نوشته‌ها

,

دستگاه تصفیه آب دریا چیست ؟

تصفیه اب دریا

تصفیه اب دریا

به فرآیندی که طی آن آب شور دریا به آبی بدون املاح اضافی و یا اصطلاحاً آب شیرین تبدیل می شود، نمک زدایی یا تصفیه آب دریا گفته می شود. لازم است همه ی شهرها و کشورها آب آشامیدن خود را تامین و تولید کنند، زیرا منابع آب شیرین ما در حال اتمام است. تکنولوژی اسمز معکوس در کنار تولید آب آشامیدنی سالم به رشد، شکوفایی و پیشرفت مناطق در حال توسعه و مهم تر از آن به سلامت مردم دنیا کمک بسزایی می کند و از آنجایی که ۹۷ درصد از آب های جهان شور است، منابع عظیم و بی پایانی در اختیار ما قرار گرفته است.

تصفیه اب دریا

 

فرآیند تصفیه آب دریا

فرآیندهای تصفیه آب دریا می تواند در مناطق ساحلی صورت پذیرد و آب شیرین را به مناطق دورتر منتقل کند. شیرین سازی آب دریا یک فرآیند چند مرحله ای پیشرفته است که شامل مراحل مخصوصی از فیلتر کردن آب می شود.

مرحله اصلی تصفیه آب دریا، حذف نمک و املاح معدنی از آب شور است. این فرآیند با تقطیر به سادگی ممکن پذیر است اما هزینه های آن به علت مصرف بالای انرژی، کمرشکن و بیش از حد می گردد. بهترین و ساده ترین راه تصفیه آب شور، دستگاه اسمزمعکوس RO نام دارد. همه چیز از آنجا شروع شد که دانشجوی مهندسی به نام Dean Spatz در سال ۱۹۶۹ متوجه شد که با استفاده از یک غشای نیمه تراوا می توان آب شور دریا را به آب شیرین قابل آشامیدن تغییر داد. سیستم تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس به اصلی ترین تکنولوژی تصفیه آب دریا در دنیا مبدل گشت. به طوریکه در سال ۲۱۵ بیش از ۱۸۰۰۰ دستگاه اسمز معکوس در ۱۵۰ کشور جهان در حال تصفیه آب دریا به این روش بودند.

 

آماده سازی برای فرآیند تصفیه آب دریا

تبدیل کردن آب دریا به آب آشامیدنی در مقایسه با فرآیند تبدیل آب خام مانند آب باران به آب قابل شرب، بسیار پیچیده است. به غیر از نمکی بودن آب دریا، این آب مملو از ذرات ریز زنده، غیرزنده، اجزای ریز طبیعی و غیر طبیعی است. هر گالن آب دریا شامل میلیون ها سلول جلبک، باکتری و زئوپلانکتون های زنده و غیره زنده است.

 

اولین مرحله ی فرآیند تصفیه آب دریا

اولین مرحله ی فرآیند تصفیه آب دریا معطوف به از بین بردن جامدات معلق و کلوئیدها از آب است. آب شور (آلوده) خام با عاملی انعقادی مانند سولفات آهن یا فرمول شیمیایی پرالکترولیتی پیشرفته تری تحریک می شود. نتیجه تصفیه آب دریا فروپاشی الکتریسیته های ساکن است که ذرات جامد را معلق می کند؛ بنابراین این کار باعث سقوط این مواد به پایین محفظه و ته نشین شدن این ذرات می شود. بعضی از کلاژن ها همچنین باعث می شوند این مواد جامد به هم بچسبند، توده ای سنگین تر تشکیل دهند که سریع تر ته تشین شوند.

 

فیلتر شنی

در این مرحله، آب از میان فیلترشنی که شامل لایه هایی از سنگ سیلیس است، عبور داده می شود. شدت جریان آب کم است تا فرصت کافی برای پاکسازی قطعات جامد وجود داشته باشد.جامدات معلق در میان لایه بزرگ ماسه به دام می افتند. شدت جریان آب، بر حسب گالن بر دقیقه نسبت به هر فوت مربع از لایه ی فیلتر مشخص شده است. این فیلتر شنی هر از گاهی شسته می شود تا ذرات جامدی که در آن حبس شده پاک گردد.

 

فیلتر میکرونی

فیلتر کارتریج به عنوان آخرین مرحله ی آماده سازی به کار گرفته می شوند. فیلتر ۵ میکرون کارتریجی، مواد جامدی که از فرآیند لخته سازی و انعقاد می گذرند را به دام می اندازند. تعداد مواد جامد معلقی که در این مرحله پاک سازی می گردند، محاسبه می شود تا از مسدود شدن ممبران های RO جلوگیری شود.

 

پمپ های فشار قوی

در این مرحله، آب تصفیه شده تحت فشار زیاد به سوی سیستم اسمز معکوس (RO) پمپاژ می شود. آب به دست آمده از میان ممبران تحت فشار (۸۰۰ پاسکال) گذرانده می شود. هرچه فشار آب بیشتر باشد، میزان بالاتری از آب تازه از میان غشاها حرکت می کند.

انواع پمپ های فشار قوی

دو نوع پمپ آب برای سیستم تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس RO استفاده می شود:

      • پمپ گریز از مرکز
      • پمپ جا به جایی مثبت

پمپ جا به جایی مثبت یا همان پمپ پیستون می باشد که بیشتر اوقات برای ظرفیت معمول ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ گالن در روز استفاده می شود. پمپ جا به جایی مثبت مشکلاتی چون خروجی های آب متغیر و لرزش بالا دارند. کاهش این مشکلات نیازمند تخصص بالا و مهندسی های پیشرفته است.

تصفیه اب /

, , , , ,

انواع و اولویت بندی منابع آب

منابع آب

انواع و اولویت بندی منابع آب

منابع آب خام به سه دسته کلی تقسیم می‌شود که شامل موارد زیر است:

منابع اتمسفری Atmospheric Water Resources

منابع سطحی Surface Water Resources

منابع زیر زمینی Ground Water Resources

هر دستگاه تأمین آب شرب برای اجتماعات مختلف معمولاً سه هدف اصلی را مد نظر دارد که شامل موارد زیر است:

  1. تأمین آب گوارا و سالم برای مصرف­ کنندگان (کیفیت مطلوب)،
  2. فراهم نمودن آب با کمیت مناسب و به مقدار کافی
  3. تأمین آب با سهولت دسترسی به آب.

بر اساس اهداف فوق باید ضمن فراهم نمودن آب کافی و سالم و در دسترس، نسبت به انطباق ویژگی‌­های فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و رادیولوژیکی با استانداردهای ملی از طریق انتخاب صحیح منابع آب و تصفیه مناسب آن اقدام گردد.

به طور کلی، کیفیت آب خام باید در حد استاندارد آب متناسب با نوع مصرف باشد. عواملی همچون کمیت، کیفیت، قابلیت اعتماد، سالم بودن منبع، حقوق آبی و اثرات زیست محیطی همراه با هزینه­‌های سرمایه­‌گذاری و بهره‌برداری طرح در تصمیم­گیری دخیل هستند.

اولویت‌های تصفیه آب

دستگاه‌های تأمین آب منابعی را ترجیح می­دهند که کمترین نیاز به تصفیه را داشته و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند. بر همین اساس منبعی که آب آن به طریق ثقلی قابل انتقال باشد و نیاز به هیچ­گونه تصفیه­‌ای نداشته باشد در اولویت اول قرار دارد. غالباً با انجام فرآیند ضدعفونی (کلرزنی) دارای کیفیت مطلوب برای شرب می­‌شوند. آب برخی از چشمه­‌ها و قنات­ها در این گروه قرار دارند.

منبع آبی که برای رسیدن به مصرف­کننده نیاز به پمپاژ دارد و به هیچ‌گونه تصفیه­‌ای به جز کلرزنی نیاز ندارد در اولویت دوم قرار دارد. آب برخی از چاه­‌ها در این گروه قرار می‌‌گیرند.

اولویت سوم منبع آبی است که به طریقۀ ثقلی قابل انتقال به اجتماع باشد. این گروه نیاز به تصفیه ساده دارد. روش‌­هایی مانند ته­ نشینی ساده، صاف­سازی، و کلرزنی.

منبع آبی که نیازمند پمپاژ و تصفیه ساده ­باشد در اولویت چهارم قرار دارد.

منبع آبی که به طور ثقلی قابل انتقال و به تصفیه پیشرفته نیاز دارد در اولویت پنجم قرار دارد.

در نهایت منبع آبی که علاوه بر پمپاژ، نیازمند تصفیه پیشرفته و واحدهای متعدد باشد در اولویت ششم قرار دارد.

منابع اتمسفری Atmospheric water resources

یکی از اساسی‌ترین و در‌ دسترس‌ترین روش‌های ذخیره‌ی آب اتمسفری، استفاده از میکرو‌شبکه‌ها است. این میکرو‌شبکه‌ها، آب‌هایی را که در مجموعه‌ای از مخازن تخلیه شده‌اند جمع‌آوری می‌کنند. این آب شیرین می‌تواند ذخیره شود و یا جهت تأمین آب مورد نیاز خانه‌ها و مزارع به مصرف برسد.

منابع آب‌های سطحی

آب‌های سطحی شامل آب باران ، پساب ، رودخانه دائمی و مانند آنها است. آب‌های سطحی (رودخانه‌ها، دریاها، اقیانوس‌ها) دارای ویژگی‌های خاصی هستند.

خصوصیات آب‌های زیرزمینی

الف) زلال نیستند.

ب) PH آن حدود ۸-۷  است.

ج) مواد آلی موجود در آن در نقاط مختلف متفاوت است و ممکن نفت، روغن و فلزات سنگین باشد.

د) معمولا آلوده به میکروارگانیزم‌هاست.

ه) مقدار آمونیاک، فنل و نیترات آن ممکن است زیاد باشد.

ح)حاوی شوینده‌ها ،مواد آلی و فلزات سنگین هستند.

آب خالص در طبیعت به دلیل ویژگی حلالیت بالای آن، وجود ندارد و دارای ناخالصی‌های گوناگون است.

فعالیت انسان‌ها می‌تواند منجر به افزایش میزان ترکیبات موجود در آب سطحی شوند.

منابع آب‌های زیرزمینی

آب‌های زیرزمینی به آب‌هایی گفته می‌شود که در لایه‌های آب‌دار و اشباع زیر زمین تجمع پیدا کرده‌ است. آب­های زیرزمینی در همیشه یکی از مهم‌ترین منابع آبی و منابع اصلی تأمین آب برای مصارف شهری و صنایع و مصارف کشاورزی می‌باشند. گرچه حدود %70 سطح زمین از آب پوشیده شده است اما تنها درصد کمی از آب­های موجود برای تأمین آب اجتماعات قابل استفاده می­باشند.

برای مشخص شدن اهمیت آب­های زیرزمینی کافی است تا کل منابع آب شیرین کره زمین که زندگی تمامی موجودات به آن­ها وابسته می­‌باشد، مورد ارزیابی قرار گیرد. از مجموع کل منابع آب موجود در دنیا فقط %3 آن آب شیرین است که %75 این آب در یخچال‏های طبیعی وجود دارد و برای استفاده در دسترس نیستند، بنابراین کل ذخیره آب شیرین قابل دسترس در دنیا حدود ۰/۵ درصد است. . آب­های زیرزمینی 7/98 درصد از کل آب­های شیرین قابل دسترس جهان را به خود اختصاص می­دهند. این موضوع علاوه بر اینکه بر محدود بودن منابع آب قابل دسترس کره­ی زمین تأکید دارد، اهمیت آب­های زیرزمینی را در تأمین آب شیرین مشخص می­کند.

آب زیرزمینی، یک ذخیره مهم آب برای کاربردهای مختلف به شمار می­رود.

متأسفانه برای دهه ­ها و شاید قرن­ها به دلیل دفع نامناسب زایدات جامد و مایع در محیط زیست بخشی از آب­های زیرزمینی آلوده شده­ اند. با توجه به اینکه منابع آب زیرزمینی در اعماق قرار گرفته­ اند، خطر آلودگی آب‌های زیرزمینی نسبت به آب­های سطحی کمتر است.

در صورت آلودگی آب‌های زیرزمینی تصفیه آن‏ها پرهزینه خواهد بود.

خصوصیات آب‌های زیرزمینی

الف) مواد معلق در آن کم است.

ب) ممکن است دارای ذرات شن سطحی باشند.

ج) معمولا” مواد آلی کمی دارد.

د) ممکن است حاوی آهن و منگنز محلول باشد که وقتی در معرض اتمسفر قرار گیرد در اثر اکسیداسیون توسط هوا، ذرات زرد یا قهوه ای در آن ظاهر شود.

ه) دی اکسید کربن ممکن است در آن زیاد باشد و PH آن معمولا در حدود ۷/۹-۶/۹ می باشد.

و) آب چاههای خیلی عمیق معمولا عاری از میکروبها و دیگر میکروارگانیزمها می باشد ولی آب چاه های کم عمق معمولا آلوده به میکروارگانیزم هاست.

ز) به خاطر انحلال جزئی مواد معدنی معمولا دارای املاح زیاد می باشند (حدود ppm ۵۰۰) که بیشترین جزء ان بی کربنات کلسیم است.

ح) معمولا دارای سختی موقت می یاشند.

ط ) معمولاً زلالند.