بخشی از مقاله
چکیده
قرن بیست و یکم را میتوان قرن جهانی آب و جنگ اصلی کشورها بر سر تصاحب منابع آب جهان دانست. با توجه به این که منطقه خاورمیانه و آفریقا جزء مناطق خشک و کم آب جهان است، کشورهای این منطقه با بحران کمبود آب مواجه هستند. به علت افزایش زیاد جمعیت در هر سال منابع آب قابل استفاده به ازای سرانه در حال کاهش میباشد. به این خاطر در آینده نزدیک می بایست منابع آب یافت شود. منابع آب بالقوه آب دریا و آب چاه می باشد که هر دوی اینها نیاز به نمک زدایی دارند.
مطمئن ترین روش تصفیه برای آب شور اسمز معکوس می باشد. هنگامی که اسمز معکوس بطور گسترده ای مورد استفاده قرار گیرد هزینه فرایند کاهش خواهد یافت. در این مطالعه یک تحلیل هزینه نمک زدایی آب شور با سیستم اسمز معکوس در ترکیه انجام شده است. پارامتر های اصلی تحلیل هزینه مانند ظرفیت، بازیافت، عمر غشا، انر ژی، مواد شیمیایی و فلاکس بر مبنای تاثیر آن ها بر روی هزینه سرمایه گذاری، هزینه عملیات و هزینه کل تولید ارزیابی شده است.
.1 مقدمه
پتانسیل آب قابل استفاده در ترکیه 205 *10^9 m3 میباشد؛ و 110 *10^9 m3 از این آب به لحاظ اقصادی قابل استفاده است. این بدین معنی است که 3150 m3 آب به ازی سرانه در ترکیه دسترس میباشد. ترکیه در حال حاضر 65 میلیون جمعیت دارد. هنگامیکه بخش به لحاظ اقتصادی قابل استفاده پتانسیل آب در نظر گرفته شود این مقدار به 1735m^3 به ازای سرانه سالیانه میشود.
چنین فرض میشود که کشوری که از منابع آب غنی محسوب میشود باید پتانسیل آب 10000 m^3 به ازای سرانه سالانه داشته باشد. کشورهای دارای 1000-2000m^3 پتانسیل آب به ازای سرانه سالانه،از لحاظ آب تحت فشار هستند; و کشورهای دارای کمتر از 1000m^3 پتانسیل آب به ازای سرانه سالانه دچار کمبود آب هستند. ترکیه با 1735m^3 به ازای سرانه سالانه تحت فشار به شمار می رود. از این رو راه حل مناسبی برای تامین آب این مناطق باید جست. دائمی ترین و مطمئن ترین راه حل تصفیه آب های سطحی یا آب دریا - در صورت نزدیکی منطقه به دریا - است
روش ارجح برای نمک زدایی از لحاظ مصرف مواد شیمیایی و انرژی فرایندهای غشایی است. فرایند های غشایی بطور گسترده از سال 2000 در ترکیه انجام شد که عمدتا با سیستم های تولید محلی آغاز شد. با وجو این آنالیز هزینه تاکنون انجام نشده بود. در حالیکه نمک زدایی آب شور فرایند گران قیمتی است. با یک آنالیز تحلیلی دقیق، داده های مفیدی از نقطه نظر اقتصادی، برای شناخت و انتخاب سیستم هایی که هر روز بیشتر وبیشتر تولید می شوند قابل دسترسی هستند.
هدف این مطالعه آنالیز هزینه نمک زدایی آب در ترکیه بوسیله سیستم اسمز معکوس است. برای سیستم هایی که آنالیز هزینه آنها انجام شده است، هزینه عملیات - operating cost - ،هزینهسرمایه گذاری - capital cost - و هزینه کل total cost - - محاسبه شده است. همچنین هزینه عملیات پیش تصفیه - pre-treatment - هم در مطالعه، مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است.
.2 روشها
در این مطالعه طرح های مختلفی با استفاده از غشاهای اسمز معکوس آب شور ساخته شده است.
جدول .1 پارامترهای آب های مورد استفاده در طراحی سیستم های اسمز معکوس
اولین مرحله پیش تصفیه شامل کلرزنی، فیلترشنی و واحد خوراک سدیم متا بیسولفیت میباشد . مقدار خوراک سدیم بیسولفیت به اندازه مفدار کلرین مصرفی می باشد . مرحله دوم پیش تصفیه در بردارنده کلرزنی و واحد سدیم متابیسولفیت است. سرعت در فیلترشنی 15m/h انتخاب میشود.
عمر میسر برای سیستم ها 15 سال در نظر گرفته شده است و هرینه سرمایه گذاری برای 5 سال اول محاسبه شده است. هزینه سرمایه گذاری سیستم های طراحی شده با سود 8% محاسبه شده است. در محاسبات هزینه های سرمایه گذاری هزینه زمین و هزینه آب در نظر گرفته نشده است. چون فرض شده که این هزینه ها برای تمام طراحی ها یکسان هستند. هزینه سرمایه گذاری شامل قیمت خود سیستم و همچنین تاسیس آن مکان است. هزینه عملیات شامل انرژی، تعویض غشاها، مواد شیمیایی، فیلتر کارتریج - تجدید هر 6 هفته یکبار - و هزینه عملیاتی پیش تصفیه ترکیبی است
.3 نتایج و بحث
.1,3 تاثیر ظرفیت
ارتباط بین هزینه سرمایه گذاری، هزینه عملیات، هزینه کل و ظرفیت سیستم اسمز معکوس آب شور برای دریای مدیترانه، دریای مارمارا و دریای سیاه در شکل 2 نشان داده شده است.
در سرعت بازیافت 40% و فلاکس14,2 L/m^2 h در شکل مشاهده میشود که هزینه سرمایه گذاری آب مدیترانه %5 بیشتر از دریای مارمارا و دریای سیاه بوده است.
بیشترین هزینه سرمایه گذاری واحد 0,375/m3 بدست آمده است برای دریای مدیترانه با ظرفیت .250 m3/day برای هر سه سیستم هزینه سرمایه گذاری واحد بعد از ظرفیت 2000 m3/day به آرامی کاهش مییابد و در0,185/m3 - برای دریای مدیترانه - و 0,177/m3 - برای دریای مارمارا و دریای سیاه - بعد از ظرفیت .5000 m3/day هزینه عملیات سیستم همچنین به آرامی کاهش مییابد تا ظرفیت 2000 m3/day و و بعد از این نقطه به مقدار ثابتی میرسد. بالاترین هزینه عملیاتی 0,21/m3 بدست آمده است - برای دریای مدیترانه - . هزینه کل تولید کاهش مییابد تا ظرفیت 2000 m3/day و سپس ثابت میشود در 0,35/m3, 0,39 m3 و 0,34/m3 برای دریای مدیترانه، دریای مارمارا و دریای سیاه - بطور نسبی -
شکل .2 تاثیر ظرفیت دستگاه برهزینه سرمایه گذاری،عملیات و هزینه کل
