آب شیرین کن چیست؟
بحران جهانیِ نیاز به آب شیرین و عاری از آلاینده و آلودگی ها برای مصارف صنعتی یا آشامیدن طلب میکند که از منابع آب شور در جهان بهره گیری شود اما آب های شور هم باید طی فرآیند های علمی و توسط دستگاه های تصفیه آب،تصفیه سازی شوند. اما دستگاه تصفیه آب چیست؟
آب شیرین کن دستگاهی است برای شیرین سازی آب های شور، آلوده و دارای ناخالصی. دستگاه آب شیرین کن فرآیند شیرین سازی و حذف نمک و انواع ناخالصی ها را به روش اسمز معکوس و غشای نیمه تراوا انجام می دهد که تمام ذرات نمک، ویروس و باکتری را از آب جدا کند که سطح کیفی مناسبی برای آشامیدن یا مصارف صنعتی دارند.
آب شیرین کن (desalination) ها که در انواع مختلفی عرضه می شوند، دستگاه هایی هستند که آب شور را به آب شیرین تبدیل می کنند. آب شیرین کن ها به روش های مختلفی کار می کنند که بسته به آن انواع دستگاه آب شیرین کن طراحی و ساخته می شود. در ادامه شرح کاملی از انواع آب شیرین کن و نحوه نصب و کار با آن ها ارائه می شود.
انواع آب شیرین کن
امروزه با افزایش روزافزون جمعیت در جهان، کاهش سطح آب های قابل شرب و آلودگی آب های آشامیدنی و زیرزمینی، اهمیت استفاده از دستگاه های آب شیرین کن desalination مشخص می شود. بهتر است بدانید بیش از 70 درصد آب های موجود در کره زمین یعنی آب های اقیانوس ها و دریاها، شور و غیر قابل استفاده هستند. اما با توجه به کمبود آب شرب قابل مصرف روی کره خاکی، می توان این آب ها را به کمک دستگاه آب شیرین کن ، قابل شرب کرده و در بسیاری از مناطق شهری و صنعتی مورد استفاده قرار داد.
این دستگاه ها در مقیاس های مختلفی تولید می شوند و با اهداف گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله دستگاه های آب شیرین کن موجود در جهان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- آب شیرین کن خانگی
- آب شیرین کن کشاورزی
- آب شیرین کن صنعتی
- آب شیرین کن دریایی
این دستگاه ها از نظر نحوه و مکانیزم عملکرد نیز به دو نوع مختلف تقسیم بندی می شوند. دستگاه های آب شیرین کن ی که بر اساس فرآیند اسمز معکوس عمل می کنند و دستگاه هایی که حرارتی بوده و به کمک حرارت آب را شیرین می کنند.
دستگاه های آب شیرین کن به دو نوع سیستم های اسمز معکوس reverse osmosis و سیستم های رطوبت زدای خورشیدی HTH تقسیم بندی می شوند.
آب شیرین کن خانگی
نصب آب شیرین کن خانگی یکی از بهترین راه حل ها برای تصفیه آب شرب مصرفی در مناطقی است که از سختی بالای آب رنج می برند. بالا بودن TDS در آب مصرفی می تواند منجر به ایجاد بیماری های مختلفی از جمله بیماری های گوارشی، ایجاد عقب ماندگی ذهنی در کودکان و غیره شود.
دستگاه های آب شیرین کن خانگی همان دستگاه های تصفیه اسمز معکوس چند مرحله ای هستند که به راحتی زیر سینک ظرفشویی نصب شده و آب را تصفیه می کنند. این دستگاه ها حجم کمی را اشغال می کنند و آب مورد نیاز یک شبانه روز را به راحتی تصفیه می کنند.
این دستگاه از فیلترهای پیش تصفیه مختلفی تشکیل شده است. به طور کلی این دستگاه می تواند سختی آب را تا 98 درصد از بین برده و طعم، بو و رنگ آب را بهبود بخشد. این دستگاه حداکثر می تواند 220 لیتر آب در روز را شیرین کند.
آب شیرین کن کشاورزی
استفاده از آب شیرین کن در صنایع کشاورزی بهترین راه حل برای دسترسی به آب شیرین است. در سال های اخیر با توجه به مصرف بی رویه آب چاه ها و آب های زیر زمینی در سال های گذشته، میزان شوری آب افزایش یافته و برای مصارف کشاورزی و آبیاری گلخانه ها غیر قابل استفاده است. آب شور با TDS بالا برای آبیاری گیاهان و خاک آن ها مضر بوده و باید تصفیه شود.
آب شیرین کن کشاورزی همان دستگاه های تصفیه آبی هستند که بر اساس فرآیند اسمز معکوس کار می کنند. آب چاه های کشاورزی جریان ورودی به این دستگاه ها است. سپس با اعمال فشار توسط پمپ و عبور آب از یک غشای نیمه تراوا، عملیات تصفیه صورت گرفته و آب به طور کامل تصفیه می شود. آب به دست آمده برای مصارف کشاورزی و آبیاری گلخانه ها مناسب بوده و به خاک و گیاهان آسیبی وارد نمی کند. لازم به ذکر است که دقت این دستگاه ها کمتر از دستگاه های آب شیرین کن خانگی است. بنابراین این آب برای آشامیدن مناسب نیست.
آب شیرین کن صنعتی
در پاسخ به سوال: « تصفیه آب صنعتی چیست؟ »همان طور که گفته شد با فرآیند اسمز معکوس کار می کند. این دستگاه توانایی تصفیه و شیرین سازی حجمی بیشتر از 2.5 متر مکعب آب در روز را دارد. برای حجمی کمتر از 2.5 متر مکعب آب از دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس نیمه صنعتی استفاده می شود.
هدف از شیرین سازی آب در مقیاس صنعتی معمولاً تأمین آب آشامیدنی، آبیاری، تأمین آب استخرها، تأمین آب مورد نیاز در دستگاه های صنعتی همچون بویلرها، برج های خنک کننده، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، تصفیه پساب های صنعتی، تأمین آب کارواش ها و کشاورزی، تامین آب مقطر مورد نیاز بیمارستان ها و آزمایشگاه ها و غیره است. در دستگاه های تصفیه آب صنعتی، آب شور دریا، چاه، نهر های زیر زمینی و قنات ها به دستگاه وارد شده و ذرات آلاینده آن از قبیل فلزات سنگین، انواع نمک ها و املاح از جمله منیزیم، کلسیم، سدیم و غیره جداسازی می شود تا آب مذکور قابل استفاده شود.
دستگاه آب شیرین کن صنعتی دارای مرحله پیش تصفیه شنی، کربنی و رسوب گیر است. این مراحل کیفیت آب نهایی را بالا می برند. این فیلتر ها می توانند رنگ، بو، مزه و کلر موجود در آب را از بین برده و آن را برای مرحله شیرین سازی آماده کنند. در این دستگاه ها بر اساس میزان سختی آب ورودی، دبی آب و کیفیت مورد انتظار آب خروجی از پمپ های فشار قوی برای اعمال فشار اسمزی استفاده می شود. در نهایت آب خروجی به کمک اشعه ماوراء بنفش گندزدایی می شود.
آب شیرین کن دریایی
آب شیرین کن دریایی برای شیرین کردن آب در مناطق ساحلی استفاده می شود. با توجه به افزایش جمعیت و کمبود آب شرب شهری در مناطق گرمسیر و خشک، استفاده از دستگاه های تصفیه آب دریا بهترین راه برای تولید آب شرب مورد نیاز این مناطق است.
آب دریا بسیار شور بوده و TDS آن بالاست. آب هایی که TDS آن ها بیشتر از 30 و کمتر از 40000 میلی گرم در لیتر باشد، می تواند توسط دستگاه آب شیرین کن دریایی تصفیه شده و شیرین شود. این دستگاه نیز دارای مراحل پیش تصفیه بوده و برای این کار از فیلترهای شنی، کربنی، میکروفیلتر ها و آنتراسیت ها استفاده می شود. مهم ترین بخش در این آب شیرین کن نیز غشای اسمز معکوس است.
به دلیل بالا بودن میزان نمک، بالا بودن چگالی، بالا بودن PH و میزان یون های محلول در آب دریا، در این دستگاه ها از تجهیزات متفاوتی در مقایسه با آب شیرین کن های صنعتی استفاده می شود. پمپ های فشار قوی، ممبران ها و لوله کشی ها در این دستگاه کاملاً متفاوت هستند.
آب شیرین کن خورشیدی
به جز آب شیرین کن های اسمز معکوس، دستگاه های دیگری طراحی و تولید شده اند که بر اساس فرآیند حرارت دهی و تقطیر عمل می کنند. از آنجایی که در این روش از انرژی خورشیدی در کنار جریان الکتریسیته استفاده می شود، رطوبت زدای خورشیدی HTH (آب شیرین کن خورشیدی) نام نهاده شده است. در این روش آب شور حرارت داده شده و تبدیل به بخار می شود. اما ذرات آلاینده و نمک ها باقی می ماند. سپس بخار آب طی فرآیند تقطیر دوباره تغییر فاز داده و به مایع تبدیل می شود. محصول این فرآیند آب شیرین است. مدت زمانی که صرف این کار می شود کمتر از روش های دیگر است. همچنین حجم آب به دست آمده نیز بیشتر است. بر این اساس از آب شیرین کن های حرارتی در شیرین کردن آب های وسیع مانند آب دریا و اقیانوس ها استفاده می شود.
اتصالات آب شیرین کن
اتصالات آب شیرین کن با توجه به نوع آن متفاوت است. اما به طور کلی دستگاه های تصفیه آب دارای قطعات زیر هستند: پمپ طبقاتی که وظیفه انتقال آب را در دستگاه های اسمز معکوس بر عهده دارند. پمپ خوراک که همان پمپ فیلتر شنی است و برای مرحله پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرد. لوله کشی ها و اتصالات که معمولاً از جنس UPVC هستند و از ایجاد رسوب و زنگ زدگی جلوگیری می کنند.
- سوئیچ های پرشر و لو پرشر که برای محافظت از پمپ روی دستگاه تعبیه شده اند.اتصالات استیل مانند سه راهی ها، تبدیل ها، مغزی و غیره
- هوزینگ ها
- غشا یا فیلتر های ممبران
- فیلترهای شنی، کربنی و غیره
- مخزن فایبر گلاس
- گیج فشار و فلومتر
نصب آب شیرین کن
نصب آب شیرین کن بسته به حجم آب مصرفی، منطقه مورد نظر، ابعاد دستگاه و غیره متفاوت است. به طور مثال دستگاه های تصفیه آب خانگی را به راحتی می توانید نصب و راه اندازی کنید. اما طراحی، ساخت و نصب دستگاه های شیرین کننده آب در مقیاس های صنعتی، نیمه صنعتی و غیره نیازمند مراجعه به کارشناسان خبره و مجرب است. همچنین بهتر است دستگاه های تصفیه آب خانگی را از نمایندگی های معتبر خریداری کرده و برای استفاده از گارانتی و خدمات پس از فروش، نصب و راه اندازی آن را نیز بر عهده نمایندگی بگذارید.
فیلتر آب شیرین کن
در دستگاه های آب شیرین کن اسمز معکوس معمولاً از انواع فیلتر تصفیه آب شنی، الیافی، کربنی و غیره برای مرحله پیش تصفیه استفاده می شود. سپس نوبت به مرحله اسمز معکوس یا غشای نیمه تراوای RO می رسد. به طور مثال در دستگاه های آب شیرین کن خانگی از فیلترهای سه گانه قبل از فیلتر اسمز معکوس استفاده می شود.
این فیلترها به ترتیب از فیلتر الیافی یا فیلتر پروپیلن، کربن اکتیو پودری یا فیلتر کربن فعال و فیلتر الیافی یک میکرون تشکیل شده اند. این فیلتر ها می توانند آلاینده های درشت موجود در آب از جمله زنگ لوله ها، ذرات معلق، لجن و غیره را از بین برده و آب را عاری از ذرات کلر و نیترات کنند.
تعویض فیلتر آب شیرین کن
تعویض فیلترهای دستگاه آب شیرین کن از اهمیت بالایی برخوردار است. این کار باید هر یک تا دو سال با توجه به حجم مصرف تعویض گردد. در غیر این صورت قسمت های دیگر دستگاه از جمله پمپ دچار اشکال می شود. تعویض فیلترها در دستگاه های تصفیه آب مختلف چندان متفاوت نیست.
برای تعویض فیلترهای آب شیرین کن های خانگی می توانید به راحتی دستگاه را خاموش کرده، شیر آب ورودی را بسته تا جریان قطع شود. شیر خروجی را باز کند تا مخزن ذخیره خالی شود. سپس با استفاده از آچار مخصوص هوزینگ ها را به ترتیب باز کنید. فیلتر قدیمی را خارج کرده، محفظه را به خوبی بشویید. سپس فیلتر جدید را با آب شسته و در محفظه قرار دهید. هوزینگ را بسته و به سراغ فیلتر بعدی بروید. در نهایت باید مرحله کربن گیری را انجام دهید تا آب سیاه از دستگاه خارج شود. برای این کار باید ورودی مرحله چهارم را از دستگاه جدا کرده و دستگاه را روشن و شیر آب ورودی را متصل کنید. در نهایت اجازه دهید تا حدود 5 لیتر آب از دستگاه خارج شود. سپس می توانید آن را به مدار بازگردانده و دستگاه را راه اندازی کنید.
تعویض فیلتر در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی، نیمه صنعتی و دریایی نیز نیازمند متخصص مربوطه است. بنابراین بهتر است بدین منظور با کارشناسان مجرب و قابل اعتماد در این حوزه تماس حاصل فرمایید.
ممبران آب شیرین کن
ممبران مهم ترین قسمت در دستگاه آب شیرین کن است. در واقع این فیلتر ها همان قسمتی هستند که جداسازی اصلی ذرات معلق و نمک های محلول در آن صورت می گیرد. این فیلتر از جنس پلی آمید TFC، سلولز استات CTA یا مخلوطی از هر دو تولید می شود. این غشا به صورت فیلم نازکی روی یک لوله استوانه ای پیچیده شده و و می تواند بیش از 98 درصد از ذرات موجود در آب را جدا کند. این فیلتر بهتر است هر یک و نیم تا دو سال تعویض شود.
طرز کار آب شیرین کن
سیستم های اسمز معکوس reverse osmosis یکی از بهترین، مفید ترین و اقتصادی ترین دستگاه هایی هستند که برای شیرین و تصفیه کردن آب آشامیدنی طراحی و ساخته شده اند. این سیستم ها دارای غشای نازک متخلخلی هستند که وظیفه جداسازی ذرات معلق، یون ها و نمک ها را بر عهده دارد. روش اسمز معکوس یکی از روش ها در طرز کار آب شیرین کن هاست.
روش جداسازی در فرآیند اسمز معکوس کاملاً فیزیکی بوده و بدون هیچ گونه افزودنی و تنها بر اساس اختلاف در بار و اندازه ذرات موجود در آب انجام می شود. در این روش با اعمال فشاری که بیشتر از اختلاف فشار اسمزی است، مولکول های آب از غشای نیمه تراوایی عبور کرده و ذرات معلق و آلاینده ها در پشت غشا باقی می ماند. بدین ترتیب جداسازی، شیرین سازی و تصفیه آب به کمک فرآیند اسمز معکوس انجام می شود.
در این روش کلیه ذرات معلق و آلاینده های موجود در آب تا حدود 98 درصد جداسازی می شوند. این جداسازی شامل انواع نمک های معدنی از جمله NaCl، Na2So4 و غیره می شود. در نتیجه آب شیرین شده و طعم شور آن از بین می رود. در این روش همچنین رنگ آب و بوی آن قابل تصفیه است. این دستگاه معمولاً برای مصارف خانگی، صنعتی و نیمه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. اما برای تصفیه حجم زیادی از آب مانند آب دریاها غیر قابل استفاده است.
شرکت باران بهاری در سال ۱۳۷۹ با ابداء اولین دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس در ایران تاسیس شد و اکنون با ۲۲ سال سابقه در تولید دستگاه های تصفیه آب و انجام ۴۷۰ پروژه موفق آماده خدمت گذاری به مردم عزیزمان است.