بخشی از مقاله
چکیده با توجه به منابع بسیار محدود آب شیرین روي کرهي زمین، تولید و مصرف آب شیرین نیاز به برنامه ریزي و مدیریت استراتژیک دارد. در کشورهایی که کمبود منابع آب دارند روشهاي معمول و طبیعی براي تامین آب محدود است و در نتیجه تکنولوژيهاي جدید مورد توجه است. یکی از این تکنولوژيها استفاده از سیستمهاي شیرینسازي آب دریا یا آب شور است که اخیرا به صورت چشمگیر خصوصا در کشورهاي حاشیه خلیجفارس مورد استفاده قرار گرفته است. هزینهها و روشهاي موجود شیرین سازي و آیندهي این صنعت که اتفاقا صنعتی عظیم و فرایندي با مهندسی مدرن است مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله با بیان روشهاي مختلف شیرینسازي استراتژیک استفاده از این تکنولوژي مورد بحث قرار می گیرد.
-1 مقدمه
انفجار جهانی جمعیت، شهرنشینی و تغییرات آب و هوایی دلایل عمدهي کاهش منابع آب هستند. تأمین آبشرب براي کلانشهرها مشکل شده و در بخش کشاورزي و صنعتی نیز مسئلهي آب بحث جدي بهشمار میرود. در حال حاضر 101 میلیون نفر در جهان بدون آب آشامیدنی مورد نیاز و دو برابر این تعداد بدون آب مورد نیاز بهداشتی زندگی میکنند1]و.[2 در نتیجه و بدون شکل در آینده براي تأمین آب به تکنولوژيهایی از قبیل شیرینسازي و عملیات تصفیهي پساب متکی خواهیم شد1]و.[2 شیرینسازي آب در مناطق ساحلی مهمترین رویکرد مؤثر اقتصادي براي تأمین پایدار و بلند مدت آب در مقایسه با دیگر انتخابها و روشها است.
شیرینسازي آب دریا1و آب شور2براي تأمین نیاز آشامیدنی، آبیاري و صنعتی در مناطق خشک و نیمه خشک ساحلی دنیا یک تکنولوژي آیندهنگر و امید بخش است. از روزگار قدیم فرایند شیرینسازي آب و تکنولوژيهاي متفاوت آن اختراع شده و بکار رفته است. الکساندر افرودیسیاس 3، 200 سال قبل از میلاد از روشی که ملوانان براي شیرین سازي آب استفاده کرده اند، سخن گفته است. در این روش ملوانها با گرفتن اسنفج داخل بخار آب درحال جوشیدن، آب قابل شرب تولید کردهاند.
بعدها تکنولوژيهاي شیرینسازي تکامل یافته و بسیار مورد استفاده قرار گرفتهاند. اکثر فرایندهاي شیرینسازي براساس دو تکنولوژي جداسازي غشا4و تبخیر انجام میپذیرد. در سالهاي اخیر فرایند شیرینسازي با روش اسمز معکوس 5که از جدیدترین تکنولوژيهاي غشا است، بسیار بکار رفته و واحدهاي شیرینسازي زیادي در سراسر جهان با این روش ساختهشده است. روشهاي شیرینسازي مختصراً به صورت زیر هستند: 5]و[6
- 1 روشهاي تبخیري
- 1-1 فلش چند مرحلهاي - - - Multi Stage Flash - MSF
در این روش فشار درون محفظه تبخیر به کمتر از فشار بخار آب شور در آن دما پایین آورده میشود در نتیجه تبخیر آب صورت میگیرد و آب نمک باقیمانده خنک شده و خارج میگردد. محفظههاي تبخیر در این روش معمولا به صورت سري قرار دادهمیشوند و فشار محفظهها به ترتیب کمتر است تا بدین صورت مقدار بیشتري تبخیر صورت گیرد و نیرو محرکهي انتقال جرم در طور تبخیر زیاد کاهش نداشته باشد.
خوراك ورودي به مرحلهي اول به وسیلهي بخار پیشگرمایش میشود و این تنها انرژي مصرفی در طور فرایند است. در بقیه مراحل فشار پایین نگه داشته میشود تا تبخیر - - flash صورت گیرد. در حال حاضر حدود 85درصد واحدهاي شیرینسازي با این روش صورت میگیرد و تجهیزات آن در سالهاي اخیر ارزانتر شدهاست. واحد بزرگ شعیبه از این روش با 25 مرحله براي تولید سالانه 150 میلیون مترمعکب آب استفاده میکند]٢.[
- 1-2 تقطیر چند مرحلهاي - - Multi Effect Distillation - MED
تبخیر روي سطح خارجی لولههایی که در آنها بخار در داخل کندانس میشود، انجام می گردد. سپس بخار تولیدي در هر مرحله به داخل لولههاي مرحلهي بعدي وارد میشود که کندانس شود. در این روش نیز مرحلههاي بعدي در فشار پایینتر انجام میپذیرند. مزیت این روش عملکرد انرژي بسیار بالاست. بازدهی این روش تولید 10 الی 12 کیلوگرم آب به ازاي یک کیلوگرم بخار ورودي در مرحلهي اول است. در این روش از جریانهایی با پتانسیل گرمایی موجود براي تبخیر استفاده میشود.براي مثال در پالایشگاهها و نیروگاه ها می توان از جریانهاي گرمایی براي شیرینسازي استفاده کنیم. مصرف انرژي این فرایند کمتر از روش اول است و چون در دماي پایین - کمتر از 70 درجهي سانتی گراد - و فشار پایین - کمتر از یک و نیم بار - کار میکند، خوردگی و رسوب در مسیر فرایند کمتر است.
