افزایش تقاضا برای آب شیرین در مناطقی از  جمله شهری و صنعتی که در نواحی خشک و نیمه خشک می باشند. برنامه ریزان و مسئولان را ترغیب نموده است که به دنبال منابع آب تجدید پذیر جایگزین باشند. حدود ۷۰ درصد سطح کره زمین را آب اقیانوس و دریا ها تشکیل می‌ دهند.

آب شیرین کن دریا یا اسمز معکوس RO متداول ترین دستگاه برای شیرین سازی و تصفیه آب شور دریا می باشد. شوری آب دریا ها در گذشته مانع بزرگی برای شیرین کردن آب آن ها به حساب می‌ آمد. اما امروزه در نقاط مختلفی از دنیا آب شیرین کن‌ های دریایی بزرگ مشغول به کار هستند که آب آشامیدنی جمعیت بالایی را تامین می‌کنند. در مناطق گرمسیری و مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند، فرآیند مک زدایی به عنوان یک فرآیند مقرون به صرفه در جهت تامین آب آشامیدنی آن ها به حساب می ‌آید. تا به حال سه فناوری تقطیر حرارتی، اسمز معکوس و الکترودیالیز در شیرین سازی آب دریا به صورت اقتصادی بسیار توسعه داشته‌ اند.

آب شیرین کن‌ های دریایی هم با توجه به آنالیز آب دریا یا اقیانوس‌ها در مناطق ساحلی بسیاری ساخته می‌شوند. غشای نیمه تراوا یا ممبران ها به عنوان مرکز واحد آب شیرین‌ کن هستند که جریان آب شور ورودی را به جریان شورتر و جریان شیرین تقسیم می نمایند. بر اساس کیفیت آب تولیدی مورد نیاز، شوری آب و دما سیستم اسمز معکوس می‌تواند به صورت دو بار گذر یا یک بار گذر عمل کند.

سیستم یکبار گذر برای دست پیدا کردن به کیفیت مطلوبی از آب آشامیدنی بر اساس استانداردهای اروپا می‌باشد. این سیستم برای غلظت عنصر بور مناسب است. اما اگر به دستیابی به غلظت بور بر اساس استاندارد سازمان جهانی نیاز باشد، باید از سیستم گذر دوم استفاده گردد.

متفاوت بودن آب دریا ها باعث می شود تمامی تجهیزات دستگاه آب شیرین کن های دریایی نسبت به دستگاه آب شیرین کن صنعتی متفاوت باشد. از عمده ترین تفاوت ‌های بین این دو دستگاه می توان به پمپ فیلتر شنی، پمپ فشار قوی، پرشر وسل، ممبران، لوله کشی استیل و… اشاره نمود.

آب شیرین کن چیست؟

به واسطه پیشرفت های فن آوری، سیستم های اسمز معکوس قادر به تولید آب شیرین برای منابع آب دیگ بخار ، خنک کننده های آب (کولینگ تاور) و پردازش آب تقریباً در هر جریان مورد نظر هستند. برای این که یک دستگاه اسمز معکوس RO صنعتی با حداکثر کارآیی کار کند، باید چندین عامل را در طی مراحل طراحی مورد توجه قرار داد. لازم به ذکر است آب ورودی به دستگاه آب شیرین کن صنعتی دارای سختی بین 200 تا 15000 است که بر همین اساس، طراحان و سازندگان، نوع پمپ و عناصر RO را انتخاب می کنند.

عمده ترین کاربرد های دستگاه تصفیه آب صنعتی

1. تهیه و تولید آب شرب از آب های شور مصارف شرب
2. تهیه و تولید آب مورد نیاز جهت رشد سریع دام و طیور
3. تامین و تولید آب مناسب جهت مصارف کشاورزی، گلخانه ای
4. تامین و تولید آب فرایندی کارخانه های داروسازی و لوازم آرایش
5. تامین و تولید آب فرایندی کارخانه های پتروشیمی ، فولاد ، نساجی ، کاغذسازی ، رنگ سازی و…
6. تولید آب مصرفی نیروگاه های بخار و سیکل ترتیبی
7. تامین و تولید آب دیگ های بخار و سیکل ترکیبی
8. تامین و تولید آب دیگ های بخار ، سیستم های برودتی و مبدل های حرارتی
9. تامین و تولید آب دستگاه های دیالیز بیمارستان ها
10. بازیافت پساب های صنعتی

آب شیرین کن دریایی چیست؟

افزایش تقاضا برای آب شیرین در مناطق شهری و صنعتی که در مناطق خشک و نیمه خشک زمین هستند، برنامه ریزان و مسئولان را ترغیب کرده است که به دنبال منابع آب تجدیدپذیر جایگزین باشند. در سراسر جهان ، فناوری اسمز معکوس دریایی (SWRO) به یک منبع تأمین ضروری برای تولید آب شیرین در چنین مناطقی تبدیل شده اند. با این حال ، پساب دستگاه آن ها به طور کامل و صحیح مورد بررسی قرار نگرفته است.

چطور بهترین دستگاه آب شیرین کن صنعتی را انتخاب کنیم؟

دستگاه آب شیرین کن دریایی برای تصفیه آب دریا، یا آب زیرزمینی با شوری زیاد، با TDS <40000 میلی گرم در لیتر مواد کل جامد محلول در آب TSS>30 طراحی شده اند.

فرایند این سیستم به طور مختصر شامل پیش تصفیه فیلتر شنی، کربنی، آنتراسیت و میکروفیلتر و غشا ممبران می باشد. کیفیت آب خروجی مطابق آب خوراکی استاندارد می باشد.

تفاوت آب شیرین کن دریایی و صنعتی در چیست؟

برای بیان نمودن تفاوت ها بین دستگاه آب شیرین کن صنعتی و آب شیرین کن های دریایی ابتدا باید تفاوت بین آب شور دریا و آب لب شور یا  آب شیرین با سختی بالا را شرح داد.

آب دریا یا آب نمکی از دریا یا اقیانوس است  و به طور متوسط ​​، آب دریا در اقیانوس های جهان دارای شوری حدود 3.5 درصد 35 گرم در لیتر، 599 میلی متر است. هر کیلوگرم تقریباً یک لیتر در حجم آب دریا تقریباً 35 گرم از نمک های محلول عمدتا سدیم (Na + و کلرید (Cl−)  را دارا می باشد و دارای چگالی متوسط ​​ 1.025 کیلوگرم در لیتر است. با افزایش غلظت نمک، نقطه انجماد آب دریا کاهش می یابد.

pH آب دریا به طور معمول به دامنه ای بین هفت و نیم و هشت و نیم محدود می شود در حالی که PH آب های سطحی بین 7.5 تا 6 می باشد.

آب دریا حاوی یون های محلول بیشتر نسبت به آب های زیر زمینی لب شور می باشد. به عنوان مثال ، اگرچه آب دریا 2.8 برابر بی کربنات بیشتر از آب لب شور دارد ، اما درصد بی کربنات موجود در آب دریا به نسبت تمام یون های محلول در مقایسه با آب لب شور بسیار پایین است. یون های بی کربنات 48٪ از املاح آب رودخانه را تشکیل می دهند.

اما تنها 0.14٪ برای آب دریا دارند. تفاوت هایی از این دست به دلیل متفاوت بودن زمان ماندن محلول های آب دریا است. سدیم و کلرید مدت ماندن بسیار طولانی تری دارند ، در حالی که کلسیم تمایل دارد خیلی سریعتر رسوب کند. فراوان ترین یون های محلول در آب دریا سدیم ، کلرید ، منیزیم ، سولفات و کلسیم می باشند.

عمده ترین تفاوت های دو نوع دستگاه آب شیرین کن

1. پمپ فیلتر شنی،
2. پمپ فشار قوی،
3. پرشر وسل،
4. ممبران،
5. لوله کشی استیل و … اشاره کرد.

ویژگی های یک آب شیرین کن های دریایی

نگرانی‌ هایی در خصوص کمبود آب‌ های سطحی از یک طرف و آب دریا به عنوان منبع نا متناهی آب از طرف دیگر مورد توجه قرار گرفته است. بر همین اساس، استفاده از اسمز معکوس دریایی SWRO برای تهیه آب شیرین برای مصارف انسانی در بین فنآوری های آب شیرین کردن افزایش می یابد.

انواع آب شیرین کن مشخصات فنی، خرید و قیمت آب شیرین کن

با این حال، SWRO هنوز نیاز به انرژی زیادی دارد. بنابراین یکی از مهم ترین ویژگی های یک آب شیرین کن دریایی راندمان انرژی دستگاه است. از نتایج بررسی گسترده و تجزیه و تحلیل نظری ، سه ویژگی برای بهبود بهره وری انرژی در فرآیند استفاده از اسمز معکوس دریایی SWRO پیشنهاد شده است:

• انتخاب المان ها با توجه به میزان املاح یا سختی مذکور:

در اکثر دستگاه های تصفیه آب دریایی، پرشر وسل از نوع 1200 psi بوده و لوله کشی استیل L  316 معمولا رده 40 تا 60 ، ممبران دریایی و کلیه اتصالات از نوع دریایی می باشد.

موارد استفاده دستگاه اسمز معکوس دریایی

این دستگاه‌ ها به منظور ذخیره سازی و نمک زدایی برای تهیه و تولید آب آشامیدنی در تاسیسات ساحلی و کشتی ها مورد استفاده قرار می گیرند. روش اسمز معکوس بهترین روش تولید آب شیرین می باشد. به واسطه سادگی عملکرد و اجرا همچنین از لحاظ اقتصادی برای بسیاری از ارگان ها اهمیت دارد مقرون و به صرفه است. همچنین کیفیت آب تولید شده فوق العاده بالا خواهد بود. خط آب تولید شده توسط این سیستم می تواند طیف وسیعی از مایحتاج و ظرفیت ‌های لازم در کشتی ‌های باری، مسافر بری، تاسیسات ساحلی، مصرف شرب افراد، فعالیت‌ های صنعتی و… را برآورده سازد.

پمپ ‌های فشار قوی که در واحد های آب شیرین‌ کن های دریا ها به کار برده می ‌شوند، بیش ترین مصرف انرژی را دارند. امروزه تمام تولید کنندگان دستگاه ‌های آب شیرین کن به دنبال راه حلی برای بهینه ‌سازی انرژی در پمپ ‌های فشار قوی هستند. استفاده از انرژی جریان شورابه، یکی از اساسی ‌ترین اقدامات در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی می ‌باشد. همه آب شیرین کن‌ ها باید توسط یک پیش تصفیه اصولی و مجهز، محافظت گردند. پیش تصفیه مناسب در تاسیسات شیرین سازی آب دریا به روش اسمز معکوس در افزایش طول عمر، کیفیت، کمیت آب و بهینه سازی تجهیزات تأثیرگذار است.

هدف از پیش تصفیه در آب شیرین کن های دریایی

عملکرد سیستم پیش تصفیه آب ورودی به صورت خیلی مستقیم به منبع تأمین آب و کیفیت آن وابسته و مرتبط می باشد. پیش از خرید آب شیرین کن های دریایی در نظر داشته باشید که میزان بالای ذرات جامد معلق، ذرات کلوئیدی، رشد میکروارگانیسم ‌ها در غشای ممبران موجب گرفتگی غشا و تحمیل هزینه ‌های بسیاری به پروژه خواهد شد. با پیش تصفیه نا مناسب و نا کار آمد علاوه بر افزایش گرفتگی ممبران ها، موجب افزایش دفعات تعویض ممبران و افزایش میزان استفاده از مواد شیمیایی می‌گردد.

فرایند تصفیه نهایی در دستگاه‌ های تصفیه آب دریایی

عناصر معدنی که برای سلامت و متابولیسم بدن انسان ضروری هستند، بیش از بیست و یک عنصر می ‌باشند. آب‌ های تولیدی که توسط آب شیرین کن ‌های دریایی به دست می ‌آیند، از نظر املاح محلول به میزان کافی غنی نیستند.

در نتیجه در فرآیند تصفیه نهایی، املاح محلول آب با هدف سازگاری و رفع نیاز های بدن انسان اصلاح می‌گردند. تزریق مواد شیمیایی یکی از فرآیند ‌های تصفیه نهایی آب‌ های دریایی است. این تزریق، جهت تعادل یون‌ ها و ثبات در آب تولیدی استفاده می‌شود. تزریق مواد شیمیایی مانند آب آهک و دی اکسید کربن به آب باعث افزایش محتوای کربنات و کلسیم آب شرب می‌گردد. نکته قابل توجه این است که تصفیه نهایی آب باعث تنظیم ph آب آشامیدنی است.

انواع برداشت آب از دریا

یکی از مهم ‌ترین بخش ‌های آب شیرین کن ‌های دریایی، نوع برداشت آب از دریا می ‌باشد. ویژگی ‌های موجود در آب خام دریا ها مانند فعالیت باکتری ‌ها، کدورت، شکوفایی جلبکی و غیره به طرز خیلی عجیبی به نوع آبگیر دستگاه آب شیرین کن بستگی دارد.

آبگیر سطحی دریا

آبگیر هایی که در ساحل هستند، کاربرد بسیار مناسبی برای آب شیرین کن ‌های بزرگ به صورت هیبریدی یا حرارتی دارند. این آب گیر ها یک کانال آبگیر عمیق و بزرگ دارند که به یک حوضچه بتنی مجهز به آشغال گیر میله‌ ای درشت و آشغالگیر ‌های کوچک و ایستگاه پمپاژ آب مجهز هستند. مطابق با شرایط ساحلی که قرار است از آن آب برداشت کنند. این آبگیر ها در سواحل شنی با شیب ‌های کم و بر روی سواحل صخره ‌ای احداث می‌ گردند.

آبگیر های سطحی که از سواحل دور هستند، یکی از متداول‌ ترین و رایج‌ ترین نوع آبگیر می ‌باشند که برای آب شیرین کن ‌های بزرگ و متوسط به کار برده می‌ شوند. اجزای اصلی سیستم‌ های انتقال آب سطحی ،شامل آشغالگیر ریز، ایستگاه پمپاژ، تجهیزات الکتریکی، تجهیزات کنترلی، تجهیزات تزریق مواد شیمیایی، ساختمان آبگیر دور از ساحل هستند.

آبگیر زیر سطحی دریا

در این روش زیرسطحی، آب شیرین کن‌ ها آب را به آبخوان‌ های شور نزدیک ساحل و یا از آبخوان‌های دور از ساحل زیر کف اقیانوس جمع‌آوری می‌کنند. آب‌هایی که در آبگیر های زیرسطحی جمع می‌شوند، از طریق فیلتراسیون کند در لایه‌های خاکی در این منطقه پیش تصفیه می‌گردند. چاه‌ های عمودی ساحلی، یکی از روش‌های برداشت آب زیر سطحی می‌ب اشد.

در چاه‌ های ساحلی معمولاً محبوس کردن و عبور کردن موجودات دریایی خیلی کمتر پیش می‌آید. به کاربردن آبگیرهای زیرسطحی اثرات زیست محیطی، از جمله از دست دادن زیستگاه‌های ساحلی در هنگام ساخت و ساز را در پیش دارد. از معایب مهم روش‌های برداشت آب زیر سطحی، پایین آمدن سطح اکسیژن محلول در آب می‌باشد.