دسته ها
یکشنبه ۱۲ تیر ۱۴۰۱

شیوه های مختلف تبدیل آب شور به شیرین

  • حکیمه فهیمی
  • ۲۵ اردیبهشت ۱۴۰۱
  • ۰

همانطور که می دانید ۷۰ درصد کره زمین را آب شور فرا گرفته است. از این رو با توجه به بحران کم آبی، بشر به دنبال راهکارها و روش هایی برای تبدیل آب شور به آب شیرین است. با این مطلب از آرگا همراه ما باشید.

یکی از بزرگترین چالش های پیش روی بشر بحران کم آبی است. از این رو برای همگان جای سوال است که آیا راهی برای تبدیل آب شور دریا به آب شیرین وجود دارد؟ با این مطلب همراه ما باشید تا در این باره اطلاعات بیشتری کسب کنید.

آشنایی با روش های تبدیل آب شور به شیرین

بی شک می دانید که حدود ۷۰ درصد کره زمین را آب های شور و غیر قابل مصرف فرا گرفته اند. به این ترتیب می توان فهمید که اغلب کشورهای جهان با بحران کمبود آب شرب و شیرین روبرو هستند. می توان گفت بزرگترین معضل در سراسر دنیا کمبود آب مناسب برای نوشیدن است که به دلایل مختلفی این مشکل روی داده است.

 

  •  تصفیه آب خانگی
  •  بلیط کیش

شایان ذکر است در ۷۰ درصد آب های شوری که زمین را فرا گرفته نمک و املاح معدنی ۹۲ درصد آن را انباشته و سبب شده در اغلب نقاط زمین مشکل کمبود آب شیرین وجود داشته باشد. علیرغم تصفیه آب و استفاده دوباره از آن، املاح زدایی یا شیرین سازی یکی از راهکارها و روش هایی می باشد که برای این منظور ایجاد شده و در آن سعی می شود با تکنیک های مختلف نمک و املاح و مواد معدنی موجود در آب شور دریا حذف و در نهایت به عنوان آب شیرین مصرف شوند.

خروجی این پروسه آب شیرین و نمک به صورت جدا از یکدیگر می باشد. آب اصلی ترین نیاز موجودات روی زمین است. انسان بدون غذا می تواند چند روز زنده بماند ولی بدون آب هرگز. حال جای سوال است که با این حجم از آب شور روی زمین چگونه می توان آب شیرین به دست آورد. آیا می توان آن ها را املاح زدایی کرد و به آب شیرین و آشامیدنی تبدیل کرد؟

در پاسخ باید گفت بله خوشبختانه امروزه روش های مختلفی برای تبدیل آب شور به شیرین وجود دارد که در ادامه با آن ها آشنا می شوید. در حال حاضر اکثر کشورهای جهان به آب شیرین و قابل شرب دسترسی ندارند و بیشتر آب آشامیدنی را توسط نمک زدایی به دست می آورند.

  •  قاصدک 24
  •  مبل و میز

آب دریا و اقیانوس حاوی مقادیر زیادی نمک است و به دلیل شوری زیاد قابل شرب نیست. زیرا سیستم بدن انسان به گونه ای است که قادر به هضم این میزان از نمک نیست. از این رو حتما باید پیش از مصرف، باید املاح زدایی شود. قابل ذکر است همه روش های تبدیل آب شور به شیرین هزینه بر و مشکل هستند.

زیرا نمک سریعا با آب، ترکیب و در آن حل می شود و پیوندهای شیمیایی محکمی برقرار می کند که شکستن آن فرایندی بسیار دشوار می باشد. دلیل دشوار بودن این پیوندها یکی نیاز به انرژی بالا است و دومی احتیاج به فناوری های نوین و گران قیمت است. از این رو این موارد سبب می شود این فرایند پروسه ای بسیار گران قیمت و هزینه بر باشد که هر کشوری توان پرداخت آن را ندارد.

ولی با همه این مشکلات و هزینه های زیاد، به علت افزایش رشد جمعیت، کمبود منابع آب شرب و احتیاج به آب آشامیدنی جمعیت، هنوز هم بهترین شیوه برای تامین چنین آبی، املاح زدایی آب شور و تصفیه آب شور دریا و اقیانوس ها می باشد.

روش های شیرین سازی آب

جهت شیرین سازی آب اقیانوس و دریا که به آن نمک زدایی یا املاح زدایی اطلاق می شود. روش های مختلفی وجود دارد که از جمله می توان به تقطیر حرارتی، الکترودیالیز، اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون اشاره نمود.

  • تقطیر حرارتی

به صورت کلی املاح زدایی یا نمک زدایی به دو شیوه صورت می گیرد یا از طریق حرارت است که شامل تقطیر چند اثره و تقطیر فشرده سازی بخار است و یا از طریق فناوری های غشایی می باشد که اسمز معکوس و الکترودیالیز را شامل می شود. با توجه به این که دستگاه اسمز معکوس به انرژی کمتری نسبت به روش تقطیر حرارتی احتیاج دارد، این روش رایج ترین شیوه شیرین سازی آب شور شناخته می شود.

تا قبل از پیدایش روش های نوین، برای تهیه آب آشامیدنی از آب شور، آن را می جوشانند تا نمک زدایی شود. پس از ابداع این شیوه، کارخانه مخصوص نمک زدایی آب شور در انگلیس در سال ۱۹۴۵ راه اندازی شد که در آن ابتدا آب شور را جوشانده تا بخار شده و نمک ها از آب جدا شوند و در کف ته نشین شوند. بعد از بخارات، آب سرد و متراکم شده، آب شیرین و شرب تولید می شد.

در حال حاضر این شیوه به عنوان نخستین روش نمک زدایی و شیرین سازی آب شناخته می شود. البته امروزه هم بیشتر کشورهای دنیا از این روش حرارتی آب شرب مورد نیازشان را تامین می کنند. ولی به این شیوه املاح زدایی به علت مصرف زیاد انرژی و در نتیجه هزینه ای انرژی مصرفی توجه زیادی نمی شود.

  • الکترودیالیز

در این شیوه از اختلاف پتانسیل های آند و کاتد برای از بین بردن یون های نمک استفاده می کنند. این شیوه شامل صفحات رزینی می باشد که در برابر رسوبات و لجن مقاومت زیادی داشته و دارای غشاهایی است که از عبور یون های نمک پیشگیری می کند.

الکترودیالیز در شیرین سازی آب بسیار کاربرد دارد و از غشا استفاده کرده و با ایجاد اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد سبب جداسازی یون ها از آب می شود. از معایب الکترودیالیز می توان به ایجاد رسوب روی غشا اشاره کرد که می توان با اختصاص مراحل پیش تصفیه تا حدود زیادی به این محدودیت غلبه کرد.

  • اسمز معکوس

دستگاه اسمز معکوس از دیگر روش های شیرین سازی آب شور است که در حال حاضر رایج ترین روش می باشد. این شیوه برگرفته از سیستم تصفیه خون انسان و طبیعت می باشد. همانگونه که از اسم این روش پیداست برای تصفیه آب و نمک زدایی از عکس روش اسمز بهره می گیرند.

در این روش آب توسط پمپ هایی به غشا وارد شده و این غشا حاوی منافذ ریزی است که مانع از ورود یون، نمک و دیگر املاح محلول شده در نتیجه باعث می شود که آب شیرین در یک سمت و نمک در سمت دیگر باقی بماند. تفاوت اسمز معکوس با تقطیر حرارتی در این است که در روش حرارتی تنها آب خالص باقی مانده ولی از روش اسمز معکوس هم برای تهیه آب و هم حذف سایر ناخالصی های آب استفاده می شود.

مزیت دیگر روش اسمز معکوس این است که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و  بازدهی و کارایی بسیار بالایی دارد. همچنین در جداسازی نمک از آب با نانوفیلتراسیون و پیشگیری از عبور ویروس و باکتری در آب شیرین کمک کننده است. به این ترتیب آب شرب به دست آمده از نظر سلامتی سطح مطلوبی دارد. شایان ذکر است نیاز به تمیز کردن و شستشوی مرتب غشا یکی از معایب املاح زدایی با اسمز معکوس است.

  • نانوفیلتراسیون

عبور آب با فشار الکتریکی از غشای نیمه تراوا و بارور مبنای کار دستگاه های نانوفیلتراسیون است که در نهایت سبب می شود تا مواد آلی و برخی یون ها و مواد آلاینده موجود در آب امکان عبور از غشا را نیابند. در حالت کلی کاتیون های دو ظرفیتی و ویروس ها و هر نوع مواد معلق آلاینده در آب نمی توانند از غشا عبور کنند از این رو قابل استفاده برای شیرین سازی می باشد.

جمع بندی

تخمین زده شده که سی درصد مناطق تحت آبیاری جهان از مشکل شوری آب رنج می برند از این رو باید سریعا اصلاح شوند. در سال ۲۰۰۲ ۱۲۰ کشور جهان با استفاده از ۱۲۵۰۰ دستگاه املاح زدایی به تصفیه آب مشغول بوده اند. مهمترین مصرف کنندگان آب نمک زدایی شده اهالی خاورمیانه می باشند.

بیشتر مناطق خشک منابع آب شیرین مانند رودخانه و دریاچه ها را به اندازه کافی در اختیار نداشته و ممکن است منابع محدودی آب زیرزمینی داشته باشند که با ازدیاد استخراج آب از طبقات آبده، شورتر می گردند. تبخیر نمک زدایی آفتابی به صورت طبیعی توسط آفتاب انجام شده و باران ایجاد می شود که منبع اصلی تامین آب شیرین زمین می باشد.

همه سیستم های در دسترس تقطیر که توسط انسان تولید شده اند یک نسخه برداری کوچک مقیاس از این فرایند طبیعی هستند. به طور کلی آب شیرین یک اصطلاح اشتباه است و بهتر آن است که به آن  آب املاح زدایی شده اطلاق گردد.

در این مطلب از مجله آرگا با انواع روش های تبدیل آب شور به شیرین آشنا شدید. امیدواریم از مطالب ارائه شده نهایت استفاده را برده باشید. همچنین پیشنهاد می شود در صورت تمایل برای کسب اطلاع بیشتر از فرآیند تصفیه آب با کود و عملکرد دستگاه تصفیه آب روی لینک ها کلیک کنید.

منبع : آرگا


مطالب مرتبط
مطالب داغ
همچنین ببینید
مشاهده دیدگاه های این مطلب
دیدگاه های مطلب
۰ دیدگاه برای این نوشته

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.