امروزه نیاز به استفاده از آب شیرین کن و تصفیه آب چه برای منازل و چه برای تأسیسات و صنایع، یک امر حیاتی است. به دلیل وجود املاح و مواد معدنی در آب، تأسیسات خانگی و صنایع در اثر استفاده از این آب به مشکلات زیادی برمی‌خورند که می‌تواند منجر به خرابی و تعمیرات شود. یکی از تجهیزاتی که می‌تواند عمر تأسیسات را افزایش دهد، آب شیرین کن است. در این مقاله در مورد آب شیرین کن، انواع و کاربردهای آن‌ها صحبت خواهیم کرد.
برای دریافت مشاوره رایگان فرم تماس زیر را پر کنید
انواع آب شیرین کن بر اساس کاربرد
آب شیرین کن چیست؟
دستگاه آب شیرین کن برای کاربری‌های مختلف تولید می‌شود. آب شیرین کن بزرگ برای استفاده در صنایع و آب شیرین کوچک برای منازل و مراکز تجاری کوچک ساخته می‌شود. معروف‌ترین نوع در انواع آب شیرین کن، آب شیرین کن RO بوده که در ایران بسیار پرطرفدار است. در دو شکل در اندازه بزرگ با عنوان صنعتی و در اندازه کوچک با عنوان خانگی طراحی و تولید می‌شود.
آب شیرین کن صنعتی در واقع عامل حذف باکتری‌ها، ویروس‌ها، ذرات معلق، املاح حل شده در آب و رنگ و بو است که به خاطر همین دستگاهی بسیار پرطرفدار است. روش کارکرد این سیستم این گونه است که ابتدا آب به وسیله پمپ‌ها وارد واحدهای آب شیرین کنی می‌شود و در مرحله اول توسط فیلترهای مختلف مانند فیلترهای شنی، تا حد زیادی املاح آن از بین می‌رود. حال با ادامه عملکرد پمپ‌ها، آب به غشای نیمه تراوا یا فیلترهای اسمز معکوس می‌رسد تا به طور کلی مواد معدنی محلول در آب حذف شوند سپس آب تصفیه شده از لوله خارج می‌شود و توسط لوله پساب املاح جدا شده در مراحل به خارج از سیستم هدایت می‌شود.
انواع آب شیرین کن از نظر فرآیند
انواع آب شیرین کن‌هایی که ایران استفاده می‌شود، معمولاً به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- روش‌های حرارتی شیرین سازی آب
- روش الکترودیالیز
- روش‌های غشایی شیرین سازی آب
انواع آب شیرین کن بر اساس کاربرد
- آب شیرین کن کشاورزی
- آب شیرین کن صنعتی
- آب شیرین کن خورشیدی
- آب شیرین کن دریایی
معرفی انواع روش‌های حرارتی آب شیرین کن
- تقطیر ناگهانی چند مرحله ای (MSF)
در فرآیند نمک زدایی حرارتی آب دریا، از روش تقطیر چند مرحله‌ای استفاده می‌شود. روش کار تقطیر ناگهانی همان‌طور که مشخص است بر اساس تبادل گرمایی خواهد بود. اکثر سیستم‌های نمک زدایی آب دریا در جهان، با این روش طراحی و تولید می‌شوند. روش کار تقطیر MSF، به این گونه است که ابتدا آب شور در داخل محفظه گرم‌کن، گرم می‌شود. ورود ناگهانی آب گرم به داخل این محفظه باعث افزایش سرعت به جوش آمدن آب می‌شود.
مجموعه آب شیرین کن روش تقطیر ناگهانی چند مرحله‌ای، می‌تواند مراحل زیادی برای شیرین سازی آب داشته باشد و این امر به بستگی به نوع آب و شوری آن دارد. از معایب این روش، بالا بودن احتمال تشکیل رسوب و خوردگی است. رسوبات با توجه به آب شور باقی‌مانده در مرحله نهایی تقطیر، می‌تواند باعث ایجاد خوردگی درون مخزن شود.
- تقطیر چند مرحله ای (MED)
برای رفع مشکل رسوبات و خوردگی در روش MSF از فرآیند MED استفاده می‌کنند. حدود ۵ درصد از آب شیرین جهان با استفاده از این سیستم تولید می‌شوند.
- تقطیر تراکمی بخار (VCD)
روش تقطیر تراکمی بخار، با استفاده از فرآیند تبخیر آب دریا یا آب شور و تبادل گرما با بخار متراکمی که در محفظه وجود دارد، تولید می‌شود. این فرآیند می‌تواند به صورت مرحله‌ای در سیستم بزرگ‌تر یا به صورت مستقل برای شیرین سازی عمل کند. بخار متراکم، سبب افزایش فشار محفظه و دما شده از این انرژی تولید شده برای تبخیر املاح آب استفاده می‌شود.
روش الکترودیالیز برای تصفیه آب
روش الکترودیالیز که به فرایند ED هم معروف است جزء فرایندهای بر پایه جداسازی غشایی است. در این روش از اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو کاتد و آند موجود بهره گرفته و برای انتقال یون‌های مواد معدنی وجود به آب به کف مخزن استفاده می‌شود. این روش را می‌توان برای تولید آب آشامیدنی و تصفیه آب صنعتی با غلظت ۵۰۰۰TDS بهره گرفت.
غشاهای پلیمری حاوی رزین‌های تبادل یونی، نقش پررنگی در روش الکترودیالیز دارند. فیلترهای کاتیونی نسبت به کاتیون‌ها تراوا هستند و آنیون‌ها هم فقط می‌توانند از غشای آنیونی عبور کنند. در هر دستگاه الکترودیالیز حدوداً ۳۰۰ الی ۵۰۰ غشای کاتیونی و به همین تعداد غشای آنیونی وجود دارد. در بین غشاها به عنوان جداکننده از تورهای پلیمری بهره گرفته می‌شود. اجزای تشکیل دهنده یک دستگاه آب شیرین کن الکترودیالیز به شرح زیر است:
- غشاء: غشاهای سیستم الکترودیالیز از نظر جنس و کیفیت شبیه به رزین‌های یونی هستند ولی با این تفاوت که انواع کاتیونی و آنیونی دارند.
- الکترودها: الکترودها از جنس تیتانیم (Ti) با پوشش پالادیومی یا پلاتین هستند که این روکش‌ها از آن‌ها در مقابل محیط‌های اسیدی و بازی از الکترودها محافظت می‌کنند.
- تورهای پلیمری: جداکننده بین غشاهای الکتریکی تورهای پلیمری هستند و که در سیستم معمولاً ضخامتی حدود نیم میلی متر دارند.
- پمپ‌ها: پمپ‌های مانند هر دستگاه آب شیرین کن دیگر وظیفه انتقال آب به داخل مخزن را دارند. البته در این سیستم از پمپ‌های فشار پایین‌تر استفاده می‌شود.
انواع آب شیرین کن
روش‌های غشایی آب شیرین کن
روش شیرین سازی آب در این فرآیندها بر اساس ایجاد اختلاف فشار است که پمپ‌ها مسئول ایجاد این اختلاف فشار هستند. روش اسمز معکوس RO از محبوب‌ترین روش‌های غشایی است که در اغلب سیستم‌ها کارایی بالایی دارند. آب شیرین کن سافت واتر که یکی از بهترین آب شیرین کن‌های ایران است، از این روش برای تصفیه آب‌های صنعتی و خانگی استفاده می‌کند.
از انواع روش‌های غشایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
اسمز معکوس (Reverse Osmosis): در فرآیند اسمز معکوس، تمامی مواد جامد محلول در آب از باکتری و ویروس گرفته تا فلزات معدنی، با استفاده از غشاهایی با نفوذ پذیری بسیار پایین از آب حذف می‌شوند. این فرآیند در انواع و اقسام روش‌ها کاربرد دارد اما در شیرین سازی آب دریا بسیار خوش می‌درخشد. از مهم‌ترین ویژگی‌های این سیستم می‌توان به نسبت به سایر روش‌ها بسیار بهینه‌تر بوده و تغییر فازی در آن‌ها اتفاق نمی‌افتد. تقریباً همه غشاهای اسمز معکوس، از جنس پلیمرهای پلی آمیدی یا سلولز استاتی هستند.
شیوه میکرو فیلتراسیون (Micro filtration): در فرآیند میکرو فیلتراسیون، اندازه خلل و فرج بین ۰٫۱ -۱۰ میکرون است که این موضوع باعث می‌شود حتی میکروارگانیسم‌ها نتوانند از فیلتر عبور کنند. این فرایند اغلب به منظور جداسازی مواد کلوئیدی و ذرات بزرگ استفاده می‌شود. روش میکروفیلتراسیون معمولاً به صورت تکمیلی با سایر روش‌های غشایی به شیرین سازی آب خواهد پرداخت.
در این فرایند از پلیمرهای طبیعی و سنتزی استفاده می‌شود. علاوه بر این مواد معدنی مانند اکسیدهای فلزی، شیشه و کربن با پوشش زیرکونیا نیز برای تولید غشاهای میکروفیلتراسیون به کار می‌روند
فرآیند نانوفیلتراسیون (Nanofiltration): غشاها در روش نانوفیلتراسیون برای جدا کردن سیالات یا یون‌های گوناگون به کار می‌روند. در این روش خلل و فرج بزرگ‌تری در مقایسه با فیلترهای اسمز معکوس وجود دارد. دلیل این موضوع فشار کم‌تر است که این غشاها در آن فعالیت می‌کنند و ممکن است حتی برخی از مواد معدنی را از خود عبور دهند. NF می‌تواند در مواردی که تمامی مواد آلی یا مواد معدنی می‌بایست حذف شود مورد استفاده قرار گیرد.
روش اولترافیلتراسیون (Ultrafiltration): اولترافیلتراسیون تا حد زیادی به اندازه و بار ذرات موجود در آب بستگی دارد. این فیلترها توانایی جلوگیری از ذراتی مانند بیومولکول‌ها، پلیمرها و ذرات کلوئیدی دارد. نیروی محرکه برای انتقال از غشا، مانند سایر روش‌های غشایی استفاده از اختلاف فشار است. فرایند UF به خواص فیزیکی غشاهای در نظر گرفته، وابستگی زیادی دارد.
آب شیرین کن
آب شیرین کن خورشیدی
آب شیرین کن خورشیدی یکی از انواع آب شیرین کن است که نسبت به صرف انرژی کم‌تر آب تصفیه شده تولید می‌کند. به ازای یک متر مربع جذب نور خورشید، می‌توان ۴ لیتر آب را تصفیه کرد. استفاده از این سیستم برای تأمین آب مناطق پرجمعیت و بزرگ بسیار مناسب بوده و هزینه‌های کمتری به دنبال دارد. هزینه اولیه ساخت و تولید دستگاه تصفیه آب خورشیدی نسبتاً گران است ولی هزینه انرژی آن رایگان بوده و هزینه‌ی نگهداری پایینی دارد؛ چرا که احتمال خرابی آن پایین است. استفاده از این آب شیرین خورشیدی در مناطق خشک و گرم به دلیل انرژی نور خورشید بیش‌تر، توصیه می‌شود.
مزایای استفاده از آب شیرین خورشیدی
- عدم نیاز به اپراتور متخصص
- هزینه نگهداری پایین
- تولید آب خالص و سالم
- قابلیت تبدیل آب مقطر به آب شرب
- بدون نیاز به منابع انرژی
- توانایی طراحی و ساخت در محل
کاربردهای آب شیرین کن خورشیدی
- استفاده در صنایع بزرگ
- استفاده در صنایع مخابراتی برای تولید باتری
- استفاده در بیمارستان برای فرآیندهای استریل
- استفاده به عنوان آب رادیاتور و آب باتری
- کمک به تجزیه مواد در آزمایشگاه‌ها
- استفاده برای مناطق مجاور دریا و آب شور برای تأمین آب مورد نیاز
آب شیرین کن دریایی
از آب شیرین کن همان‌طور که از نامش پیداست، برای شیرین سازی و تصفیه آب شور دریا استفاده می‌شود. آب دریا دارای مقدار زیادی املاح معدنی شامل نمک، مواد معدنی، مولکول‌ها و ویروس بوده و به علت وجود مقادیر زیاد این املاح قابل استفاده نیست. اما نکته مثبت درباره آن منابع بسیار بزرگ است. برای همین در صورت دسترسی به آب‌های شور می‌توان آب را قبل از مصرف به وسیله دستگاه آب شیرین کن دریایی تصفیه کرد.
تصفیه آب دریا به دلیل وجود باکتری، جلبک و ذرات جاندار علاوه بر نمک و املاح معدنی، دارای فرآیند بسیار پیچیده‌ای است. در این روش با استفاده از آب شیرین‌کن های غشایی یا حرارتی می‌توان آب دریا را به آب قابل شرب یا قابل استفاده تبدیل کرد.
آب شیرین کن کشاورزی
دستگاه آب شیرین کن کشاورزی یکی دیگر از روش‌های تصفیه آب صنعتی محسوب می‌شود که جهت مصارف کشاورزی به کار برده شده و آب مورد مصرف برای زراعت را تأمین می‌کند. دستگاه آب شیرین کن کشاورزی می‌تواند آب لب شور (چاه) و آب دریا و رودخانه و… را با استفاده از روش‌های شیرین سازی، تصفیه و قابل استفاده کند. در این روش با استفاده از آنتی اسکالانت‌ها و مواد گندزدایی می‌بایست با توجه به نوع محصول مورد کشت، آب اصلاح شود تا تمامی نیازهای گیاه را بتواند تأمین کند.
استفاده از دستگاه آب شیرین کن کشاورزی برای مصارف زراعت و گلخانه داری از نظر هزینه بسیار اقتصادی است. عدم استفاده از آب شیرین کن به خصوص در مناطق در معرض آب شور و لب شور می‌تواند به زمین‌های کشاورزی آسیب‌های جدی وارد کند.
آب شیرین کن صنعتی
آب شیرین کن صنعتی از نظر اندازه، بزرگ‌ترین آب شیرین کن ایران به شمار می‌آیند. دستگاه آب شیرین کن صنعتی ، املاح موجود در آب را با توجه به میزان حساسیت صنعت حذف کرده و آب را به شرایط مورد استفاده آن صنعت نزدیک می‌کنند.
عملکرد دستگاه بر پایه روش‌های غشایی و به ویژه اسمز معکوس بوده و با استفاده از فیلترهای مختلف با توجه به نیاز، میزان املاح آب تا حد زیادی حذف می‌شود؛ تا حدی که قادر به تولید آب خالص بدون املاح برای صنایع است. روش اسمز معکوس به خاطر عملکرد خوب، کیفیت بالا و صرفه جویی در مصرف آب و انرژی، جایگاه مهمی در صنایع به دست آورده است.
در بین تکنولوژی‌های رایج برای تصفیه آب صنعتی و تولید آب خالص، استفاده از دستگاه آب شیرین‌کن صنعتی اسمز معکوس (RO)، دارای مزیت‌های بسیار زیادی است. با استفاده از ممبران تصفیه آب صنعتی می‌توانیم تا ۹۹ درصد املاح موجود در آب را از بین برده و آب با خلوص مورد نظر را برای صنایع و سایر استفاده‌ها تولید کنیم.
در پایان، شما می‌توانید برای اطلاعات بیش‌تر در مورد انواع آب شیرین کن‌های ایران و قیمت و نصب آب شیرین کن در ایران، با مشاوران آریا صاف تماس گرفته تا شما را در تمامی مراحل تهیه دستگاه‌های آب شیرین کن همراهی کنند.