نمک زدایی برای تولید آب آشامیدنی چگونه انجام می‌شود؟

با افزایش جمعیت و کاهش منابع آب شیرین و باکیفیت بسیاری از کشورها با کمبود آب مواجه هستند. باید روش‌هایی باشد تا آب‌ها را بتوان دوباره مورد استفاده قرار داد. نمک زدایی آب آشامیدنی یکی از همین روش‌هایی است که به راحتی می‌توان آب را برای مصارف خوردن مهیا و آماده نمود. با این روش، مقدار نمک آب خیلی کمتر شده و به یک مایع عالی تبدیل خواهد شد. در این پست تلاش کردیم که نمک زدایی برای تولید آب آشامیدنی را شرح دهیم. همچنین چگونگی انجام آن را هم توضیح دهیم تا انتهای مطلب ما را همراهی نمایید.

منظور از نمک زدایی آب آشامیدنی چیست؟

نمک زدایی و تصفیه آب روشی است که برای رهایی از مواد شیمیایی نامطلوب، آلاینده‌های طبیعی و همچنین مواد جامد معلق در آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این روش، آب برای آشامیدن ضدعفونی شده و دیگر، همان آب طبیعی مورد دلخواه خواهد شد. نمک زدایی آب به روش‌های مختلفی نظیر تقطیر، ته نشینی و روش‌های بیولوژیکی انجام می‌شود. معمولا از انواع دستگاه آب شیرین کن و تصفیه آب برای این منظور استفاده می‌شود.

منابع آب مورد استفاده برای نمک زدایی

اصولاً آب‌هایی که باید مورد نمک زدایی قرار بگیرند، متفاوت هستند اما دو منبع آب اصلی که آب آنها نمک زدایی می‌گردد شامل آب دریا و آب شور است که در ادامه به صورت مختصر آنها را شرح خواهیم داد.

آب دریاها

برای نمک زدایی آب آشامیدنی با استفاده از آب دریا، باید از منابع آب زیر کف دریا اقدام نمایند. سال‌های پیش کارخانه‌های نمک زدایی، آب‌های دریا را با ظرفیت‌های خیلی بالا و با استفاده از انواع آب شیرین کن دریایی مورد تصفیه قرار می‌دادند. برای نمک زدایی آب دریا از فناوری‌های متعددی استفاده می‌کنند.

آبگیر زیر سطحی یکی از فناوری‌هایی است که به کمک آن می‌توان آب های شور را به طور طبیعی در حین عبور از پروفیل خاک به آب شیرین تبدیل نمود. این فیلتراسیون حتی کیفیت آب خوراکی را خیلی راحت بهبود خواهد داد و نیاز به پیش تصفیه را کاهش می‌دهد.

آب‌های شور از دیگر منابع نمک زدایی آب آشامیدنی

این نوع آب یکی دیگر از منابع اصلی در تاسیسات نمک زدایی به حساب می‌آید. این آبها از مصب رودخانه‌ها یا چاه‌های آب شور کشیده می‌گردند. آب‌های شور به دلیل اینکه نمک کمتری دارد و غلظت مواد جامد معلق آن کمتر از دریا است، نیاز به پیش تصفیه خیلی کمتری خواهد داشت. به همین دلیل هزینه‌های کلی تولید را کاهش می‌دهد. عیب اصلی نمک زدایی آب آشامیدنی از این طریق، افزایش هزینه‌ها خواهد بود. همچنین این روش ممکن است باعث آسیب محیط زیست شود و یک نگرانی برای محیط زیست است.

فناوری‌های نمک زدایی آب آشامیدنی

اصولاً یک تکنیک فناوری خاص برای نمک زدایی آب وجود ندارد. برای تولید آب آشامیدنی نحوه نمک زدایی آن به فناوری‌های مختلفی بستگی دارد. اولین روشی که مورد استفاده قرار گرفت، تقطیر حرارتی آب دریا بود که در دهه ۱۹۷۰ برای تصفیه در نظر گرفته شد و بعد از آن هم فناوری‌های دیگری روی کار آمدند که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم.

تقطیر ناگهانی چند مرحله‌ای

یکی از رایج‌ترین فرایندهایی که در نمک زدایی آب دریا مورد استفاده قرار می‌گیرد، تقطیر است. تقطیر چند مرحله‌ای هم یکی از مهم‎ترین روش‌های نمک زدایی آب آشامیدنی از منبع آب دریا است. این فرآیند نسبت به روش‌های RO با معکوس الکترودیالیز بهتر انجام می‌گیرد. به طور کلی و اساسی فرایندهای تقطیر ناگهانی چند مرحله‎ای و اسمز معکوس ۸۰ درصد ظرفیت آب شیرین کن‌های جهان را در بر می‌گیرند.

الکترو دیالیز و الکترو دیالیز معکوس

فرایند نمک زدایی آب آشامیدنی الکترو دیالیز نوعی تبادل یونی است. در این روش و فرآیند آب بین الکترود منفی و یک الکترود با کیفیت بالا منتقل می‌گردد. غشاهایی که دارای تبادل یونی هستند، به یون‌های با کیفیت بالا اجازه می‌دهند که از آب ورودی به سمت الکترود منفی و یون‌های منفی به الکترود مثبت انتقال پیدا کنند.

فشرده سازی کردن بخار برای نمک زدایی آب آشامیدنی

فناوری فشرده سازی بخار را کارخانه‌هایی که به امر نمک زدایی آب دریا در مقیاس کوچک تا متوسط مشغول هستند، مورد استفاده قرار می‌دهند. در این فرآیند اصولاً از دو روش استفاده می‌شود. یکی فشرده سازی بخار مکانیکی که به صورت الکتریکی هدایت می‌گردد و دیگری فشرده سازی بخار حرارتی است که دارای انواع پیکربندی است.

تقطیر خورشیدی

در عملیات‌هایی که در مقیاس کوچک‌تر هستند، به خوبی از تقطیر خورشیدی استفاده می‌شود. واحدهای تقطیر خورشیدی با هم متفاوت هستند، اما اصول اولیه آنها یکسان است. خورشید انرژی لازم برای تبخیر آب شور را فراهم می‌نماید و آب‌های شور به وسیله تقطیر خورشیدی تبخیر شده و آب تازه در مخزن مایعات، ذخیره می‌گردد. این پوشش هم برای انتقال انرژی تابشی و هم برای متراکم نمودن بخار آب در سطوح داخلی به خوبی به کاربرد می‌رود. پس این فرایند هم یکی از روش‌های عالی برای نمک زدایی آب آشامیدنی است. از آب شیرین کن خورشیدی در مناطق خشک که دسترسی به آب شیرین کم است، استفاده می گردد.

اسمز معکوس

یکی از بهترین روش‌های فیلتراسیون یا نمک زدایی همین روش اسمز معکوس است. این روش امکان حذف ذرات کوچک و مواد آلی محلول را به خوبی فراهم می‌آورد. علاوه بر نمک زدایی در تصفیه مایعات مختلف همانند گلیکول و اتانول_ دفع دیگر یون‌ها و آلاینده‌ها نیز به خوبی از RO یا همان اسمز معکوس استفاده می‌گردد. روش نمک زدایی و تصفیه آب RO می‌تواند به راحتی ذرات باکتری‌ها پروتئین و دیگر آلاینده‌هایی که وزن آن‌ها بیش از ۱۵۰ تا ۲۵۰ دالتون است را دفع کند.

نانو فیلتراسیون از دیگر روش‌های نمک زدایی آب آشامیدنی

ممبران‌های نانو فیلتراسیون NF غشایی‌هایی با اندازه منافذ5/0 و ۲ نانومتر و فشار کاری بین ۵ تا ۴۰ بار کار می‌کنند. از Nf ها برای تصفیه آب‌هایی که دارای مولکول‌های آلی، قند و نمک‌های چند ظرفیتی هستند، استفاده می‌کنند. به همین دلیل نانوفیلتراسیون یک از فرایندهای مطلوب در نمک زدایی آب است.

اسمز مستقیم

اسمز مستقیم یک فرایند تجاری برای نمک زدایی آب آشامیدنی است. در این فرآیند با استفاده از اختلاف غلظت نمک به عنوان نیروی محرکه از طریق غشا استفاده می‌گردد. اگر در یک طرف غشا آب ورودی مانند آب دریاها وجود داشته باشد و در طرف دیگر محلول قابل استفاده، قطعا فشار اسمزی بالاتری وجود خواهد داشت.

نمک زدایی چند اثره

این فرایند برخلاف روش‌های دیگر به خوبی در ظرفیت‌های مختلف اعمال می‌گردد. به عنوان مثال سیستم‌های کوچک MED با ظرفیت ۵۰۰ متر مکعب در روز برای نمک زدایی آب در دهه ۱۹۶۰ به وجود آمد.

جمع بندی نهایی

استفاده و بکارگیری از روش‌های نمک زدایی آب آشامیدنی سال‌های بسیار زیادی است که مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. انتخاب اینکه کدام فرایند یا روش برای تصفیه آب مورد هدف و کاربرد شما است. بستگی به منبع آب شور، آب ورودی، هدف تصفیه و غیره دارد.