شیرین‌سازی آب دریا؛ فرصت یا تهدید
یکشنبه / ۸ اسفند ۱۴۰۰ / ۱۱:۰۵ دسته‌بندی: اصفهان کد خبر: 1400120806024 منبع : نمایندگی دانشگاه اصفهانچاپ
شیرین‌سازی آب دریا؛ فرصت یا تهدید
شیرین‌سازی آب دریا؛ فرصت یا تهدید
ایسنا/اصفهان تغییرات آب و هوایی، بحران‌های مربوط به آب را تشدید می‌کند و تمرکز جهانی بر استفاده از دستگاه‌های نمک‌زدایی و شیرین‌سازی آب دریا به‌عنوان بخشی از راه‌حل این معضل رو به افزایش است.
در حال حاضر کمبود آب ۴۰ درصد از جمعیت جهان را تحت‌تأثیر قرار داده و این معضل به دلیل گرم شدن کره زمین در حال تشدید و بدترشدن است، اکنون مهم‌تر از هر زمان دیگری یافتن راهحلهای پایدار برای خنثی کردن اثرات کم آبی باید مدنظر قرار گیرد.
شیرین‌سازی آب دریا یکی از سیاست‌های موفق کشورهای مختلف در مواجه با کم‌آبی در سراسر دنیا است. به‌طوریکه رشد سریع آب شیرین‌کن‌های دریایی در ده سال اخیر منجر به دو برابر شدن ظرفیت تولید آب شیرین از منابع آب شور طی یک دهه شده است. ظرفیت کلی شیرین‌سازی آب دریا در جهان ۱۰۰ میلیون متر مکعب در شبانه‌روز است که از این ظرفیت ۳۹ درصد در خاورمیانه، ۸ درصد آفریقا، ۲۱ درصد در آسیا، ۱۱ درصد در اروپا ، ۱۲ درصد در آمریکا و ۳ درصد در سایر مناطق انجام می‌پذیرد.
منطقه خاورمیانه یکی از مناطق پیشرو در توسعه آب‌شیرین‌کن‌های صنعتی در سال‌های اخیر بوده است؛ خصوصاً کشورهای حاشیه خلیج فارس مانند عربستان، امارات و قطر که در ده‌های گذشته در توسعه ظرفیت‌های شیرین‌سازی آب دریا پیشرفت‌های چشمگیری داشته‌اند.
مکانسیم کار دستگاه‌های آب شیرین‌کن
مهراد فرهادیان، رئیس پژوهشکده محیط زیست دانشگاه اصفهان در گفت‌وگو با ایسنا، در توضیح مکانیسم کار دستگاه‌های آب شیرین‌کن، اظهار کرد: نمک‌زدایی آب شور و آب دریا یکی از راه‌های مناسب برای تأمین آب شیرین است که فرآیندهای مختلف شیرین‌سازی آب به دو دسته کلی حرارتی و غشایی تقسیم‌بندی می‌شود.
وی افزود: در فرآیند شیرین‌سازی به روش حرارتی تغییر فاز صورت می‌گیرد و برای این تغییر فاز انرژی حرارتی زیادی مورد نیاز است. این فرآیند به سه دسته مهم تبخیر چندمرحله‌ای، تبخیر چنداثره و بخار فشرده تقسیم می‌شود.
عضو هیئت علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه اصفهان در توضیح چگونگی مکانیسم شیرین‌سازی به روش غشایی، خاطرنشان کرد: شیرین‌سازی به روش غشایی از روش‌های مرسوم در شیرین‌سازی و تصفیه آب است که تغییر فازی در آن صورت نمی‌گیرد. این روش‌ها به دو دسته کلی اسمز معکوس و الکترودیالیز تقسیم می‌شود. فرآیند الکترودیالیز کاهش شوری آب را در غشاء تحت تأثیر اختلاف پتانسیل الکتریکی، از طریق انتقال یون‌های حاصل از تجزیه آب انجام می‌دهد. با عبور جریان الکتریکی از میان محلول آب لب شور که نقش الکترولیت را دارد، اجزاء محلول‌شده یونی با بار مثبت، مانند سدیم و کلسیم، جذب الکترود منفی (کاتد) و یون‌های دارای بار منفی، مانند کلر و کربنات‌ها، جذب الکترود مثبت (آند) شده و از غشاء عبور می‌کنند و در نهایت آب باقیمانده در میان این غشاء، عاری از نمک می‌شود.
فرهادیان اضافه کرد: در فرآیند اسمز معکوس از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب شیرین از محلول نمک استفاده می‌شود. در این فرآیند از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب شیرین از محلول نمک استفاده می‌شود. اگر داخل ظرفی یک غشاء نیمه تراوا نصب شود و در یک سمت آن آب شور و در سمت دیگر، آب خالص ریخته شود با عبور آب خالص از غشاء سطح آب شور بالا و به‌طور همزمان ارتفاع سمت آب خالص پایین می‌آید. به این فرآیند که شامل عبور آب خالص به سمت آب شور است، فرآیند اسمزی گفته می‌شود؛ اما اگر فشار سمت آب شور افزایش یابد، به این معنی که نمک محلول در آب شور از غشاء عبور نکرده و بنابراین حجم آب خالص در سمت دیگر غشاء افزایش یابد، فرآیند را اسمز معکوس می‌نامند. فشار اعمالی در این فرآیند به حدود ۸۰-۵۰ اتمسفر جهت عبور آب شور از غشاء می‌رسد. آب ورودی تحت فشار بالا پمپ قرار گرفته و جریانی در میان سطح غشاء ایجاد شده است. آب ورودی تحت این فشار بالا از غشاء عبور کرده و بیشتر جامدات محلول در آن از آب حذف و آب شیرین تولید می‌شود. این روش مصرف انرژی نسبتاً پایینی دارد و عمدتاً برای شیرین‌سازی آب دریا مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مزایای فرآیند اسمز معکوس نسبت به سایر روش‌ها می‌توان به راندمان بالای نمک‌زدایی، عدم نیاز به مواد شیمیایی و نیاز کمتر به افراد متخصص و تمام وقت را نام برد. مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانه‌ای این فرآیند در مقایسه با تقطیر چندمرحله‌ای و تقطیر چنداثره کمتر است.