دستگاه آب شیرین کن دریایی چه مزایا و معایبی دارد؟

مزایا و معایب دستگاه آب شیرین کن دریایی

امروزه از میان تمامی فرآیندهای تصفیه آب دریا، بیشتر از دستگاه اسمز معکوس برای شیرین سازی آب شور استفاده می‌شود. انجام این فرآیند از شیوه‌های قابل توجهی است که جهت جداسازی مواد سمی و آلی از پساب‌های صنعتی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ناگفته نماند که از این روش برای دسترسی به کیفیت بالای آب برای صنایع مواد غذایی، داروسازی، مراکز درمانی مخصوصا بخش دیالیز بیمارستان‌های بزرگ و واحدهای آب‌کاری صنایع سنگین بکار برده می‌شود. با وجود مزایای بسیار زیاد، این دستگاه‌ها دارای معایبی نیز می‌باشند‌، یکی از معایب آن هزینه‌های بالای مصرف انرژی است که در ادامه به طور کامل به بررسی تمامی مزایا و معایب دستگاه آب شیرین‌ کن‌ دریایی پرداخته‌ایم. برای آشنایی بیشتر با دستگاه تصفیه آب دریا، با آتیه انرژی همراه باشید.

آب شیرین کن دریایی چیست؟

به ابزاری که آب شور دریا را به آب بهداشتی و قابل شرب تبدیل می‌کند، دستگاه آب شیرین کن دریایی یا دستگاه تصفیه آب صنعتی گفته می‌شود. نام انگلیسی این دستگاه نیز seawater Ro system و SWRO می‌باشد. در گذشته و برای اولین بار آب دریا را به وسیله روش تقطیر حرارتی تصفیه می‌کردند.

این کار توسط گرمای حاصل از موتور کشتی در ناوهای جنگی و کشتی‌ها جهت رفع مشکل آب شرب و سالم صورت می‌گرفت. امروزه استفاده از این روش کار بیهوده‌ای است، زیرا حجم بسیار کمی آب شیرین تولید شده و با این وجود به هیچ وجه صرفه اقتصادی ندارد. سپس دستگاهی برای تصفیه آب دریا ساخته شد، که با وجود ممبران و غشای نیمه تراوا، نمک و املاح معدنی را از آب جدا کرده و به همین ترتیب موجب تصفیه آب می‌شود. در صورتی که قصد خرید یا دریافت اطلاعات بیشتری در ارتباط با دستگاه آب شیرین کن دریایی داشتید، می‌توانید از کارشناسان آتیه انرژی کمک بگیرید.

تکنولوژی دستگاه تصفیه آب دریا

از دستگاه آب شیرین کن دریایی جهت تامین آب شرب، کشاورزی، صنعتی و… استفاده می‌شود. به دلیل شوری بیش از حد آب دریا و غلظت آلاینده‌های موجود در آن، باید در آب شیرین‌ کن‌های دریایی قطعاتی خاص و متفاوت‌تر از دیگر آب شیرین کن‌ها مورد استفاده قرار گیرد. این قطعات شامل پمپ‌های فشار قوی، پمپ تغذیه، دوزینگ پمپ، لوله‌کشی، ممبران صنعتی و شاسی هستند. به طور کلی باید جنس تمامی قطعات به کار رفته در آب شیرن‌ کن‌ دریایی با تکنولوژی اسمز معکوس، به صورتی باشد که با آب شور دریا سازگار باشد.

در غیر صورت به سرعت دچار خوردگی شده و از بین می‌روند. تاکنون با توجه به استفاده از روش‌های گوناگونی که برای تبدیل آب شور به آب شیرین صورت گرفته است، به صرفه‌ترین و مناسب‌ترین روش برای تصفیه آب شور دریا، استفاده از دستگاه آب شیرین کن دریایی (RO) بوده است. انجام شیرین سازی آب دریا در این روش، توسط فرآیند غشایی اسمز معکوس در فیلتر ممبران دریایی (SW30) صورت می‌گیرد.

به منظور بررسی و خرید لیست محصولات، بر روی فیلتر کربنی کلیک کنید.

چالش های تصفیه آب دریا چیست؟

یکی از مهم‌ترین چالش‌های موجود که امروزه بشر با آن مواجه است، کمبود آب شیرین و قابل آشامیدن می‌باشد. یکی از راه‌‌حل‌های مقابله با این مسئله، تصفیه آب شور دریا توسط دستگاه آب شیرین کن دریایی می‌باشد. در نتیجه چندین چالش دیگر هم وجود دارد که ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

1.بهبود عملکرد غشاء

امروزه محققان در تلاش هستند تا بتوانند مواد غشایی بسازند که توانایی کار در شوری‌ها و فشارهای بسیار بالا را داشته باشند. در واقع مهندسان در کمترین فشار قصد رسیدن به بالاترین میزان دفع نمک را دارند. به طور کلی SWRO با فشارهای بین ۶۰ الی ۷۰ بار کار می‌کند. سپس در صورتی که فشار کاهش یابد، از آب خروجی نهایی نمک کمتری خارج می‌شود.

2.تغییر شرایط آب دریا

از آن رو که شرایط آب و از جمله شکوفه‌های جلبکی مضر، به طور ناگهانی تغییر کرده و متغیر است، می‌تواند برای سیستم پیش تصفیه آب جهت گیاهان شیرین کن دریا مؤثر باشد. در برخی موارد که این اتفاق رخ می‌دهد، می‌توان سیستم‌های شناور هوای محلول آماده به کار را نصب کرد.

3.غشاء و فرآیندهای غشایی

در هنگام کار تمام مواد به طور مداوم و به آرامی بر روی غشاها جمع می‌شوند، این مواد همچون مواد آلی و املاح معدنی هستند، که باعث رسوب آب قابل شرب می‌شوند. به طور کلی با کمی افزایش فشار می‌توان جهت حفظ تولید آب، کاهش نفوذپذیری را جبران کند.‌ این موضوع می‌تواند طی طول عمر نیروگاه بر هزینه آب و مصرف انرژی بی‌افزاید. با وجود این که تمیز کردن غشاء امری عادی است، ولی موجب دفع شدن پسماندهای مایع تولیدی شده و کارخانه را آفلاین خواهد کرد.

4.دفع آب نمک

تخلیه آب نمک در مکان‌های اقیانوسی می‌تواند بر اکوسیستم تاثیرات بسیار منفی بگذارد. گفته شده آلاینده‌ها به علت چگالی بالا می‌توانند به کف اقیانوس بروند. در آن قسمت نیز موجودات بنتیک دچار آسیب شده، زیرا انتشار موج جهت رقیق‌سازی و مخلوط حداقل می‌باشد. در برخی کشورها برای تخلیه آب نمک RO به اقیانوس، نیاز به رقیق‌سازی یا پخش کننده دارند. برای دستگاه آب شیرین کن دریایی، دفع آب نمک می‌تواند بسیار مشکل ساز باشد. این امر در مکان‌هایی رخ می‌دهد که نمی‌توان آب نمک را در آب‌های سطحی یا فاضلاب تخلیه کرد. بنابراین می‌توان گفت به چاه‌های تزریق مجدد و حوضچه‌های تبخیر نیاز دارد.

5.بازیابی بالاتر آب شیرین

فرآیندی که عملیات گذرا یا دسته‌ای دارد، می‌تواند با رویکرد بازیابی بالاتر از آب شیرین جهت بهبود تولید RO اقدام کند. با یک مرحله شستشو گردش آب نمک به تغذیه غشا طی یک دوره زمانی انجام می‌شود. به گفته استوور افزایش عملکرد آب شیرین به همراه گردش مجدد آن و همچنین کاهش جریان آب نمک، می‌تواند باعث افزایش میزان بازیابی شود. امروزه گزارش شده است که میزان بازیابی آب شور از استاندارد قبلی که ۷۵ درصد بوده به ۹۸ درصد افزایش پیدا کرده است.

6.بازیابی انرژی

با وجود این که SWRO جزء کم‌ مصرف‌ترین فناوری دستگاه‌های آب شیرین کن دریایی شناخته شده است، ولی همچنان باز هم به مقادیر قابل توجهی انرژی نیاز دارد. دستگاه‌های بازیابی انرژی (ERD) توانایی کاهش قابل توجهی از مصرف انرژی را تا ۶۰ درصد دارا می‌باشند. در برخی دستگاه‌های دیگر، انرژی الکتریکی حدودا ۳۵ الی ۴۰ درصد از کل هزینه‌های عملیاتی می‌باشد. به طور کلی تلاش‌های بسیار بیشتری جهت ادغام انرژی تجدیدپذیر وجود دارد.

7.حفاظت از زندگی دریایی

یک نگرانی عمده زیست محیطی، آسیب به جانوران دریایی به وسیله دستگاه آب شیرین کن دریایی می‌باشد. حال می‌توان برای کاهش اثرات منفی سیستم‌های ورودی بر موجودات دریایی، از ورودی‌های زیرسطحی بهره برد. به دلیل این که این ورودی‌ها مقداری پیش تصفیه را عرضه می‌کنند، احتمالا می‌توانند در سیستم‌های کوچک مفید واقع شوند. با این وجود گفته شده برای استفاده آن‌ها در سیستم‌های بزرگ باید هزینه بسیاری پرداخت کرده و زمان ساخت آن نیز بسیار افزایش پیدا می‌کند. البته ناگفته نماند که نصب ورودی‌های زیر سطحی می‌تواند به عوامل مختلفی همچون ویژگی‌های زمین شناسی و رسوب، شن، ماسه با تخلخل و قابلیت انتقال بالا بستگی داشته باشد.

8.مقیاس‌بندی

در آب نمک‌هایی که دارای غلظت بیشتری هستند، معمولا نمک‌ها بر روی سطوح تجهیزات رسوب کرده و باعث کند شدن یا توقف فرآیند نمک‌زدایی می‌شوند. یک راه حل که برای این مسئله در نظر گرفته شده، این است که این نمک‌ها را از قبل از روی سطح نمک‌زدایی کنیم. در واقع اجازه انجام فرآیند نمک‌زدایی اضافه داده می‌شود.

معایب شیرین سازی آب دریا

در ادامه چند مورد از معایب تصفیه آب دریا با دستگاه آب شیرین کن‌ دریایی را شرح می‌دهیم.

در ابتدا باید بدانید که تصفیه آب دریا می‌تواند از هزینه بالایی برخوردار باشد. امروزه به طور متوسط در یک واحد تصفیه آب صنعتی که از دستگاه آب شیرین کن دریایی برای تصفیه آب دریا استفاده می‌کنند، برای تولید هر متر مکعب آب شیرین به ۲ کیلووات ساعت، انرژی نیاز دارد.

این هزینه حدودا در شبکه‌های برق‌رسانی ملی ۲ دلار است، ولی نکته قابل توجه این است که به منابع بسیار عظیمی از سوخت‌های فسیلی جهت تولید این مقدار انرژی الکتریکی، نیاز است. تولید و راه‌اندازی تجهیزات کامل تصفیه آب نیز می‌تواند دارای هزینه بسیار بالایی باشد. حال از این رو که این امر برای دولت‌ها و ملت‌ها گران تمام می‌شود و از نظر اقتصادی هزینه معقولی ندارد، موجب شده که توسعه فناوری اسمز معکوس RO با مشکلات متعددی مواجه شود.

ناگفته نماند که این هزینه‌ها در برخی مواقع آنقدر بالا می‌باشد، که ساخت واحدهای تصفیه آب دریا به هیچ عنوان به سوددهی نخواهند رسید. از معایب دیگر آن می‌توان به شورابه‌های ناشی از تصفیه آب اشاره کرد، که گاهی باعث مشکلات زیست محیطی خواهند شد. همان طور که می‌دانید در فرآیند تصفیه آب دریا، مواد معدنی و نمک را باید از آب جدا کرد. سپس شورابه‌ای که حاوی مقادیر بسیار زیادی از نمک می‌باشد باقی مانده که اگر این شورابه در محیط‌های خشک یا محیط‌های آبی وارد شود، تاثیر بدی بر جانداران آن محیط می گذارد. در نهایت تعادل زیست بوم به هم خورده و حتی می‌تواند منجر به مرگ جانداران شود.

مزایای شیرین سازی آب دریا

از مزایای دستگاه آب شیرین کن می‌توان به شیرین‌سازی آب شور دریا برای تأمین آب شرب و از معایب آن نیز می‌توان به هزینه‌‌های مصرف انرژی اشاره کرد. دلیل این هزینه‌ها میزان مصرف برق بالای این دستگاه‌ها می‌باشد. قبل از هر چیز به برخی از مزایای تصفیه آب با سیستم‌های آب شیرین کن می‌پردازیم.

این فناوری، یک روش مطمئن و مؤثر در تصفیه آب دریا محسوب می‌شود. همان طور که می‌دانید حجم بسیار زیادی از آب دریاها و اقیانوس‌ها، شور هستند. وجود دستگاه‌های تصفیه آب باعث شده است که حتی در زمان کمبود آب و وقوع خشکسالی، عموم مردم بتوانند آب شرب را برای ادامه حیات، کشاورزی و دیگر نیازهای خود تهیه کنند.

دستگاه‌ آب شیرین کن دریایی با حذف مواد معدنی و نمک، آبی کاملا گوارا و بهداشتی را در اختیار مردم قرار می‌دهد. در نهایت کیفیت آب‌های تصفیه شده در این دستگاه‌ها بسیار بالا بوده و کاملا سالم است. از آن رو که آب شیرین موجود بر روی کره زمین بسیار محدود می‌باشد، با تصفیه آب شور اقیانوس‌ها و دریاها می‌توان آب قابل شرب مورد نیاز را تامین نمود.