بهترین روش تهیه آب آشامیدنی از آب شور چیست؟

آب یکی از با ارزش ترین منابع روی کره زمین است. طبق گزارش سازمان ملل، کمبود آب یکی از مشکلات اساسی در دنیای امروز است و باید برای حل این مشکل، راه‌حل‌های کارآمد و مقرون‌ به ‌صرفه‌ یافت. کربن اکتیو و خاک شور و آب شور از موضوعاتی هستند، که در حوزه تصفیه آب از آب شور بررسی می‌شود.

رایج‌ترین راه‌حل در حال حاضر برای مسئله کمبود آب آشامیدنی، نمک‌زدایی آب شور است. در این روش از طریق فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی، مواد معدنی (عمدتاً نمک) را از آب حذف می‌کنند تا به آب شیرین و قابل استفاده تبدیل شود.

بهترین روش برای تبدیل آب شور به شیرین چیست؟ پروفوسور مک‌گاگی، راه‌های جدیدی را در جهت طراحی بهترین روش تصفیه آب شور پیشنهاد می‌دهد که یکی از این روش‌ها تصفیه پساب شور با استفاده از تقطیر ممبران است. در ادامه مقاله با این روش خاص تصفیه آب شور آشنا خواهید شد.

فرآیند تقطیر ممبران (MD) چیست و چگونه آب شور را تصفیه می کند؟

درMD  یا همان تقطیر ممبران، طی فرآیندی با استفاده از یک ممبران نازک، خشک و متخلخل، نمک را از آب جدا می‌کنند و اختلاف دمای متوسط باعث می‌شود آب از یک سمت به سمت دیگر عبور کند و نمک موجود در آن جدا شود.

برای درک بهتر این موضوع، به یک آبکش ماکارونی با سوراخ های بسیار بسیار کوچک فکر کنید. آبکش آب و ماکارونی را از هم جدا می‌کند، زیرا ماکارونی از سوراخ‌های آبکش عبور نمی‌کند؛ اما مواد دیگر که از سوراخ‌های آبکش کوچکتر هستند، مثل نمک حل شده همراه آب باقی می‌مانند و در نتیجه آب خالص نخواهد بود.

حالا آبکشی را تصور کنید که فقط به بخار آب اجازه عبور می‌دهد. در نتیجه آب بدون هرگونه ناخالصی جمع‌آوری می‌شود و حتی نمک‌های محلول نیز نمی‌توانند از آن عبور کنند. یک ممبران آب‌ گریز دقیقاً این کار را انجام می‌دهد. از فناوری MD می‌توان برای استخراج آب خالص و نمک زدایی از جریان‌های آلوده استفاده کرد.

میزان آبی که تقطیر ممبران می‌تواند تصفیه کند، تا حد زیادی به طرح‌های آن بستگی دارد که بتوانند رطوبت انباشته شده در ممبران را کاهش دهد یا حذف کند. اگر ممبران خیس شود، ممکن است کارایی خود را از دست بدهد و فرآیند تصفیه آب شور یا آب لب شور را به خطر بیندازد. بهترین روش طراحی ممبران به گونه‌ای است که بیش از حد خیس نشده و آب را با موفقیت تصفیه کنند، نمک و آلاینده‌ها را از بین برده و خروجی با کیفیت بالا یا خالص ایجاد کند. 

کاهش اندازه منافذ ممبران یا افزایش ضخامت ممبران می‌تواند مقاومت در برابر آب را افزایش داده و آلودگی جریان آب تصفیه شده را به تاخیر بیاندازد یا از آن جلوگیری کند.

بهینه سازی تقطیر ممبران برای افزایش مقاومت آن در برابر آب

نمک به راحتی در آب حل می شود و پیوندهایی ایجاد می‌کند که شکستن آنها بسیار دشوار است. بنابراین نمک زدایی فرآیندی پرهزینه و انرژی‌بر است. اما از آن‌جایی که به شدت به آب نیاز داریم، باید بهترین روش برای نمک ‌زدایی را پیدا کنیم.

با روش تقطیر ممبران، در نهایت مقداری نمک در یک طرف ممبران و جریانی از آب تازه و خالص در طرف دیگر خواهیم داشت. به منظور جداسازی آب خالص از نمک و سایر آلاینده‌ها، مولکول‌های آب در جریان نمک در اثر گرما از مایع به گاز بخار تبدیل می‌شوند.

در داخل منافذ ممبران خشک، شکاف هوایی کوچکی وجود دارد که امکان جمع‌آوری بخار را فراهم می‌کند و زمانی که آب شور گرم می‌شود، از نمک جدا شده و تبخیر می‌شود تا در نهایت از ممبران عبور کند. از آنجایی که شکاف هوا کوچک است، گرمای زیادی برای تبدیل آب شور به بخار لازم نیست و می‌توانید از انرژی خورشیدی برای گرم کردن آب‌نمک استفاده کنید. بخار آب خالص در طرف دیگر ممبران توسط آب سرد خنک شده و به شکل مایع در اختیار ما قرار می‌گیرد.

تقطیر ممبران یا اسمز معکوس : کدام روش بیشترین تاثیر را در تهیه آب شیرین دارد؟

مک‌گاگی معتقد است مدیریت پساب‌ وفاضلاب شور به خصوص پساب صنعتی یک چالش بزرگ است. فرآیند تقطیر ممبران از فرآیند نمک‌زدایی اسمز معکوس کارآمدتر نیست و نمی‌تواند جایگزینی برای آن باشد؛ اما نقطه قوت این فرآیند استفاده از نیروی حرارتی خورشیدی است که آن را به انرژی سبز متکی می‌کند. بنابراین نسبت به الکتریسیته‌ای که برای راه‌اندازی اسمز معکوس استفاده می‌کنیم، کربن کمتری منتشر می‌شود و حتی می‌تواند آب‌های شورتر را نمک‌زدایی کند.

نمک‌زدایی آب با اسمز معکوس و تقطیر ممبران دو فرآیند مستقل نیستند. بلکه در این چالش، تقطیر ممبران مکملی برای اسمز معکوس محسوب می‌شود. در واقع تقطیر ممبران فرآیندی است که شما می‌توانید در ادامه فرآیند تصفیه آب شور و پس از تصفیه اسمز معکوس از آن استفاده کنید.

در اسمز معکوس از ممبران متراکم غیر‌متخلخل استفاده می‌کنیم؛ بنابراین فقط مولکول‌های آب از آن عبور می‌کنند. اما در تقطیر ممبران، سوراخ‌هایی در غشا وجود دارد که در صورت خیس شدن، امکان آلودگی را فراهم می‌کنند.

جمع بندی نهایی برای انتخاب روش مناسب تهیه آب آشامیدنی

با کمک تقطیر ممبران می‌توان جریان آب شوری که از اسمز معکوس خارج می‌شود را مجدد نمک‌زدایی کرد تا از حداکثر آب استفاده شود. تقطیر ممبران می‌تواند یک راه مناسب برای نمک‌زدایی آب در مناطق روستایی و بدون دسترسی به برق باشد. بنابراین دقت در انتخاب این دستگاه اهمیت زیادی داشته و لازم است تا از فروشگاه‌های معتبر تهیه شود.

فروشگاه اینترنتی آبین یکی از معتبرترین فروشگاه‌ها برای تهیه تجهیزات تصفیه آب است. شما می‌توانید برای خرید این محصولات به وبسایت آبین مراجعه کرده و یا برای دریافت اطلاعات بیشتر از طریق شماره 02122228116 با کارشناسان این مجموعه در ارتباط باشید.