معرفی دستگاه تصفیه آب دریایی

0 (0)

آب شیرین کن دریایی برای تصفیه آب دریا جهت مصارف آشامیدنی، کشاورزی، صنعتی و تفریحی به کار می رود. یکی از روش های شیرین سازی و تصفیه آب دریا به کارگیری از اسمز معکوس (RO) می باشد. با به کارگیری از اسمز معکوس RO در دستگاه آب شیرین کن دریایی می توان آب با شوری کمتر از 500 میلی گرم بر لیتر از آب دریا تولید نمود.
به کارگیری از آب شیرین کن دریایی در تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس با توجه به هزینه اولیه سرمایه گذاری و همچنین با توجه به سهولت بهره برداری نسبت به سایر روشهای تصفیه آب دریا و تصفیه آب صنعتی مانند تقطیر و MED از اولویت برخوردار است. هزینه بهره برداری از آب شیرین کن دریایی RO شامل هزینه برق و مواد شیمیایی آن می باشد.
شرکت فنی مهندسی طرح و کار (دانش بنیان) در زمینه طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی دستگاه آب شیرین کن دریایی در تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس RO و شیرین سازی آب دریا در ایران دارای سابقه اجرایی موفق بوده و توانسته است آب دریا را برای به کارگیری در مصارف صنعتی  تصفیه نماید. در آب شیرین کن دریایی از انواع پیش تصفیه ها، تزریق مواد شیمیایی، واحدهای فلاشینگ، کشش معکوس و CIP نیز به کارگیری گردیده است.

طرح شیرین سازی آب دریا با آب شیرین کن دریایی

در آب شیرین کن دریایی همانند پکیج اسمز معکوس RO اجزا مشابهی وجود دارند. تجهیزات و تاسیسات شیرین سازی آب دریا در دو بخش تجهیزات پیش تصفیه و تجهیزات اسمز معکوس تقسیم بندی می شوند. تفاوت عمده واحد آب شیرین کن دریایی در تصفیه آب دریا  با تصفیه آب صنعتی و پکیج اسمز معکوس RO در شوری و کدورت آب ورودی به آنها می باشد.
با توجه به اینکه آب دریا شوری 2 الی 4 درصدی دارد و کدورت، ذرات معلق و موجودات زنده دریایی در آن به وفور یافت می شوند، بنابراین طرح شیرین سازی آب دریا مشتمل بر تجهیزات پیش تصفیه و اسمز معکوس RO را متناسب با کیفیت آب دریا می توان انتخاب نمود.
عموما تجهیزات پیش تصفیه آب شیرین کن دریایی شامل موارد ذیل می باشد:
1- حوضچه Intake  برای برداشت از آب دریا.
2- واحدهای دانه گیر و آشغالگیر برای جلوگیری از ورود ذرات درشت و ماهی ها به تاسیسات آب شیرین کن دریایی
3- واحدهای ته نشینی شیمیایی اولیه برای کاهش ذرات معلق موجود در آب دریا.
4- فیلتراسیون شنی و کربنی برای کاهش کدورت آب.
5- واحدهای تزریق مواد شیمیایی از قبیل آنتی اسکالانت و اسید به آب شیرین کن دریایی
6- واحد میکروفیلتراسیون برای کاهش شاخص لجنی.
بخش دوم فرآیند آب شیرین کن دریایی، اسمز معکوس RO می باشد که املاح محلول، یا همان عوامل شوری و هدایت الکتریکی EC آب را کاهش می دهد. این بخش شامل ممبران های ویژه آب دریا می باشد. تامین فشار اسمزی برای تصفیه آب دریا با TDS=40,000 توسط یک پمپ فشار قوی در دستگاه آب شیرین کن دریا انجام می گردد. به کارگیری از تجهیز توربو شارژر در بهینه سازی مصرف انرژی در آب شیرین کن دریایی به روش اسمز معکوس RO نقش مهمی دارد و می تواند هزینه های بهره برداری را به شدت کاهش دهد. کمترین هزینه انرژی را آب شیرین کن خورشیدی دارد.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب دریا

بارزترین ویژگی آب دریا، شوری بسیار بالای آن می باشد. عموما شوری آب دریا در حدود 2 الی 4 درصد می باشد. که این مقدار در نقاط مختلف دنیا متفاوت می باشد. به عنوان نمونه شوری آب دریای کاسپین (دریای خزر) در حدود 2 الی 2/5 درصد می باشد. حال آنکه این عدد در آب خلیج فارس 4/5 درصد است. افزون بر شوری، وجود موجودات زنده میکروسکپی، وجود ذرات شن و ماسه در سواحل و همچنین آلودگی های آلی از قبیل مشتقات نفتی و فاضلاب های انسانی و صنعتی از جمله با اهمیت ترین عوامل آلودگی در آب دریا هستند. به همین دلیل تصفیه آب دریا در آب شیرین کن دریایی نیاز به ملاحظات دقیق طراحی و ساخت و اجرا و بهره برداری دارد.
هم اکنون حدود یک پنجم کل نفت جهان از خلیج فارس جابجا می شود. وجود تاسیسات متعدد پالایشگاهی و نفتی در سواحل دریا خلیج فارس و تردد مکرر نفت کش ها، سبب ایجاد آلودگی های آلی در این آب شده است. افزون بر موارد فوق به دلیل زمان ماند بسیار بالای آب دریا در خلیج فارس در مقایسه با آب های آزاد، شوری آن نیز بسیار بالا می باشد.
آنالیز نمونه آب دریا خلیج فارس:

در تصفیه آب دریا به علت شوری بالا و TDS بالای آن که در حدود 20,000 تا 45,000 می باشد، فشار اسمز در آب شیرین کن دریایی به شدت افزایش می یابد. جهت غلبه بر این فشار، در آب شیرین کن دریایی به روش سیستم اسمز معکوس از پمپ فشار قوی به کارگیری می گردد. این پمپ از جنس داپلکس یا سوپرداپلکس می باشد. زیرا غلظت کلراید در آب دریا به شدت بالا بوده و سبب ایجاد خوردگی در پمپ می گردد.

ممبران آب دریا در آب شیرین کن دریایی

ممبران های آب شیرین کن دریایی به طور ویژه برای تحمل فشار بالای اسمزی در فرایند اسمز معکوس و همچنین تحمل شوری فراوان آب دریا طراحی گردیده اند. در این ممبران ها تمامی محدودیت های اسمز معکوس آب های لب شور BWRO نیز وجود دارد. راندمان ممبران های آب دریا در مقایسه با آب لب شور، قدری کمتر و در حدود 99/3 درصد می باشد.
مساله مهم محافظت از غشا نیمه تراوا (ممبران) آب دریا در آب شیرین کن دریایی می باشد. زیرا به علت شوری بسیار بالای آب ورودی، احتمال تشکیل رسوب بر روی آن بسیار بالا می باشد. به کارگیری از شستشوی دوره ای CIP به صورت متناوب از جمله ضروری ترین مسائل بهره برداری از آب شیرین کن دریا می باشد. مساله دیگر به کارگیری از آنتی اسکالانت ویژه آب دریا می باشد. نکته بعد در خصوص انجام پیش تصفیه های لازم و ضروری است که می تواند عمر ممبران آب دریا را در آب شیرین کن دریایی افزایش دهد. از دیگر مسائل به کارگیری از سیستم های فلاشینگ اتوماتیک و همچنین کشش معکوس می باشد.

کاربردهای دستگاه آب شیرین کن دریایی

کاربردهای به کارگیری از آب شیرین کن دریایی در تصفیه آب دریا مشابه آب های لب شور به طور وسیع و گسترده ای می باشد. اما نکته ای که بسیار اهمیت دارد برآورد اقتصادی طرح و پروژه در هنگام به کارگیری ازدستگاه آب شیرین کن می باشد.
همچنان که گفته شد آب دریا منبع بسیار وسیعی است که بیش از سه چهارم سطح زمین را پوشانده است. اما به کارگیری از آن بسیار هزینه بر می باشد. هزینه سرمایه گذاری تاسیسات اسمز معکوس RO بالا است و همچنین هزینه های جاری آن از قبیل مصرف برق و مواد شیمیایی نیز وجود دارد.
به طور خلاصه به کارگیری از تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس RO در تاسیسات آب شیرین کن دریایی عمدتاً برای صنایعی که در حاشیه دریا تاسیس می شوند و بهره وری اقتصادی بالایی دارند، مقرون به صرفه می باشد. به کارگیری از این روش در صنایع کشاورزی و آشامیدنی به هیچ وجه مقرون به صرفه نمی باشد. مگر بر حسب ضرورت و در دسترس نبودن هیچ گونه منبع آبی دیگر.

مصرف انرژی در آب شیرین کن دریایی به روش اسمز معکوس RO

مهندسین تصفیه آب کوشیده اند تا با کاهش هزینه های جاری و سرمایه گذاری اولیه تاسیسات تصفیه آب دریا و آب شیرین کن دریایی این روش را مقرون به صرفه ساخته و با توجه به نیاز روز افزون به آب به ویژه در مناطق گرم و خشک جهان، آن را گسترش دهند.
یکی از بهترین راهکارها به کارگیری از سیستم توربو شارژر در دستگاه آب شیرین کن دریایی می باشد. در این روش از فشار پساب سیستم اسمز معکوس RO برای افزایش فشار ورودی به ممبران ها به کارگیری می شود و در نتیجه سایز پمپ فشار قوی کوچکتر شده و به طبع آن توان مصرفی آن و هزینه برق مصرفی نیز کاهش می یابد.
در یک تخمین مهندسی به کارگیری از توربو شارژر در آب شیرین کن دریایی بین 25 الی 40 درصد مصرف انرژی را کاهش می دهد. (عکس زیر مربوط به توربوشارژر می باشد)

توربوشارژر آب دریا RO نتایج به کارگیری از دستگاه آب شیرین دریایی

به کارگیری از آب شیرین کن دریایی به روش اسمز معکوس در تصفیه آب دریا به ویژه برای مصارف صنعتی و در مقیاس کوچک و متوسط یکی از بهینه ترین روش ها به لحاظ  اقتصادی می باشد. هرچند گفته می شود این روش هزینه برق و سرمایه گذاری اولیه بالایی دارد اما در مقایسه با روش MED که در تاسیسات بزرگ تصفیه آب دریا به کار می رود مقرون به صرفه تر می باشد. به علاوه کیفیت آب شیرین کن دریایی تا حد بسیار بالایی قابل قبول بوده و به راحتی کل املاح محلول را به کمتر از 500 میلی گرم بر لیتر کاهش می دهد.