آشنایی با فرآیند و انواع روش های شیرین سازی آب دریا به روش غشایی

مقایسه روش های شیرین­ سازی آب دریا به روش غشایی

شیرین سازی آب دریا به روش غشایی از روش ­های مرسوم در شیرين­ سازی و تصفیه آب فاضلاب می­ باشد که تغییر فازی در آن صورت نمی گیرد. به طور کلی اين روش­ ها به دو دسته کلی اسمز معکوس و الکتروديالیز تقسیم می ­شوند.

در فرآيند شیرین سازی آب دریا به روش غشایی به روش اسمز معکوس از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب شیرين از محلول نمک استفاده می­شود. قبل از شروع فرآيند باید ابتدا آب دريا را در چند مرحله تصفیه کرد تا از ورود موادی که باعث گرفتگی غشاها می­­شوند به واحد اصلی نمک­زدايی جلوگیری کرد. اگر داخل ظرفی يک غشاء نیمه تراوا نصب شود و در يک سمت آن آب شور و در سمت ديگر، آب خالص ريخته شود با عبور آب خالص از غشاء سطح آب شور بالا می­آيد و به طور همزمان ارتفاع سمت آب خالص پايین می­آيد. به اين فرآيند که شامل عبور آب خالص به سمت آب شور می­باشد فرآيند اسمزی گفته می شود؛ اما اگر فشار سمت آب شور افزايش يابد، به اين معنی که نمک محلول در آب شور از غشاء عبور نکرده و بنابراين حجم آب خالص در سمت ديگر غشاء افزايش يابد، فرآيند را اسمز معکوس می ­نامند. فشار اعمالی در اين فرآيند به حدود 80-50 اتمسفر جهت عبور آب شور از غشاء می­ رسد. با توجه به شکل 7 آب ورودی تحت فشار بالا پمپ قرار گرفته و جريانی در میان سطح غشاء ايجاد شده است. آب ورودی تحت اين فشار بالا از غشاء عبور کرده و بیشتر جامدات محلول در آن از آب حذف و آب شیرين تولید می­ شود.

اين روش مصرف انرژی نسبتاً پايینی دارد و عمدتاً برای شیرين­سازی آب دريا مورد استفاده قرار می­گیرد. از جمله مزايای فرآيند اسمز معکوس نسبت به ساير روش­ها می­توان به راندمان بالای نمک­زدايی، عدم نیاز به مواد شیمیايی و نیاز کمتر به افراد متخصص و تمام وقت را نام برد. مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانه­ای اين فرآيند در مقايسه با تقطیر چندمرحل ه­ای و تقطیر چنداثره کمتر می­باشد

•  روش الکترودیالیز

فرآيند الکتروديالیز کاهش شوری آب را در غشاء تحت تأثیر اختلاف پتانسیل الکتريکی، از طريق انتقال يون­ های حاصل از تجزيه آب انجام می­دهد. در اين روش قطب­های مثبت و منفی به وسیله دو غشاء نیمه­تراوا از قسمت میانی جدا شده­اند. اين فرآيند از میدان الکتريکیDCبرای جابه­جايی يون­های نمک در آب شور استفاده می­کند. با عبور جريان الکتريکی از میان محلول آب شور که نقش الکترولیت را دارد، اجزاء محلول­شده يونی با بار مثبت، مانند سديم و کلسیم، جذب الکترود منفی (کاتد) و يون­های دارای بار منفی، مانند کلر و کربنات­ها، جذب الکترود مثبت (آند) شده و از غشاء عبور می­کنند و در نهايت آب باقی­مانده در میان اين غشاء، عاری از نمک می­شود.

منبع:

Badruzzaman, M., et al., Selection of pretreatment technologies for seawater reverse osmosis plants: A review. Desalination, 2019. 449: p