آشنایی با دستگاه آب شیرین کن و کاربردهای آن

فرآیند نمک زدایی یا شیرین کردن آب چیست؟

فرآیند شیرین کردن آب که نمک زدایی نیز نامیده میشود، شامل حذف نمک های محلول از آب دریا، آب های شور، فاضلاب شهری و حتی آب های زیرزمینی با محتوای مواد معدنی بالا می باشد.
این فرآیند آب را برای مصارف انسانی، آبیاری، کاربردهای صنعتی و غیره مناسب می کند. فرآیندهای نمک زدایی و استفاده از دستگاه آب شیرین کن صنعتی گاها ممکن است گران بوده و در مواردی مفید هستند که از نظر اقتصادی، به دست آوردن آب شیرین از راههای دیگر مقرون به صرفه نباشد. شرکت فنی و مهندسی ایکو با ارائه انواع دستگاه سختی گیر و پکیج تصفیه فاضلاب و ...  به مشتریان عزیز در امر خرید و انتخاب تمام تجهیزات آب شیرین کن راهنمایی و مشاوره میدهد.

چرا فرایند نمک زدایی یا شیرین کردن آب مهم است؟

با افزایش روز به روز جمعیت انسانی، نیاز به آب شیرین نیز افزایش می یابد. مناطق خشک بدون دسترسی به آب شیرین، متکی به باران و منابع آب زیرزمینی هستند که باز هم این منابع نیز محدود هستند.
با ادامه استخراج، آب خارج شده از منابع زیرزمینی به طور فزاینده‌ای شور می‌شود و با توجه به اینکه مردم به دنبال آب شیرین می‌گردند، نمک‌ زدایی و بهره گیری از دستگاه آب شیرین کن بسیار اهمیت می‌یابد. تخمین زده می‌شود که 30 درصد از مناطق تحت آبیاری جهان از شوری رنج می‌برند. به همین دلیل، نمک زدایی میتواند مشکلات بسیاری را حل کند و با تولید آب شیرین، از جمعیت جهان در نقاط مختلف کره زمین حمایت کند.
امروزه دستگاههای آب شیرین کن با کاربردهای مختلف صنعتی، خانگی و غیره مورد استفاده قرار میگیرند.

انواع آب شیرین کن

انواع مختلفی آب شیرین کن با توجه به کاربرد‌های آن‌ها وجود دارد، برای مثال آب شیرین کن‌های دریایی و صنعتی کاربرد جداگانه‌ای نسبت به آب شیرین کن خانگی دارند، و حجم تصفیه‌ ای آب در آن ها متفاوت هست. در مصارف غیر خانگی، حجم آب بیشتری را در مدت زمان کمتر تصفیه می‌کنند و برای مثال استفاده از آب شیرین کن خانگی در این موارد به صرفه نیست.

آب شیرین کن صنعتی

از این دستگاه در کارخانه‌های بزرگ که تولید محصولات خوراکی دارند استفاده می‌شود زیرا حجم زیاد آن فقط با استفاده از دستگاه‌های صنعتی امکان پذیر است. همچنین در مراکز تجاری بزرگ نیز از این دستگاه‌ها استفاده می‌کنند. آب شیرین کن صنعتی علاوه بر بزرگ‌تر بودن ابعاد آن‌ها قیمت بیشتری هم دارند و نیازمند فضای بزرگتری هستند، که در مراکز بزرگ و کارخانه‌های بزرگ قابل استفاده است.

آب شیرین کن خانگی

در برخی از شهرها به دلیل کمبود آب و نبود آب تصفیه شده، تصفیه‌ی آب امری ضروری است. در ایران نیز برخی از شهرها لوله کشی آب شهری ندارد و از چاه و قنات برای تامین آب مورد نیاز خود استفاده می‌کنند که حاوی نمک و املاح بسیاری است از این رو باید از دستگاه آب شیرین کن خانگی برای تصفیه آب کمک بگیرند. اکثر دستگاه‌های آب شیرین کن خانگی به روش اسمز معکوس انجام می‌شود. این نوع دستگاه‌ها ابعاد کوچکی دارند و براحتی قابل نصب هستند.

انواع آب شیرین کن بر اساس نحوه عملکرد 

برای شیرین کردن آب، از روش های شیمیایی و بیولوژیکی نمک زدایی استفاده می شود. رایج ترین آنها اسمز معکوس، تقطیر (تبخیر)، تبادل یونی، تصفیه الکتروشیمیایی (الکترودیالیز) است.
1. اسمز معکوس یکی از روش های اصلی نمک زدایی است!
فناوری نمک‌زدایی آب دریا با اسمزمعکوس بر اساس جذب مکانیکی یون‌های نمک با استفاده از غشاهای ریز مش است. محلول نمک تحت تأثیر فشار اضافی از طریق یک غشای نیمه تراوا با منافذ میکروسکوپی پمپ می شود که به آب اجازه عبور می دهد، اما یون ها و ناخالصی های نمک را به دام می اندازد. نتیجه آب خالص (تراوا) و محلول نمک بسیار غلیظ است.
در کارخانه‌های آب شیرین کن اسمز معکوس برای آب دریا، فشاری برابر با 60-25 اتمسفر ایجاد می‌شود. غشاها از پلی آمید فیبری یا استات سلولز ساخته می‌شوند. برای عمر طولانی تر غشا، از بازدارنده های رسوب استفاده میشود و تمیز کردن شیمیایی دوره ای انجام میگردد.

2. تقطیر روش دیگری برای شیرین کردن آب است.
تقطیر چند مرحله ای (معمولی) یک روش تصفیه حرارتی آب دریا است که بر اساس حرارت دادن و تبخیر بیشتر آب نمک است. با این تقطیر بخار خالص به وجود میآید که پس از تغلیظ به تقطیر و محلول نمکی تبدیل میشود.
تقطیر یک روش ساده و سریع است که به طور گسترده برای به دست آوردن آب شیرین با کیفیت بالا استفاده میشود. اما دارای معایب قابل توجهی است. کارخانههای تقطیر با ظرفیت بالا بسیار پر هزینه و انرژی بر هستند. لذا در صورت نیاز به حجم زیاد آب شیرین از این روش استفاده نمیشود.
3. تبادل یونی روشی موثر برای شیرین کردن آب است!
تبادل یونی برای تصفیه آب از کلرید سدیم (NaCl) که در آب نمک غالب است استفاده می شود. هنگام تمیز کردن، محلول با یک رزین مخصوص تبادل یونی از فیلترها عبور می کند. در نتیجه یون های سدیم و کلرید با یون های هیدروژن و یون های هیدروکسید جایگزین میشوند.
4. الکترودیالیز 
آب دریا از یک محفظه ویژه با غشاهای باردارِ ساخته شده از رزین های تبادل یونی عبور می کند. الکترودهای دارای بار مثبت (کاتدها) در یک طرف محفظه و الکترودهای دارای بار منفی (آند) در طرف دیگر قرار می گیرند. تحت تأثیر جریان الکتریکی، غشاهای کاتیونی و آنیونی به ترتیب تنها کاتیون ها یا آنیون ها عبور می کنند. پس از عبور از محفظه، آب خالص دیونیزه و دو نوع محلول غلیظ تشکیل می شود.
اصل کار چنین آب شیرین کن ها مبتنی بر استفاده از غشاهای قوی و بادوام است که در برابر تأثیرات شیمیایی و حرارتی مقاوم هستند. به همین دلیل، الکترودیالیز را می توان در دماهای بالا انجام داد که کیفیت تصفیه را بهبود می بخشد.

نتیجه گیری

نیاز روزافزون به تامین آب ایمن، قابل اعتماد و شیرین، بسیاری از صنایع تولیدی و تصفیه خانه های آب را به دنبال تاسیسات آب شیرین کن ترغیب نموده است. گاهی اوقات، کیفیت آب کافی نیست یا استانداردهای کیفی را برای اهداف تولید برآورده نمیکند. در این راستا، صنایع از آب شیرین کن ها برای تصفیه آب برای بهره گیری خود استفاده میکنند.
نمک زدایی یک فرآیند تصفیه آب است که اجزای معدنی را از آب شور حذف می کند. این فرایند، شامل حذف اجزایی مانند املاح و مواد معدنی از آب است تا بتوان از آن برای اهداف مختلفی مانند آشامیدن، ساخت و ساز، تمیز کردن و موارد دیگر استفاده کرد. آب شیرین کن های کارآمد از روش های مختلف و فناوری پیشرفته برای حذف ناخالصی ها و سازگاری بیشتر آب برای مصارف مختلف، استفاده میکنند.