تصفیه آب و فرایند نمک زدایی
فرایند نمک زدایی به معنای حذف نمک و شوری آب و ایجاد آب شیرین است. میزان نمک و شوری آب درجات مختلفی دارد که برای تصفیه ی ان هزینه و زمان بسیار زیادی صرف می شود. درواقع هرچه آب شور تر باشد برای حذف نمک و شیرین کردن آن زمان و هزینه ی بیشتری صرف می شود. فرایند نمک زدایی در شهرک های صنعتی، تجاری و استفاده ی شهری کاربرد دارد.
روش ها و فرایند های نمک زدایی
برای نمک زدایی فرایند و روش های زیادی وجود دارد که در این مقاله قصد داریم آن ها را توضیح بدهیم. اولین روش فرایند اسمز معکوس است که درمقالات قبلی مفصل درباره ی آن صحبت کردیم و در این مقاله به توضیح مختصر آن اکتفا می کنیم.
اسمز معکوس فرایندی بر عکس اسمز است. در فرایند اسمز آب بدون انرژی جریان پیدا می کند ولی در اسمز معکوس نیاز به وارد کردن فشار به آب شور تر است. غشای اسمزمعکوس یک غشای نیمه تراوا است که مولکول های آب اجازه ی عبور از آن را دارند اما مانع عبور نمک های محلول، باکتری ها، یون ها و… میشود. پس برای عبور از این غشا در فرایند اسمزمعکوس نیاز به فشار بیشتری است و در صورتی که این فشار نیز باشد باز هم محلول های آب و نمک از این غشا عبور نمی کنند. به همین سبب است که عمل تصفیه ی آب انجام می شود و آلاینده های آب و نمک آب حذف می شوند.
اسمز رو به جلو روش بعدی برای نمک زدایی است. در این روش اسمز از فرایند اسمز طبیعی استفاده می شود؛ یعنی ماده ای از یک محل با غلظت کم به سوی محلی با غلظتی بسیار بالا حرکت می کند. در این روش برخلاف اسمز معکوس هزینه ی کمتر و انرژی کمتری مصرف می شود زیرا فشاری بر محلول یا ماده برای حرکت کردن ایجاد نمی شود و این کار به صورت طبیعی انجام می شود. محلول یا موادی از آب دریا از بین غشای نیمه تراوا به سمت محلی که گفتیم غلظت آن بابد بالا باشد، حرکت می کند و نمک ها در طرف دیگر باقی می مانند، سپس محلول گرم شده و نمک ها تبخیر می شوند و آماده ی استفاده ی مجدد قرار می گیرند.
آب شیرین کن حرارتی یکی دیگر از روش های شیرین کردن آب است که طی روش هایی نمک و دیگر مواد آب را حذف می کند. این روش با حرارت دادن محلول آبی و تبخیر آن، آب خالص در اختیار شما قرار می دهد. در این روش، شیرین کردن آب و تقطیر به دو صورت امکان پذیر است:
اول تقطیر سریع و چند مرحله ای؛ موقعی اتفاق می افتدکه آب گرم شده دوباره مورد حرارت واقع می شود. دستگاه های تقطیر چندمرحله ای معمولا کنار نیروگاه های برق استفاده می شوند تا گرمای آن ها بدون استفاده نباشد. این روش نسبت به روش اسمز معکوس انرژی کمتری مصرف می کند.
مورد دوم تقطیر با تاثیر چندگانه است. این روش شبیه تقطیر چندمرحله ای عمل می کند؛ محلول آب حاوی نمک حرارت می بیند و آب خالص به درون محفظه ای وارد می شود و انرژی گرمایی برای دفعات بعدی مورد استفاده قرار می گیرد.
الکترودیالیز نیز یکی دیگر از روش های شیرین کردن آب است که مانند اسمز معکوس از یک ممبرین استفاده می شود. یک بار الکتریکی به محلول آب منتقل می شود تا یون های فلزی جذب قطب مثبت شوند و یون های دیگر مانند نمک به سمت دیگر جذب شوند. در این روش نمک بیشتری نسبت به فرایند اسمز معکوس حذف می شود.
فرایند شیرین کردن آب در حال حاضر در کشورهایی انجام می شود که نیاز مبرم به آب شیرین دارند و هزینه کافی برای این فرایند را نیز در اختیار دارند. ایالات متحده آمریکا و عربستان سعودی از بزرگ ترین تولید کنندگان آب شیرین در سراسر دنیا هستند.
