آب شیرین کن
آب شیرین کن دستگاهی است که مشکلات مربوط به کمبود آب شیرین را در جهان حل کرده است. به همین دلیل اهمیت فراوانی دارد. ما در این مقاله قصد داریم بیشتر در مورد این دستگاه و انواع آن صحبت کنیم. از ضرورت استفاده از آن آگاه باشیم و بدانیم در چه مکان‌هایی و به چه دلایلی باید از این دستگاه استفاده کنیم تا آب مناسب در اختیار داشته باشیم.
همانطور که می‌دانید جمعیت جهان روز به روز در حال افزایش است. در ادامه بررسی می‌کنیم که دستگاه آب شیرین کن چگونه آب تصفیه شده مورد نیاز را با وجود افزایش جمعیت فراهم می‌کند.
آب شیرین کن چیست؟
آب شیرین کن دستگاهی است که طی فرآیند صورت گرفته در آن، نمک، مواد معدنی و ناخالصی‌های آب شور مانند آب دریا حذف خواهد شد و این عمل شیرین سازی آب (desalination) کمک می‌کند تا آب شور، جهت آشامیدن و مصارف دیگر آماده شود.
ضرورت استفاده از آب شیرین کن
آب یک نیاز بسیار ضروری برای زندگی انسان‌ها و سایر موجودات زنده است. 97 درصد آب روی زمین، آب شور است که بدون انجام عملیات تصفیه بر روی آن قابل استفاده نیست و تنها 3 درصد از آن، آب شیرین است. 2.5 درصد از آب شیرین در یخچال‌های طبیعی، قله‌های یخی و قطبی منجمد شده است و یا به صورت غیرمنجمد در زیرزمین و جو یافت می‌شود که استخراج آن‌ها مقرون به صرفه نیست. تنها 0.5 درصد از آب شیرین در دسترس است.
در واقع نیاز جهانی به آب شیرین و کمبود منابع آن، دلیلی جهت فراهم آوردن منبع دیگری برای تولید آب شیرین و بستری مناسب برای تصفیه آب شور به شیرین شده است. با افزایش جمعیت و گرم‌تر شدن کره زمین نیاز به این دستگاه‌ها اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
انواع آب شیرین کن
این دستگاه در انواع مختلف خانگی، صنعتی، نیمه صنعتی و دریایی وجود دارد. دستگاه شیرین کننده آب بر اساس میزان شوری و ناخالصی‌های آب و نوع استفاده و حجم آب مورد نیاز، طراحی و ساخته می‌شود. به طور مثال از این محصول خانگی نمی‌توان برای شیرین سازی آب در صنعت استفاده کرد چون حجم آب مورد استفاده بسیار متفاوت است. برای آشنایی بیشتر، هر کدام را به اختصار بررسی می‌کنیم:
- آب شیرین کن خانگی : برخی از شهرها و روستاها به آب لوله کشی متصل نیستند و یا آب لوله کشی آب مناسبی جهت استفاده نیست، در این صورت ممکن است از آب رودخانه، چاه یا قنات استفاده کنند. در این شرایط حتما باید از این دستگاه از نوع خانگی استفاده کرد تا آن آب قابل استفاده و آشامیدن شود.
این دستگاه‌ها ابعاد کوچکی دارند و بر اساس میزان شوری آب به صورت‌های مختلفی طراحی شدند. برخی از آن‌ها به سرشیر آب نصب می‌شوند و آب ورودی را تصفیه می‌کنند. برخی دیگر زیر سینک نصب می‌شوند و قدرت بیشتری برای شیرین سازی آب دارند، عمل تصفیه را طی چندین مرحله انجام می‌دهند تا به آب مناسب و سالم تبدیل شود.
- نمونه صنعتی : این دستگاه به منظور شیرین سازی آب در مقیاس صنعتی و بزرگ تر از دستگاههای خانگی استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها برای بسیاری از مکان‌ها مانند بیمارستان، آزمایشگاه، دامداری، زمین‌های کشاورزی، تجهیزات تفریحی و استخرهای آبی و… طراحی و تولید می‌گردند.
- آب شیرین کن نیمه صنعتی : این دستگاه‌ها مانند دستگاههای صنعتی عمل می‌کنند اما برای آب با حجم و شوری کم‌تر استفاده می‌شوند.
- نمونه دریایی : آب دریا بسیار شور است. به همین دلیل دستگاه شیرین کننده آب برای آب دریا به گونه ای طراحی شده است که بتواند شوری و املاح آب را کاملا پاکسازی کند.
کاربرد آب شیرین کن
این دستگاه های مهم در هر مکانی که منابع آب دارای املاح و ناخالصی‌ها باشند و آب شور وجود داشته باشد، همچنین منابع آب شیرین مورد نیاز محدود باشد، مورد استفاده قرار میگیرد. برخی از کاربردهای این دستگاه را با هم بررسی می‌کنیم تا اهمیت آن واضح‌تر گردد:
- دستگاه صنعتی در تولید مواد نوشیدنی: کارخانه‌ها برای اینکه نوشیدنی باکیفیتی تولید کنند از این دستگاه استفاده می‌کنند تا املاح و ناخالصی‌های آب را حذف کنند. با این کار مزه ی نوشیدنی تولیدی بهبود پیدا می‌کند.
- آب شیرین کن صنعتی کشاورزی : این دستگاه برای کشاورزی نیز مورد استفاده قرار میگیرد. باغ‌ها و مزارع در برخی از مناطق دچار کمبود آب شیرین هستند. آب شور باعث کاهش بهره‌وری زمین‌های زراعتی شده و حتی به محصولات آسیب می‌زند. به همین دلیل استفاده از این دستگاه یک راه موثر برای کاهش شوری آب و تولید محصولات کشاورزی با کیفیت است.
- شیرین کننده صنعتی در داروسازی: در صنعت داروسازی به دلیل اینکه آب مورد استفاده باید از کیفیت بالایی برخوردار باشد و عاری از هر گونه املاح باشد، از این دستگاه استفاده می‌کنند.
- دستگاه صنعتی در بخش طیور و دام: از این دستگاه‌ها جهت تامین آب سبک و مناسب برای رشد سریع‌تر طیور و دام نیز استفاده می‌گردد.
- دستگاه صنعتی جهت تامین آب شرب: تولید آب شرب سالم یکی از کاربردهای مهم این دستگاه صنعتی است. در بعضی از مناطق، میزان شوری آب از حد استاندارد بیشتر است. این دستگاه‌ها کمک می‌کنند تا آب لوله‌کشی مورد نیاز مردم، آب مناسبی شود.
همچنین از این دستگاه‌ها برای بسته بندی آب شیرین هم استفاده می‌شود. آب شور پس از اینکه به آب شیرین تبدیل شد در بطری‌های مناسب بسته بندی و به مردم عرضه می‌شود. - شیرین کننده آب صنعتی جهت آب ورودی به دستگاههای دیالیز در بیمارستان‌ها: در این مورد تصفیه آب بسیار مهم است چون آب ورودی با خون بیمار در تماس است.
روش‌های شیرین سازی آب
فرآیند شیرین سازی آب به روش‌های مختلفی صورت میگیرد که هدف آن بازیابی آب خالص از آب شور است. در ادامه برخی از این روش‌ها را به اختصار بررسی می‌کنیم:
آب شیرین کن حرارتی
در این روش عمل جداسازی نمک و ناخالصی‌ها از طریق حرارت انجام می‌شود که به شکل‌های مختلف و مراحل متعددی صورت میگیرد. این روش یکی از قدیمی‌ترین روش‌ها است که از هزاران سال پیش وجود داشته. طرز کار این تکنولوژی به این صورت است که آب را می‌جوشاند و از طریق خنک سازی آب و چگالش آن، آب شیرین را از نمک جدا می‌کند.
این فرآیند می‌تواند چندین مرحله دیگر انجام شود که در این صورت آب با ناخالصی‌های کمتری تولید می‌شود اما نیاز به سرمایه گذاری اولیه بیشتری دارد. به صورت کلی این روش به مقدار قابل توجهی انرژی نیاز دارد و در صورتی به صرفه است که دسترسی به انرژی حرارتی به راحتی امکان پذیر باشد. البته این مدل دستگاههای جدید از انرژی کمتری استفاده می‌کنند.
آب شیرین کن غشایی (اسمز معکوس)
در این روش به روش اسمز معکوس، شیرین سازی آب طی فرآیندهایی و با استفاده از غشاهای نفوذپذیری که به جداسازی نمک و ناخالصی‌ها از آب شور کمک می‌کند، انجام می‌شود. این روش نسبت به روش حرارتی به انرژی و هزینه کمتری نیاز دارد و سریع‌تر انجام می‌شود.
مقاله های زیر به شما پیشنهاد می‌شود که بخوانید:
آب شیرین کن خورشیدی
این روش مشابه سایر روش های تقطیری می‌باشد با این تفاوت که انرژی ورودی به دستگاه از طریق انرژی اشعه خورشید و انرژی اشعه محیط تامین می‌شود. در این روش با عبور اشعه خورشید، آب دریا یا آب شور داخل دستگاه گرم شده، درجه حرارت آن بالا رفته و عملیات تبخیر صورت میگیرد. سپس بخار آب پس از برخورد به سرپوش‌های دستگاه که دمای پایین‌تری دارند شروع به تقطیر می‌کند که با جمع آوری این آب مقطر، آب مناسب بدست می‌آید.
این دستگاه به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم عمل می‌کند. در روش مستقیم فقط از انرژی حرارتی خورشیدی استفاده می‌شود و در روش غیر مستقیم از انرژی‌های کمکی برقی نیز استفاده می‌شود.
اثرات زیست محیطی آب شیرین کن‌ها
در سرتاسر جهان، پروژه‌های شیرین سازی آب دارای عوارض مشخصی بر روی محیط زیست است که بررسی اثرات سو زیست محیطی این دستگاه‌ها در جهت کاهش عوارض آن، از اولویت و اهمیت زیادی برخوردار است. این عوارض برای انسان، جانوران، گیاهان، خاک، آب، هوا و… خطرات زیادی دارد.
از مهم‌ترین انواع این آلودگی‌ها توسط صنایع می‌توان به آلودگی صوتی، حرارتی و شیمیایی اشاره نمود. برای کاهش این آلودگی‌ها، باید این دستگاه‌ها به شیوه صحیحی عمل کنند. به همین دلیل در پروژه‌های دولتی و خصوصی باید قبل از شروع عملیات شیرین سازی آب، ارزیابی زیست محیطی شیرین کننده آب اعمال گردد.
برای مثال هنگام آب گیری از آب دریا جهت شیرین سازی آن ممکن است آبزیان مانند ماهی‌ها همراه با آب وارد لوله‌های ورودی آن شوند و از بین بروند. برای کاهش این خطر، سرعت ورود آب به دستگاه را کنترل می‌کنند.
کیفیت آب ورودی برای کاهش اثرات مخرب زیست محیطی تاثیر بسزایی دارد. هر چه آب دارای املاح بیشتری باشد، مدت زمان کارکرد دستگاه و میزان آلودگی صوتی بیشتر خواهد شد. همچنین پساب خروجی آلوده‌تر خواهد بود و به مراتب اثرات مخرب‌تری بر روی محیط زیست دارد.
محل نصب دستگاه شیرین کننده آب نیز از نظر مسائل زیست محیطی اهمیت فراوانی دارد. در محل نصب دستگاه علاوه بر در نظر گرفتن دسترسی به منابع آب شور و انرژی، باید آثار زیست محیطی نیز بررسی گردد که عوارض آن به حداقل برسد.
انرژی مورد نیاز برای شیرین سازی آب مقدار قابل توجهی است. انتخاب روش مناسب جهت شیرین سازی آب بسیار حائز اهمیت است. برای مثال در صورتی که تاسیسات شیرین سازی آب برای تامین بخشی از انرژی مورد نیاز خود از انرژی بازیابی شده نیروگاه‌های برق استفاده کنند، علاوه بر کاهش تقاضای تولید انرژی، اثرات زیست محیطی مربوط به تولید انرژی را کاهش می‌دهند.
جمع بندی
میزان منابع آب شیرین در جهان بسیار کم است و نیاز به آن غیر قابل انکار است. نیاز به آب سالم برای آشامیدن، همچنین در صنعت و کشاورزی و… ضرورت استفاده از آب شیرین کن را بیشتر مشخص می‌کند. این دستگاه‌ها، آبی شیرین و سالم، بدون املاح و ناخالصی را در اختیار ما قرار می‌دهد.
