منابع آب شیرین در سراسر جهان به طور فزاینده ای کمیاب می شوند. چه کارخانه های بزرگ شیرین کن آب دریا باشد یا ایستگاه های کوچک تأمین آب در جزایر، شیرین سازی آب دریا به میلیون ها نفر آب آشامیدنی پاک می رساند. شیرین سازی آب دریا به استفاده از روش های خاص برای حذف نمک و ناخالصی ها از آب دریا اشاره دارد که آن را به آب شیرین قابل شرب تبدیل می کند.

نمک زدایی آب دریافناوری: اسمز معکوس در مقابل تقطیر حرارتی

• فناوری اسمز معکوس
  تجهیزات معکوس آب دریا در حال حاضر پرکاربردترین فناوری شیرین سازی آب دریا است که بیش از ۷۰٪ ظرفیت جهانی شیرین سازی آب دریا را به خود اختصاص می دهد.
  اصل: با استفاده از غشای RO نیمه نفوذپذیر، فقط مولکول های آب تحت فشاری بالاتر از فشار اسمزی عبور می کنند، در حالی که ناخالصی هایی مانند نمک، باکتری ها، ویروس ها، یون های فلزات سنگین و غیره در آب دریا در سمت دیگر غشا به دام می افتند.
  به طور ساده، دستگاه اسمز معکوس از یک پمپ فشار بالا برای هل دادن آب دریا به سمت غشای اسمز معکوس استفاده می کند، جایی که مولکول های آب در آب شیرین فشرده شده و نمک به دام افتاده و همراه با آب غلیظ تخلیه می شود.
  اجزای کلیدی:
  پمپ فشار بالا: فشار لازم برای غلبه بر فشار اسمزی (معمولا ۵.۵ تا ۸.۰ مگاپاسکال) را فراهم می کند
  غشای اسمز معکوس: عنصر جداسازی هسته، برندهای رایج شامل داو، هایدلبرگ و دونگلی هستند
  سیستم پیش پردازش: فیلتراسیون چندرسانه ای، فیلتراسیون کربن فعال، فیلتراسیون دقیق، افزودن مهارکننده رسوب

• تقطیر حرارتی
  تقطیر حرارتی شامل گرم کردن آب دریا برای تبخیر آن و سپس متراکم کردن بخار به آب شیرین است.
  تبخیر فلش چندمرحله ای: پس از گرم کردن آب دریا، آب به محفظه تبخیر فلش با کاهش فشار تدریجی ارسال می شود. بخشی از آب دریا بلافاصله بخار می شود و بخار پس از تراکم جمع آوری می گردد.
  تقطیر چنداثری: بخار به اواپراتور اثر اول منتقل می شود تا آب دریا گرم شود و بخار ثانویه تولید شده به عنوان منبع حرارتی اثر بعدی عمل می کند. انرژی حرارتی به تدریج مورد استفاده قرار می گیرد که منجر به افزایش بازده می شود.
  روش اسمز معکوس: مصرف انرژی پایین، سرمایه گذاری متوسط و ردپای کوچک، در حال حاضر انتخاب ترجیحی برای پروژه های ساخت وساز جدید است
  تقطیر حرارتی: مناسب برای سناریوهایی با گرمای زائد ارزان، با کیفیت آب بسیار بالا اما مصرف انرژی و سرمایه گذاری بالاتر

فرآیند کامل جریان شیرین سازی آب دریا

مرحله ۱: ورود آب و پیش تصفیه
اولا، پیش پردازش گامی حیاتی در حفاظت از تجهیزات اسمز معکوس است. پیش پردازش معمولا شامل موارد زیر است:
فیلتراسیون چندرسانه ای: حذف ذرات ریز از طریق لایه های فیلتر کوارتز و آنتراسیت
فیلتراسیون دقیق: عنصر فیلتر ۵ μ متر یا ۱ μ متر که به عنوان آخرین سد حفاظتی برای غشای RO عمل می کند
افزودن مهارکننده فلس: جلوگیری از رسوب یون های کلسیم و منیزیم روی سطح غشا

مرحله ۲: شیرین سازی آب شیرین سازی با اسمز معکوس با فشار بالا
آب پیش تصفیه شده دریا وارد واحد آب شیرین کن هسته ای می شود. پمپ فشار بالا در تجهیزات اسمز معکوس صنعتی، آب دریا را تا ۵.۵ تا ۸.۰ مگاپاسکال تحت فشار قرار داده و آن را به ماژول غشای اسمز معکوس ارسال می کند. مولکول های آب از غشا عبور کرده و به آب شیرین تبدیل می شوند، در حالی که نمک ها و ناخالصی ها جذب شده و آب شور غلیظ تشکیل داده و تخلیه می شوند.
برای پروژه های بزرگ، دستگاه های اسمز معکوس معمولا به دستگاه های بازیابی انرژی مجهز هستند – که انرژی پرفشار را از سمت آب متمرکز بازیابی کرده و به آب دریایی ورودی منتقل می کنند و مصرف کلی انرژی را ۳۰٪ تا ۵۰٪ کاهش می دهند.

مرحله ۳: پردازش و تثبیت
آبی که توسط اسمز معکوس تولید می شود، اسیدی ضعیفی با محتوای معدنی بسیار پایین است و نیاز به تصفیه پس از درمان دارد تا بتوان از آن به عنوان آب آشامیدنی استفاده کرد
تنظیم PH: محلول قلیایی (مانند هیدروکسید سدیم، آهک) اضافه کنید تا pH را به ۷.۵ تا ۸.۵ تنظیم کنید
دوباره معدنی: افزودن نمک های معدنی مانند کربنات کلسیم برای بهبود طعم
ضدعفونی: ضدعفونی UV یا ضدعفونی با کلر برای تضمین ایمنی میکروبی

مرحله ۴: تخلیه آب شور غلیظ
آب شور غلیظ تولید شده در فرآیند شیرین سازی (با شوری حدود دو برابر آب دریا) باید به درستی تخلیه شود. معمولا از طریق دیفیوزر به اقیانوس تخلیه می شود تا رقیق شدن سریع و کاهش تأثیر بر بوم شناسی دریایی تضمین شود.

سناریوهای کاربردی

تأمین آب جزیره: تجهیزات شیرین سازی آب دریا در کانتینر

کاربردهای کشتی: کشتی های باری اقیانوس پیما، قایق های بادبانی با نیازهای بالای تجهیزات ضد خوردگی

صنایع ساحلی: نیروگاه ها، کارخانه های شیمیایی به مقدار زیادی آب با خلوص بالا نیاز دارند و تجهیزات اسمز معکوس صنعتی می توانند آب فرآیند پایدار فراهم کنند.

تأمین آب شهری: دستگاه های بزرگ آب شیرین کن آب دریا می توانند نیازهای روزانه آب بسیاری از ساکنان را تأمین کنند

تحلیل هزینه های عملیاتی

هزینه انرژی: مصرف برق به ازای هر تن آب برای شیرین سازی آب دریا با اسمز معکوس معمولا ۳ تا ۵ کیلووات ساعت است و با بازیابی انرژی، می توان آن را به ۲.۵ تا ۳.۵ کیلووات ساعت کاهش داد که بزرگ ترین بخش هزینه های عملیاتی است.
هزینه تعویض غشا: غشاهای اسمز معکوس معمولا هر ۳ تا ۵ سال یک بار تعویض می شوند و تقریبا ۱۰٪ تا ۱۵٪ از کل هزینه های عملیاتی را تشکیل می دهند.
مصرف مواد شیمیایی: مهارکننده های رسوبی، مواد کاهنده، مواد پاک کننده و غیره که ۵٪ تا ۱۰٪ از کل هزینه های عملیاتی را تشکیل می دهند.
دستی و نگهداری: تجهیزات با اتوماسیون بالا نیاز به کار دستی کمتری دارند، عمدتا شامل بازرسی های منظم، تمیزکاری غشا و کالیبراسیون ابزار.
هزینه جامع به ازای هر تن آب می تواند برای پروژه های بزرگ بین ۰.۵ تا ۰.۸ دلار آمریکا به ازای هر تن (>۱۰۰۰۰۰ تن در روز) و معمولا بین ۱.۰ تا ۲.۰ دلار آمریکا به ازای هر تن برای پروژه های کوچک و متوسط باشد.

شیرین سازی آب دریا به راه حلی اساسی برای کمبود آب جهانی تبدیل شده و فناوری اسمز معکوس در حال حاضر انتخاب اصلی بازار است. از پیش تصفیه ورودی آب، شیرین کن سازی اسمز معکوس با فشار بالا تا پساب پایدار پس از تصفیه (پس از تصفیه)، هر مرحله مستقیما بر کارایی عملیاتی و کیفیت آب سیستم تأثیر می گذارد.

چه خرید دستگاه های کوچک شیرین کن آب دریا برای اقامتگاه های جزیره ای باشد یا ساخت تجهیزات صنعتی اسمز معکوس در مقیاس بزرگ برای شهرهای ساحلی، طراحی فرآیند معقول، انتخاب مطمئن تجهیزات اسمز معکوس و مدیریت حرفه ای عملیات و نگهداری همگی عوامل کلیدی موفقیت پروژه هستند.

به عنوان یک تأمین کننده حرفه ای تجهیزات تصفیه آب،Jndwaterمی تواند خدمات کامل فرآیندی از طراحی طرح، تولید تجهیزات تا نصب و راه اندازی را به شما ارائه دهد. اگر به پروژه های آب شیرین کن یا تصفیه آب نیاز دارید، لطفا در هر زمان برای دریافت راهکارهای فنی و برآورد سرمایه گذاری با ما تماس بگیرید.