تولید و تجهیز دستگاه های آب شیرین کن صنعتی
کیفیت را از چشمه تضمین کن
هر آنچه برای آب تصفیه صنعتی نیاز دارید Ro-UF-EDI
تولید و تجهیز دستگاه های آب شیرین کن صنعتی
کیفیت را از چشمه تضمین کن
هر آنچه برای آب تصفیه صنعتی نیاز دارید Ro-UF-EDI
کمبود منابع آب شیرین، بسیاری از کشورها و صنایع را به سمت استفاده از آب دریا سوق داده است. فناوری اسمز معکوس یا RO امروزه به عنوان مؤثرترین روش شیرینسازی آب شناخته میشود و نقش مهمی در تأمین آب صنایع، شهرها و مناطق کمآب ایفا میکند. در این مقاله فرآیند شیرینسازی آب دریا با اسمز معکوس را از ورود آب خام تا تولید آب شیرین بررسی میکنیم و درباره فشار کاری، بازیابی انرژی، مدیریت آب شور خروجی، مشکلات رایج و نگهداری سیستم توضیح میدهیم.
آب دریا دارای غلظت بالایی از نمکها و املاح محلول است. این میزان شوری باعث میشود استفاده مستقیم از آن در صنایع یا آشامیدن امکانپذیر نباشد. همچنین وجود رسوبات، میکروارگانیسمها و آلایندهها میتواند به تجهیزات صنعتی آسیب برساند.
شوری آب دریاها بسته به منطقه متفاوت است، اما بهطور تقریبی TDS آب اقیانوسها حدود ۳۵٬۰۰۰ میلیگرم در لیتر است و در برخی دریاهای نیمهبسته مانند خلیج فارس این عدد بیشتر هم میشود. نمکهایی مانند کلرید سدیم، سولفات، منیزیم و کلسیم بخش اصلی این املاح را تشکیل میدهند.
اسمز یک پدیده طبیعی است: وقتی دو محلول با غلظت متفاوت توسط یک غشای نیمهتراوا از هم جدا شوند، آب بهطور طبیعی از سمت محلول رقیق به سمت محلول غلیظ حرکت میکند. در اسمز معکوس، با اعمال فشاری بیشتر از فشار اسمزی، جهت این جریان برعکس میشود و آب از سمت آب شور به سمت آب شیرین عبور میکند، در حالی که بخش بزرگی از نمکها پشت غشا باقی میمانند.
فشار اسمزی آب دریا بهطور تقریبی در حدود ۲۵ تا ۳۰ بار است. به همین دلیل پمپهای فشار قوی در سیستمهای آب دریا معمولاً فشاری در حدود ۵۵ تا ۷۰ بار ایجاد میکنند. این عدد بسیار بالاتر از فشار کاری در سیستمهای آب لبشور است و دلیل اصلی تفاوت طراحی، انرژی مصرفی و جنس لولهها و تجهیزات در این دو نوع سیستم محسوب میشود. مقدار دقیق فشار به شوری، دما و نوع ممبران بستگی دارد.
فرآیند شیرینسازی معمولاً شامل مراحل زیر است:
آب دریا از طریق ایستگاه آبگیر، یا چاههای ساحلی، به واحد تصفیه منتقل میشود. طراحی آبگیر بر کیفیت آب ورودی و میزان آلودگی پیشتصفیه اثر مستقیم دارد.
ابتدا ذرات معلق، شن، گلولای و مواد آلی حذف میشوند تا از آسیب به ممبرانها جلوگیری شود. در سیستمهای آب دریا معمولاً از فیلتراسیون چندلایه یا شنی، فیلتر کارتریجی و در برخی پروژهها از اولترافیلتراسیون (UF) استفاده میشود. همچنین تزریق ضدرسوب و کنترل کلر باقیمانده بخشی از پیشتصفیه است. معیار مهم کیفیت آب ورودی ممبران، شاخص SDI است که میزان پتانسیل گرفتگی آب را نشان میدهد.
۳. افزایش فشار
پمپ فشار قوی، آب را با فشار مناسب وارد سیستم اسمز معکوس میکند. در سیستمهای بزرگ، مصرف برق این پمپها بیشترین سهم از هزینه انرژی کل واحد را دارد.
غشاهای نیمهتراوا، نمکها و آلایندهها را جدا کرده و تنها مولکولهای آب عبور میکنند. ممبرانهای مخصوص آب دریا (SWRO) ساختاری مقاومتر دارند و برای کار در فشارهای بالا طراحی شدهاند. تعداد ممبرانها، فشار کاری و آرایش مراحل در یک سیستم اسمز معکوس صنعتی بر اساس شوری، دما و ظرفیت موردنیاز تعیین میشود.
آب تولیدشده وارد مخزن ذخیره شده و در صورت نیاز، عملیات ضدعفونی نهایی روی آن انجام میشود. اگر آب برای شرب مصرف شود، مرحله تنظیم pH و معدنیسازی (افزودن املاح لازم مانند کلسیم و بیکربنات) نیز انجام میشود، چون آب خروجی RO املاح بسیار کمی دارد.

در سیستمهای آب دریا، حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد آب ورودی بهصورت آب شیرین خارج میشود و باقی آن بهصورت آب بسیار شور و پرفشار (براین) باقی میماند. این جریان هنوز بخش زیادی از انرژی فشاری خود را دارد. دستگاههای بازیابی انرژی، مانند مبدلهای فشار (Pressure Exchanger)، این انرژی را به آب ورودی منتقل میکنند و نیاز پمپ فشار قوی را بهطور محسوسی کاهش میدهند. استفاده از این تجهیزات یکی از دلایل اصلی کاهش مصرف انرژی در آب شیرینکنهای امروزی نسبت به نسلهای قدیمی است.
طراحی ماژولار این سیستمها باعث میشود بتوان ظرفیت را با اضافه کردن ردیفهای ممبران افزایش داد. برخلاف روشهای حرارتی، RO نیازی به تولید بخار یا حرارت زیاد ندارد و فضای نصب کمتری اشغال میکند.
یکی از مهمترین مسائل زیستمحیطی در شیرینسازی آب دریا، دفع جریان غلیظ خروجی است. این جریان شوری بالاتر از آب دریا دارد و ممکن است حاوی بقایای مواد شیمیایی پیشتصفیه نیز باشد. برای کاهش اثرات زیستمحیطی، معمولاً از دیفیوزرهای چندنقطهای در دریا استفاده میشود تا غلظت آب شور سریعتر با آب دریا رقیق شود. محل و روش تخلیه باید مطابق مقررات زیستمحیطی و بر اساس مطالعات انجام شود.
آب شیرینکنهای دریایی در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهها، هتلها، جزایر، بنادر و شهرهای ساحلی کاربرد گستردهای دارند. در صنایع نفت و گاز، آب شیرینشده برای تزریق، خنککاری و تأمین آب فرآیندی استفاده میشود. در نیروگاهها، آب خوراک دیگهای بخار از همین منبع تأمین میشود. در جزایر و مناطق ساحلی کمآب، این فناوری گاهی تنها منبع مطمئن آب شیرین است.
برای حفظ راندمان دستگاه باید ممبرانها بهصورت دورهای شستشو شوند، فیلترها تعویض شوند و کیفیت آب ورودی بهطور منظم بررسی گردد.
افزایش فشار کاری یا کاهش دبی آب تولیدی نسبت به شرایط عادی، معمولاً اولین نشانه گرفتگی ممبران است و تشخیص زودهنگام آن از آسیب جدیتر جلوگیری میکند.
آب تولیدی املاح بسیار کمی دارد و برای مصارف صنعتی مناسب است. برای شرب، معمولاً بعد از RO مراحل معدنیسازی، تنظیم pH و گندزدایی نیز انجام میشود تا با استانداردهای آب آشامیدنی مطابقت داشته باشد.
چون آب دریا شوری و فشار اسمزی بسیار بیشتری دارد. ممبرانهای SWRO برای تحمل فشار بالا و حذف نمک بیشتر طراحی میشوند.
بهدلیل فشار اسمزی بالا، راندمان بازیابی در آب دریا معمولاً حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد است؛ یعنی کمتر از سیستمهای آب لبشور.
برق مصرفی پمپهای فشار قوی، همراه با مواد شیمیایی، تعویض فیلترها و ممبران، بخش اصلی هزینههای بهرهبرداری را تشکیل میدهند.
با افزایش بحران آب، فناوری اسمز معکوس به یکی از مهمترین راهکارهای تأمین آب تبدیل شده است. سرمایهگذاری در سیستمهای آب شیرینکن صنعتی نهتنها هزینههای بلندمدت را کاهش میدهد، بلکه پایداری تولید و حفاظت از منابع آبی را نیز تضمین میکند.
موفقیت یک پروژه شیرینسازی آب دریا به سه عامل بستگی دارد: پیشتصفیه اصولی، انتخاب ممبران و تجهیزات مناسب شرایط آب، و برنامه نگهداری منظم. رعایت این سه مورد، عمر ممبران را افزایش میدهد و هزینه تولید هر مترمکعب آب را کاهش میدهد.
No account yet?
ایجاد حساب کاربری