معرفی روش های شیرین سازی آب دریا

رپورتاژ

آب یکی از با ارزش ترین منابع روی کره زمین است. طبق گزارش سازمان ملل، کمبود آب در حال حاضر بیش از 40 درصد از جمعیت جهان را تحت تأثیر قرار داده است. این آمار را باید به عنوان یک زنگ خطر و هشدار جدی در نظر گرفت و به دنبال راه حل بود. یکی از این راه حل‌ها، نمک زدایی و شیرین سازی آب دریا است که شامل حذف مواد معدنی (عمدتاً نمک) از آب دریا از طریق فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی می‌شود.

شیرین سازی آب دریا چیست؟

شیرین سازی آب دریا یا نمک زدایی، فرآیندی است که طی آن، نمک‌های معدنی محلول در آب حذف می‌شوند. در حال حاضر این فرآیند که روی آب دریا اعمال می‌شود، یکی از پرکاربردترین روش‌ها برای به دست آوردن آب شیرین مورد نیاز مصارف انسانی یا کشاورزی است.

برای این کار می‌توان از تکنولوژی فیلتراسیون غشایی بهره برد. فرآیند نمک زدایی با استفاده از غشا، اساساً آب شور را به دو قسمت جداگانه تقسیم می‌کند:

• بخش دارای غلظت پایین نمک (آب تصفیه شده یا آب پرمیت)
• آب شور با غلظتی بسیار بالاتر از آب اصلی خوراک که معمولاً به عنوان کنسانتره آب نمک شناخته می‌شود.

نمک زدایی به طور طبیعی نیز در طول چرخه آب اتفاق می‌افتد. با تابش خورشید بر سطح آب دریا، نمک آن در محلول باقی مانده و آب به حالت بخار درمی‌آید. سپس این بخارات، ابرهایی را تشکیل می‌دهد که باعث ایجاد باران می‌شود. ارسطو مشاهده کرده بود که آب میعان شده از دریا به آب شیرین تبدیل شده است. داوینچی نیز متوجه این موضوع شده بود که به دست آوردن آب شیرین از دستگاه تقطیر، امر محالی نیست. طی قرن‌ها بعد، همچنان از نمک‌زدایی آب دریا به‌ویژه در قایق‌ها و زیردریایی‌ها برای تأمین آب شیرین خدمه در طول سفرهای طولانی استفاده شد. با این حال، این فرآیند تا قبل از انقلاب صنعتی و به‌ویژه تا زمان توسعه سیستم‌های نمک‌زدایی در مقیاس وسیع، چندان کارآمد نبود.

به این ترتیب دو نوع عمده فناوری شیرین سازی آب دریا که در سراسر جهان از آن‌ها جهت نمک‌زدایی استفاده می‌شوند را می‌توان به دو دسته حرارتی یا غشایی طبقه‌بندی کرد. توجه داشته باشید که هر دوی این فناوری‌ها برای کار و تولید آب شیرین به انرژی نیاز دارند.

جهت خرید انواع دستگاه تصفیه آب دریا به سایت آبین مراجعه فرمایید

انواع روش های شیرین سازی آب دریا

همان‌طور که گفتیم از گذشته تا کنون از روش‌های مختلفی برای شیرین سازی آب دریا استفاده شده است که رایج‌ترین آن‌ها، تقطیر است. تقطیر متشکل از جوشاندن آب دریا در یک دستگاه ثابت، جمع آوری بخار و میعان آن برای به دست آوردن آب شیرین است. با این وجود نمی‌توان روش تقطیر را موثرترین شیوه دانست زیرا انرژی زیادی مصرف می‌کند. از این رو در ادامه به بررسی انواع روش‌های شیرین سازی آب دریا می‌پردازیم.

اسمز معکوس

این فرآیند بیشترین استفاده را دارد و انرژی کمتری نسبت به سایر روش‌ها مصرف می‌کند. در روش اسمز معکوس از غشاهای نیمه تراوا استفاده می‌شود که به آب اجازه عبور می‌دهند اما به نمک، خیر. این غشاها از پلی آمید بسیار نازک ساخته شده‌اند و احتمال آن وجود دارد که باکتری‌های موجود در آب، آن‌ها را آلوده کنند. به همین خاطر باید پیش از فرآیند اسمز معکوس، از واحد پیش تصفیه استفاده شود.

تقطیر خورشیدی

این روش با تقلید از چرخه آب، از تبخیر آب دریا در تأسیساتی با مقیاس بزرگ و مسقف تشکیل شده است که در آنجا بخار، متراکم شده و به عنوان آب شیرین جمع‌آوری می‌‎شود. اگرچه انرژی مورد استفاده در این روش از گرمای خورشید است اما به زمین بسیار وسیعی نیاز دارد.

الکترودیالیز

روش الکترودیالیز شامل حرکت آب نمک از میان غشاهای دارای بار الکتریکی است که یون‌های نمک محلول در آب را به دام می‌اندازد. به این شکل امکان استخراج آب شیرین فراهم خواهد شد. روش الکترودیالیز به نوبه خود به شیوه‌های مختلفی مانند الکترودیالیز ساده و معکوس انجام می‌شود.

نانو فیلتراسیون

این روش، فرآیندی است که در آن از غشاهای نانولوله‌ای با نفوذپذیری بالاتر نسبت به غشاهای اسمز معکوس استفاده می‌کنند. این کار باعث می‌شود آب بیشتری در فضای کمتر و با انرژی پایین‌تری تصفیه شود. این غشاها از ترکیبات سولفونه تولید شده و علاوه بر نمک، سایر آلاینده‌ها را هم از حذف می‌کنند.

تشکیل هیدرات گاز

هیدرات‌های گاز، بلورهای جامدی هستند که از ترکیب آب با گازی مانند پروپان در فشار بالا و دمای پایین تشکیل می‌شوند. در طول این فرآیند، تمام نمک‌ها و ناخالصی‌های موجود در آب از میان خواهند رفت. با افزایش دما می‌توان گاز را بازیابی و آب شیرین را استخراج کرد.

«بسیاری از فرآیندهای نمک‌زدایی نیاز به گرم کردن آب، تحت فشار قرار دادن آن یا هر دوی این کارها دارند که مستلزم هزینه و صرف انرژی بالایی است. راه حل مناسب در هر مورد، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی برای کاهش مصرف انرژی سیستم‌های شیرین سازی آب دریا است. از طرفی استفاده از تجهیزات مدرن و به روز هم در راندمان سیستم و کاهش هزینه‌ها تاثیر بسزایی دارد. از این رو همواره توصیه می‌شود که برای خرید انواع دستگاه تصفیه آب و تجهیزات لازم به فروشگاه‌های معتبر در این حوزه مراجعه شود».