شیرینسازی آب دریا؛ فرصت یا تهدید
تغییرات آب و هوایی، بحرانهای مربوط به آب را تشدید میکند و تمرکز جهانی بر استفاده از دستگاههای نمکزدایی و شیرینسازی آب دریا بهعنوان بخشی از راهحل این معضل رو به افزایش است.
به گزارش اقتصادسرآمد، در حال حاضر کمبود آب ۴۰ درصد از جمعیت جهان را تحتتأثیر قرار داده و این معضل به دلیل گرم شدن کره زمین در حال تشدید و بدترشدن است، اکنون مهمتر از هر زمان دیگری یافتن راهحلهای پایدار برای خنثی کردن اثرات کم آبی باید مدنظر قرار گیرد.
شیرینسازی آب دریا یکی از سیاستهای موفق کشورهای مختلف در مواجه با کمآبی در سراسر دنیا است. بهطوریکه رشد سریع آب شیرینکنهای دریایی در ده سال اخیر منجر به دو برابر شدن ظرفیت تولید آب شیرین از منابع آب شور طی یک دهه شده است. ظرفیت کلی شیرینسازی آب دریا در جهان ۱۰۰ میلیون متر مکعب در شبانهروز است که از این ظرفیت ۳۹ درصد در خاورمیانه، ۸ درصد آفریقا، ۲۱ درصد در آسیا، ۱۱ درصد در اروپا ، ۱۲ درصد در آمریکا و ۳ درصد در سایر مناطق انجام میپذیرد.منطقه خاورمیانه یکی از مناطق پیشرو در توسعه آبشیرینکنهای صنعتی در سالهای اخیر بوده است؛ خصوصاً کشورهای حاشیه خلیج فارس مانند عربستان، امارات و قطر که در دههای گذشته در توسعه ظرفیتهای شیرینسازی آب دریا پیشرفتهای چشمگیری داشتهاند.
مکانسیم کار دستگاههای آب شیرینکن
مهراد فرهادیان، رئیس پژوهشکده محیط زیست دانشگاه اصفهان در گفتوگو با ایسنا، در توضیح مکانیسم کار دستگاههای آب شیرینکن، اظهار کرد: نمکزدایی آب شور و آب دریا یکی از راههای مناسب برای تأمین آب شیرین است که فرآیندهای مختلف شیرینسازی آب به دو دسته کلی حرارتی و غشایی تقسیمبندی میشود.
وی افزود: در فرآیند شیرینسازی به روش حرارتی تغییر فاز صورت میگیرد و برای این تغییر فاز انرژی حرارتی زیادی مورد نیاز است. این فرآیند به سه دسته مهم تبخیر چندمرحلهای، تبخیر چنداثره و بخار فشرده تقسیم میشود.عضو هیئت علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه اصفهان در توضیح چگونگی مکانیسم شیرینسازی به روش غشایی، خاطرنشان کرد: شیرینسازی به روش غشایی از روشهای مرسوم در شیرینسازی و تصفیه آب است که تغییر فازی در آن صورت نمیگیرد. این روشها به دو دسته کلی اسمز معکوس و الکترودیالیز تقسیم میشود. فرآیند الکترودیالیز کاهش شوری آب را در غشاء تحت تأثیر اختلاف پتانسیل الکتریکی، از طریق انتقال یونهای حاصل از تجزیه آب انجام میدهد. با عبور جریان الکتریکی از میان محلول آب لب شور که نقش الکترولیت را دارد، اجزاء محلولشده یونی با بار مثبت، مانند سدیم و کلسیم، جذب الکترود منفی (کاتد) و یونهای دارای بار منفی، مانند کلر و کربناتها، جذب الکترود مثبت (آند) شده و از غشاء عبور میکنند و در نهایت آب باقیمانده در میان این غشاء، عاری از نمک میشود.
فرهادیان اضافه کرد: در فرآیند اسمز معکوس از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب شیرین از محلول نمک استفاده میشود. در این فرآیند از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب شیرین از محلول نمک استفاده میشود. اگر داخل ظرفی یک غشاء نیمه تراوا نصب شود و در یک سمت آن آب شور و در سمت دیگر، آب خالص ریخته شود با عبور آب خالص از غشاء سطح آب شور بالا و بهطور همزمان ارتفاع سمت آب خالص پایین میآید. به این فرآیند که شامل عبور آب خالص به سمت آب شور است، فرآیند اسمزی گفته میشود؛ اما اگر فشار سمت آب شور افزایش یابد، به این معنی که نمک محلول در آب شور از غشاء عبور نکرده و بنابراین حجم آب خالص در سمت دیگر غشاء افزایش یابد، فرآیند را اسمز معکوس مینامند. فشار اعمالی در این فرآیند به حدود ۸۰-۵۰ اتمسفر جهت عبور آب شور از غشاء میرسد. آب ورودی تحت فشار بالا پمپ قرار گرفته و جریانی در میان سطح غشاء ایجاد شده است. آب ورودی تحت این فشار بالا از غشاء عبور کرده و بیشتر جامدات محلول در آن از آب حذف و آب شیرین تولید میشود. این روش مصرف انرژی نسبتاً پایینی دارد و عمدتاً برای شیرینسازی آب دریا مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله مزایای فرآیند اسمز معکوس نسبت به سایر روشها میتوان به راندمان بالای نمکزدایی، عدم نیاز به مواد شیمیایی و نیاز کمتر به افراد متخصص و تمام وقت را نام برد. مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانهای این فرآیند در مقایسه با تقطیر چندمرحلهای و تقطیر چنداثره کمتر است.
وی توضیح داد: در تصویر شماره ۱ توزیع جهانی واحدهای اسمز معکوس، تبخیر ناگهانی چندمرحلهای، تبخیر چنداثره، الکترودیالیز را نشان داده است. همانطور که مشاهده میشود ظرفیت ۳ فناوری اسمز معکوس، تقطیر چندمرحلهای و تقطیر چنداثره بالاتر از سایر فناوریها است.
رئیس پژوهشکده محیط زیست دانشگاه اصفهان در پاسخ به این پرسش که این دستگاهها چه اثرات زیست محیطی دارند؟ تصریح کرد: آبشیرین کنها با توجه به نوع روش شیرینسازی و نحوه بهرهبرداری از آنها در کوتاه مدت و بلندمدت میتوانند آثار زیست محیطی مختلفی را بر محیط اطراف خود داشته باشند. از مهمترین انواع آلودگیهای تولیدشده توسط این صنایع میتوان به آلودگیهای صوتی، حرارتی و شیمیایی اشاره کرد. با توجه به اینکه بسته به نوع فرایند شیرینسازی در حدود ۲۰ تا ۷۰ درصد آب تغذیه آب شیرین کنها را پساب تشکیل میدهد، مهمترین آثار زیست محیطی ناشی از این فعالیتها مربوط به تخلیه پساب آنها به محیط است.
فرهادیان در توضیح اینکه پساب این دستگاهها به چه صورت آثار نامطلوبی بر محیط زیست ایجاد میکند؟، ادامه داد: پساب آب شیرینکنها به علت وجود سه عامل شوری، حرارت و مواد شیمیایی آثار زیست محیطی نامطلوبی را بر محیط پیرامون خود ایجاد میکند. به علاوه در اثر آبگیری آب شیرینها از دریا، مقادیری از آبزیان همچون ماهیها، ستاره دریایی، حلزونها و جلبکها به همراه آب وارد لولههای ورودی آب شیرینکن میشوند و از بین میروند.این استاد دانشگاه، دیگر اثر زیست محیطی بسیار مهم آبشیرینکنها را تغییرات غلظت نمک ناشی از شورابه آنها دانست و افزود: غلظت بالای نمک در دریا منجر به افزایش کدورت آب میشود، در نتیجه از ورود نور به آب جلوگیری کرده و در فرایند فتوسنتز تداخل ایجاد میکند. با افزایش غلظت نمک در دریاها از تعداد پلانکتونها کاسته میشود. خرچنگها و بیمهرگان دریایی حساس به افزایش شوری است و این امر تاثیر منفی بر حیات آنها دارد. میزان نمک در آب دریاها و اقیانوسها در حدود ۳۰-۳۷ گرم بر لیتر گزارش شده، این در حالی است که مقدار غلظت نمک در دهانه خروجی آبشیرینکنها در حدود ۸۰ گرم بر لیتر است.
وی همچنین اضافه کرد: به علاوه در پساب سیستم آبشیرینکنها عمدتاً فلزاتی مانند نیکل، مس، آهن، روی، کروم وجود دارد که حدود ۲۰۰ برابر بیشتر از غلظت آنها در در دریا است. فلزات سنگین میتوانند در پیکره آبی، زنجیره غذایی و بافت آبزیان تجمع کرده، و در طولانی مدت اثرات جبرانناپذیری بر جای گذارند، آلودگیهای حرارتی ناشی از پساب آب شیرینکنها نیز از دیگر آثار زیست محیطی بسیار مهم این تجهیزات است. دمای پساب خروجی از آب شیرینکنها به بیش از ۵۷ درجه سانتیگراد در محل تخلیه پساب میرسد. حرارت آب اقیانوسها و دریاها ۱۰-۲۵ درجه سانتیگراد و نوسانات حرارتی در محل خروجی آب شیرینکن ۱۰-۴۰ درجه سانتیگراد است، این اختلاف دمایی تأثیر مستقیمی بر کاهش جمعیت فیتوپلانکتونها و ماهیها در نواحی اطراف خروجی آب شیرینکنها دارد.
به گزارش اقتصادسرآمد، در حال حاضر کمبود آب ۴۰ درصد از جمعیت جهان را تحتتأثیر قرار داده و این معضل به دلیل گرم شدن کره زمین در حال تشدید و بدترشدن است، اکنون مهمتر از هر زمان دیگری یافتن راهحلهای پایدار برای خنثی کردن اثرات کم آبی باید مدنظر قرار گیرد.
شیرینسازی آب دریا یکی از سیاستهای موفق کشورهای مختلف در مواجه با کمآبی در سراسر دنیا است. بهطوریکه رشد سریع آب شیرینکنهای دریایی در ده سال اخیر منجر به دو برابر شدن ظرفیت تولید آب شیرین از منابع آب شور طی یک دهه شده است. ظرفیت کلی شیرینسازی آب دریا در جهان ۱۰۰ میلیون متر مکعب در شبانهروز است که از این ظرفیت ۳۹ درصد در خاورمیانه، ۸ درصد آفریقا، ۲۱ درصد در آسیا، ۱۱ درصد در اروپا ، ۱۲ درصد در آمریکا و ۳ درصد در سایر مناطق انجام میپذیرد.منطقه خاورمیانه یکی از مناطق پیشرو در توسعه آبشیرینکنهای صنعتی در سالهای اخیر بوده است؛ خصوصاً کشورهای حاشیه خلیج فارس مانند عربستان، امارات و قطر که در دههای گذشته در توسعه ظرفیتهای شیرینسازی آب دریا پیشرفتهای چشمگیری داشتهاند.
مکانسیم کار دستگاههای آب شیرینکن
مهراد فرهادیان، رئیس پژوهشکده محیط زیست دانشگاه اصفهان در گفتوگو با ایسنا، در توضیح مکانیسم کار دستگاههای آب شیرینکن، اظهار کرد: نمکزدایی آب شور و آب دریا یکی از راههای مناسب برای تأمین آب شیرین است که فرآیندهای مختلف شیرینسازی آب به دو دسته کلی حرارتی و غشایی تقسیمبندی میشود.
وی افزود: در فرآیند شیرینسازی به روش حرارتی تغییر فاز صورت میگیرد و برای این تغییر فاز انرژی حرارتی زیادی مورد نیاز است. این فرآیند به سه دسته مهم تبخیر چندمرحلهای، تبخیر چنداثره و بخار فشرده تقسیم میشود.عضو هیئت علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه اصفهان در توضیح چگونگی مکانیسم شیرینسازی به روش غشایی، خاطرنشان کرد: شیرینسازی به روش غشایی از روشهای مرسوم در شیرینسازی و تصفیه آب است که تغییر فازی در آن صورت نمیگیرد. این روشها به دو دسته کلی اسمز معکوس و الکترودیالیز تقسیم میشود. فرآیند الکترودیالیز کاهش شوری آب را در غشاء تحت تأثیر اختلاف پتانسیل الکتریکی، از طریق انتقال یونهای حاصل از تجزیه آب انجام میدهد. با عبور جریان الکتریکی از میان محلول آب لب شور که نقش الکترولیت را دارد، اجزاء محلولشده یونی با بار مثبت، مانند سدیم و کلسیم، جذب الکترود منفی (کاتد) و یونهای دارای بار منفی، مانند کلر و کربناتها، جذب الکترود مثبت (آند) شده و از غشاء عبور میکنند و در نهایت آب باقیمانده در میان این غشاء، عاری از نمک میشود.
فرهادیان اضافه کرد: در فرآیند اسمز معکوس از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب شیرین از محلول نمک استفاده میشود. در این فرآیند از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب شیرین از محلول نمک استفاده میشود. اگر داخل ظرفی یک غشاء نیمه تراوا نصب شود و در یک سمت آن آب شور و در سمت دیگر، آب خالص ریخته شود با عبور آب خالص از غشاء سطح آب شور بالا و بهطور همزمان ارتفاع سمت آب خالص پایین میآید. به این فرآیند که شامل عبور آب خالص به سمت آب شور است، فرآیند اسمزی گفته میشود؛ اما اگر فشار سمت آب شور افزایش یابد، به این معنی که نمک محلول در آب شور از غشاء عبور نکرده و بنابراین حجم آب خالص در سمت دیگر غشاء افزایش یابد، فرآیند را اسمز معکوس مینامند. فشار اعمالی در این فرآیند به حدود ۸۰-۵۰ اتمسفر جهت عبور آب شور از غشاء میرسد. آب ورودی تحت فشار بالا پمپ قرار گرفته و جریانی در میان سطح غشاء ایجاد شده است. آب ورودی تحت این فشار بالا از غشاء عبور کرده و بیشتر جامدات محلول در آن از آب حذف و آب شیرین تولید میشود. این روش مصرف انرژی نسبتاً پایینی دارد و عمدتاً برای شیرینسازی آب دریا مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله مزایای فرآیند اسمز معکوس نسبت به سایر روشها میتوان به راندمان بالای نمکزدایی، عدم نیاز به مواد شیمیایی و نیاز کمتر به افراد متخصص و تمام وقت را نام برد. مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانهای این فرآیند در مقایسه با تقطیر چندمرحلهای و تقطیر چنداثره کمتر است.
وی توضیح داد: در تصویر شماره ۱ توزیع جهانی واحدهای اسمز معکوس، تبخیر ناگهانی چندمرحلهای، تبخیر چنداثره، الکترودیالیز را نشان داده است. همانطور که مشاهده میشود ظرفیت ۳ فناوری اسمز معکوس، تقطیر چندمرحلهای و تقطیر چنداثره بالاتر از سایر فناوریها است.
رئیس پژوهشکده محیط زیست دانشگاه اصفهان در پاسخ به این پرسش که این دستگاهها چه اثرات زیست محیطی دارند؟ تصریح کرد: آبشیرین کنها با توجه به نوع روش شیرینسازی و نحوه بهرهبرداری از آنها در کوتاه مدت و بلندمدت میتوانند آثار زیست محیطی مختلفی را بر محیط اطراف خود داشته باشند. از مهمترین انواع آلودگیهای تولیدشده توسط این صنایع میتوان به آلودگیهای صوتی، حرارتی و شیمیایی اشاره کرد. با توجه به اینکه بسته به نوع فرایند شیرینسازی در حدود ۲۰ تا ۷۰ درصد آب تغذیه آب شیرین کنها را پساب تشکیل میدهد، مهمترین آثار زیست محیطی ناشی از این فعالیتها مربوط به تخلیه پساب آنها به محیط است.
فرهادیان در توضیح اینکه پساب این دستگاهها به چه صورت آثار نامطلوبی بر محیط زیست ایجاد میکند؟، ادامه داد: پساب آب شیرینکنها به علت وجود سه عامل شوری، حرارت و مواد شیمیایی آثار زیست محیطی نامطلوبی را بر محیط پیرامون خود ایجاد میکند. به علاوه در اثر آبگیری آب شیرینها از دریا، مقادیری از آبزیان همچون ماهیها، ستاره دریایی، حلزونها و جلبکها به همراه آب وارد لولههای ورودی آب شیرینکن میشوند و از بین میروند.این استاد دانشگاه، دیگر اثر زیست محیطی بسیار مهم آبشیرینکنها را تغییرات غلظت نمک ناشی از شورابه آنها دانست و افزود: غلظت بالای نمک در دریا منجر به افزایش کدورت آب میشود، در نتیجه از ورود نور به آب جلوگیری کرده و در فرایند فتوسنتز تداخل ایجاد میکند. با افزایش غلظت نمک در دریاها از تعداد پلانکتونها کاسته میشود. خرچنگها و بیمهرگان دریایی حساس به افزایش شوری است و این امر تاثیر منفی بر حیات آنها دارد. میزان نمک در آب دریاها و اقیانوسها در حدود ۳۰-۳۷ گرم بر لیتر گزارش شده، این در حالی است که مقدار غلظت نمک در دهانه خروجی آبشیرینکنها در حدود ۸۰ گرم بر لیتر است.
وی همچنین اضافه کرد: به علاوه در پساب سیستم آبشیرینکنها عمدتاً فلزاتی مانند نیکل، مس، آهن، روی، کروم وجود دارد که حدود ۲۰۰ برابر بیشتر از غلظت آنها در در دریا است. فلزات سنگین میتوانند در پیکره آبی، زنجیره غذایی و بافت آبزیان تجمع کرده، و در طولانی مدت اثرات جبرانناپذیری بر جای گذارند، آلودگیهای حرارتی ناشی از پساب آب شیرینکنها نیز از دیگر آثار زیست محیطی بسیار مهم این تجهیزات است. دمای پساب خروجی از آب شیرینکنها به بیش از ۵۷ درجه سانتیگراد در محل تخلیه پساب میرسد. حرارت آب اقیانوسها و دریاها ۱۰-۲۵ درجه سانتیگراد و نوسانات حرارتی در محل خروجی آب شیرینکن ۱۰-۴۰ درجه سانتیگراد است، این اختلاف دمایی تأثیر مستقیمی بر کاهش جمعیت فیتوپلانکتونها و ماهیها در نواحی اطراف خروجی آب شیرینکنها دارد.
ارسال دیدگاه
عناوین این صفحه
-
نیروهای فرامنطقهای به دنبال ناتوان نشان دادن کشورهای منطقه هستند
-
ماهیان کاسپین به سمت آبهای عمیق مهاجرت کرده اند
-
استفاده حداقلی از ظرفیت بندر چابهار موجب نارضایتی از هندی ها شده است
-
آمادگی کامل سازمان بنادر برای اجرای سفرهای دریایی نوروزی
-
۹۰۰ تُن ماهی از طریق نصب قفس درمنابع آبی اصفهان تولید میشود
-
شیرینسازی آب دریا؛ فرصت یا تهدید
-
هدف گذاری توسعه وآبادانی دو هزار کیلومتر مرز ساحلی هرمزگان
-
ساختمان شیلات بندر ریگ در حریم ۶۰ متری دریا رفع تصرف شد
-
آمادگی خدمات رسانی ۳۵ فروند شناور مسافری در مرکز و شرق هرمزگان به گردشگران
اخبار روز
-
آشنایی با کفپوش عایق برق فشار قوی
-
«معلم خصوصی ارزان و آنلاین برای شب امتحان» با یک تلفن!
-
تقدیرشرکت آب و نیرو از قهرمانان ورزشی شهرستان گتوند در مسابقات جهانی
-
راه اندازی کارگاه تولید شمش آلومینیوم از ضایعات
-
آمادگی پیام رسان بله برای ارائه خدمات به مسافران سرزمین وحی
-
پرداخت 2200 میلیارد تومان از مطالبات مراکز دانشگاهی طرف قرارداد
-
توزیع ۳۵ هزار بسته معیشتی در مناطق سیل زده استان سیستان و بلوچستان
-
تغییر نگاه به سرمایهگذاریها موجب شده تا بسیاری از دعواهای حقوقی با مذاکرات حل شود
-
بهسازی فضاهای بی دفاع شهری جهت کاهش آسیب های اجتماعی
-
تجهیز بیش از ۱۰۰۰ هکتار از زمینهای کشاورزی اردبیل به سیستم آبیاری تحت فشار
-
بهینهسازی طرح روسازی دال خط کوهاندار برای رفع معضل راهآهنهای کویری
-
استفاده از ظرفیت های مردمی در پروژه های اشتغال زایی با همت بنیاد برکت در سال جهش تولید با مشارکت مردم
-
اتمام خط کشی محوری جنوب به شمال خیابان ولیعصر (عج)
-
بهرهبرداری از نخستین نیروگاه خورشیدی حمایتی کشور در کاشان
-
تلاش مضاعف، برنامه محوری و تخصص گرایی - هم افزایی، سودآوری
-
اهمیت طراحی وبسایت برای کسب و کارهای سنتی
-
آغاز بهکار TV شهری در ورودی ساختمان منطقه دو پایتخت
-
۱۰۰ ساختمان بلند در پایتخت روی گسل قرار دارد
-
۱۴ شهر و روستای سیستان و بلوچستان تحتتاثیر زلزله قرار گرفت
-
اولویت همه شرکتهای صندوق ذخیره باید سودآوری و توجه به اقتصاد دانش بنیان باشد