنوان منبع مورد استفاده قرار می گیرند.

آب شیرین کن های رایج در صنعت تصفیه آب

امروزه تعداد بیشماری آب شیرین کن در جهان مشغول به فعالیت هستند که حدود ۵۰٪ از آنها سیستم های اسمز معکوس (RO) می باشند. خاورمیانه با ۲/۹ ٪ از جمعیت جهان  را دارد و تقریبا ۵۰ ٪ از ظرفیت تولید جهانی را تشکیل میدهد و به عنوان پیشرو در نمک زدایی آب دریا در مقیاس های بزرگ حرکت می کند.

عربستان سعودی در حال حاضر با ظرفیت تولید حدود ۲۶٪ از ظرفیت تولید جهانی پیشتاز در نمک زدایی و ایالات متحدهی آمریکا با ۱۷٪ در رتبه ی بعدی قرار دارند. با این وجود آمار مربوط به ظرفیت تولید، یک آمار کلی هستند. در عربستان سعودی نمک زدایی حرارتی یک فرآیند انتخابی معمول است و بیشتر تأسیسات، سامانه های نمک زدایی ساحلی هستند. در ایالات متحده ی آمریکا ٪۶۹ تاسیسات نمک زدایی آب از اسمز معکوس استفاده می کنند.

فرآیندهای غشایی شامل آب شیرین کن (RO)، الکترودیالیز (ED)، نانوفیلتراسیون (NF) و فرایندهای تقطیری شامل فشرده سازی بخار (VC)، تقطیر سریع چند مرحله ای (MSF) و تقطیر چند مرحله ای (MED) می باشند. آمار نشان می دهد که فرآیندهای غشایی و تقطیری سهم مساوی در ظرفیت تولید دارند.

 از بین فرآیندهای غشایی، RO و در فرآیندهای تقطیری، MSF غالب هستند. سیستم غشایی اسمز معکوس ۸۰٪ از تأسیسات جهان را به خود اختصاص می دهد و فرآیندهای حرارتی تنها شامل ۲۰٪ از این آمار میشوند. اگرچه فرآیندهای غشایی و تقطیر سهم برابری در ظرفیت تولید نمکزدایی جهان دارند، اما RO به عنوان پیشرو در تاسیسات شیرین سازی آینده ظاهر شده است. کشورهای ثروتمند خاورمیانه قادر هستند هزینه ی فرآیند تقطیر را تأمین کنند اما RO می تواند آب شیرین را از آب دریا با ۱/۵ تا ۱/۳ هزینه ی تقطیر تولید کند. لازم به ذکر است هزینه ی شیرین سازی آب لب شور پایین تر از آب شور دریا خواهد بود. در جدول زیر برخی از فناوری های نمک زدایی و مزایا و محدودیت های هر یک از این روش ها ارائه شده است.

فرآیند فیزیکی اسمز معکوس (RO) نمک زدایی

اسمز معکوس، از جمله روش های نوین تصفیه و نمک زدایی آب محسوب می شود. اسمز معکوس یک فرایند فیزیکی است که از پدیده اسمز یعنی تفاوت فشار اسمزی بین آب شور و آب خالص که برای حذف نمک ها از آب استفاده می کند. در این فرآیند جریان آب خام به دو جریان آب محصول و جریان آب تغلیظ شده تقسیم می شود. آب خام توسط پمپ به داخل محفظه ای که دارای غشای نیمه تراوا است رانده می شود، به این ترتیب آب تقریبا خالص در یک طرف غشا و آب تغلیظ شده از ناخالصی ها در طرف دیگر قرار خواهد گرفت. RO برای حذف کل جامدات محلول تا غلظت های TDS بالاتر از 4500 mg/L  موثر است که می تواند برای نمک زدایی آب دریا و آب های لب شور به کار گرفته شود. سیستم اسمز معکوس قادر به حذف ۹۹٪ املاح محلول، ترکیبات آلی محلول و بیش از ۹۸٪ مواد کلوئیدی و پارامترهای بیولوژیکی موجود در آب می باشد. با توجه به قابلیت بالای سیستم های اسمز معکوس در مقایسه با سایر روش ها امروزه از این سیستم ها به طور گسترده در تصفیه آب مورد نیاز صنایع مختلف از جمله نفت، گاز و پتروشیمی استفاده می شود.   

چالش های فنی و آینده فرآیند اسمز معکوس در تصفیه آب

رفع کمبود آب نیاز به منابع نامتعارف جدیدی همچون نمک زدایی دارد. پیش بینی می شود در مناطق خشک و مناطقی که تحت تنش آبی قرار دارند، نمک زدایی بدون در نظر گرفتن نگرانی های مرتبط با اقتصاد، محیط زیست و مشکلات سیاسی اجتماعی یک فناوری مهم خواهد شد. استفاده از غشاهای RO در تصفیه با چالش های منحصر به فردی همراه است.

رسوب کلسیم فسفات در صورت رسیدن به حد اشباع اتفاق خواهد افتاد و پساب دارای مقدار کربن آلی بسیار بیشتری نسبت به جریان خام است. از آنجایی که سیستم های RO برای تصفیه توسعه یافته است گرفتگی غشایی و طرح پیش تصفیه اهمیت زیادی دارد. توسعه ی ابزارهای بازیابی انرژی و نمک زدایی ترکیبی نیروگاه ها باعث پیشرفت قابل ملاحظه ای در بازیافت انرژی شده است.

توسعه ی تحقیقات و فناوری بیشتر در زمینه ی بهبود انرژی و طراحی سیستم باعث افزایش بیشتر بازیافت انرژی و کاهش هزینه خواهد شد. نیاز به RO در آینده افزایش خواهد یافت و محدودیت های اصلی برای کاربرد بیشتر RO آن، هزینه و قابلیت فنی دفع آب تغلیظ خواهد بود. بهینه سازی دوز ضد رسوب، مواد شیمیایی افزودنی و کنترل pH برای بهبود هزینه ی تصفیه ی آب تغلیظ ضروری است. فناوری آینده ممکن است روی دیگر ناخالصی های نوظهور، از جمله محصولات جانبی ضد عفونی، مواد دارویی و ترکیبات غشایی نامطلوب تمرکز کند. از آنجایی که استفاده از نمک زدایی روبه رشد است، تأثیر واحدهای آب شیرین کن بر آب های محلی باید ارزیابی شده و اثرات منفی به حداقل برساند.

شرکت مهندسین تصفیه آب و فاضلاب اوژن تولید کننده دستگاه های آب شیرین کن

شرکت مهندسین اوژن اطلس با بکارگیری دانش روز و مهندسین متخصص آمادگی ارائه خدمات مشاوره، طراحی و تولید تجهیزات تصفیه آب و آب شیرین کن RO پیش ساخته را دارد.

شماره: ۰۲۱۸۸۱۷۱۱۳۸

وب سایت: https://ozhen.co/