جستجو در تالارهای گفتگو

محققان تیم تحقیقاتی از دو دانشگاه MIT و همچنین JAIN موفق به طراحی یک سیستم شیرین کننده ی آب شور شدند. آن ها در قبال طراحی این سیستم، جایزه ی Desal را دریافت کردند. دانشگاه JAIN یکی از بهترین دانشگاه های هند است. با گویا آی تی همراه باشید. سیستم شیرین کننده ی آب ساخته شده توسط محققان دو دانشگاه یاد شده، برای آبیاری زمین های خشک و اطراف دریا های آب شور طراحی شده است. تیم تحقیقاتی سازنده برنده ی جایزه ی Desal به همراه ۱۴۰ هزار دلار آمریکا شدند. تامین آب شیرین برای زمین های زراعی در اغلب کشور ها حتی کشور های پر آب اروپائی نیز یک مشکل بوده است؛ به این دلیل که آب حاوی نمک های گوناگونی هستند که به مرور زمان باعث از بین رفتن حاصل خیزی خاک خواهند شد. دانشمندان برای حل این مشکل آبیاری زمین ها با آب شیرین را پیشنهاد داده بودند اما تامین آب شیرین هزینه ی زیادی به همراه دارد. اینجاست که محققان MIT و JAIN دست به کار می شوند و گامی اساسی در راستای بهبود این مشکل بر می دارند. در مسابقه ی Desal پنج تیم تحقیقاتی طرح های خود را ارائه دادند و با هم رقابت کردند. انتخاب طرح برتر از سوی داور های این رقابت بر سه اصل پایبند بود: طرح ها می بایست از لحاظ انرژی به صرفه باشند. قیمت تمام شده ی انجام این طرح ها پائین باشد. سازگار با محیط زیست باشد و در مقابل شرایط مختلف طبیعی مقاوم باشد. سیستم آب شیرین کن یاد شده از اصل «الکترو دیالیز معکوس» برای جداسازی نمک از آب بهره می برد. به عبارتی دیگر ، این سیستم به نمک های محلول در آب باری جزئی می دهد تا از دام مولکول های آب رهایی یابند. سپس با انجام واکنش های شیمیایی دیگری آن ها را بلافاصله جدا می کنند. جالب توجه است که نیروی الکتریکی جزئی برای انجام این واکنش نیز از سلول های خورشیدی تامین می شود؛ یعنی هیچ نیازی به شبکه ی برق شهری ندارد. رقابت یاد شده اوایل همین ماه توسط آژانس توسعه ی بین المللی ایالات متحده ی آمریکا (USAID) برگزار شد. در این مسابقه که در «نیومکزیکو» برگزار شد شرکت کنندگان ۲۴ ساعت مهلت داشتند تا ۲۱۰۰ گالون آب را شیرین کنند. پس از گذراندن مرحله ی اول، تیم های شرکت کننده دستگاه های خود را در زمین های کشاورزی واقعی آزمایش کردند. این مسابقات هرساله با هدف تشویق محققان برای یافتن روش های جدید و خلاقانه برای شیرین سازی آب شور برگزار می شود. طبق آمار های سازمان USAID هفتاد درصد از آب قابل مصرف جهان برای تهیه ی غذا صرف می شود. البته لازم به ذکر است که سیستم شیرین کنندۀ برنده ی جایزه ی Desal فقط نمک را از آب حذف نمی کند بلکه باعث تبدیل آب سخت به آب نرم می شود. جالب توجه است که باکتری های بیماری زای موجود در آب نیز با پرتو ماوراء بنفش از بین می روند. منبع: گویا آی تی

سيستم تصفيه و نمك زدائي اسمز معكوس (Reverse Osmosis System) سيستم اسمز معکوس، از جمله روشهاي نوين تصفيه و نمک زدائي آب محسوب مي گردد.اسمز معکوس يک فرآيند فيزيکي -جداسازي است که در اين فرآيند، جريان آب خام به دو جريان آب محصول و جريان آب تغليظ شده تقسيم مي شود. به جريان غليظ تر، آب شور و يا دورريز هم گفته مي شود. در اين فرآيند، آب خام ( تصفيه نشده ) توسط پمپ به داخل محفظه اي که داراي غشاي نيمه تراوا(ممبران ) مي باشد، رانده مي شود چون تقريبا فقط آب خالص مي تواند از غشاء عبور کند به اين صورت آب تقريبا خالص در يک طرف غشاء و آب تغليظ شده از ناخالصي ها در طرف ديگر قرار خواهد گرفت . سيستم اسمز معکوس ( تصفیه آب ) بطور عمده قادر به حذف 99% تمامي املاح محلول موجود در آب، 97-95% ترکيبات آلي محلول و بيش از 98% مواد کلوئيدي و پارامترهاي بيولوژيکي موجود در آب مي باشد. با توجه به قابليت بالاي سيستمهاي اسمز معکوس در مقايسه با ساير روشهاي معمول تصفيه آب، امروزه از اين سيستمها بطور گسترده اي در تصفيه آب مورد نياز صنايع مختلف از جمله صنايع نفت، گاز، پتروشيمي، نيروگاههاي حرارتي، صنايع فولاد، توليد آب مورد نياز صنايع داروسازي و توليد مواد آرايشي و بهداشتي، توليد آب قابل تزريق و ... استفاده مي گردد . برخي مزاياي استفاده از سيستمهاي اسمز معكوس (RO): قابليت حذف موثر تمامي املاح محلول موجود در آب جداسازي ترکيبات مولد رنگ، مزه و بو در آب قابليت حذف تمامي آلاينده هاي آلي، غير آلي و ميكروبي از آب قابليت توليد آب با خلوص بسيار بالا (آب مقطر) متناسب با نياز مشتري عدم كاربرد تركيبات زيان بخش براي انسان عدم تحميل هر گونه آثار منفي بر محيط زيست مصرف پايين انرژي و راندمان بالاي سيستم هزينه نصب، راه اندازي و نگهداري تعميرات پايين سيستم قابليت طراحي و ساخت دستگاه درون كانتينر بصورت پرتابل قابليت كاركرد سيستم بصورت پيوسته، مداوم 24 ساعت در شبانه روز سیستم‌های اسمز معکوس دامنه‌ای از آب‌های شیرین با غلظت 150 میلی‌گرم در لیتر تا آب دریا با غلظت 000,60 میلی‌گرم در لیتر را پوشش می‌دهند دلیل این گستردگی کاربرد غشاهای اسمز معکوس وجود انواع مختلفی از این غشاها از بسیار کم‌فشار، کم فشار تا غشاهای ویژه آب دریا یا غشاهای پرفشار می‌باشد. حد بالای غلظت قابل تحمل برای غشاهای اسمز معکوس 60000 میلی‌گرم در لیتر است در غلظت‌های بالاتر از این مقدار فشار اسمزی بسیار بالا و امکان تأمین چنین فشاری میسر نیست. به طور معمول غلظت نمک در آب دریاها بین 30000 تا 40000میلی‌گرم در لیتر است. به عنوان مثال این غلظت در دریای مدیترانه حدود 35000 و در خلیج‌فارس حدود 50000 تا 60000 میلی‌گرم در لیتر می‌باشد. غلظت نمک در آبهای لب شور بین 1000 تا 10000 میلی‌گرم در لیتر و به طور معمول بین 2000 تا 3000 میلی‌گرم در لیتر است و آبهای با غلظت 100 تا 1000 میلی‌گرم در لیتر جامدات محلول جزو آبهای شیرین طبقه‌بندی می‌شوند. در سيستم‌هاي اسمز معكوس به طور معمول با دو نوع سيستم يا دو نوع غشاء روبرو هستيم. غشاء‌هاي فشار بالا (High Pressure ) با فشار تا 80 بار كه براي شيرين‌سازي آب دريا استفاده مي‌شود و غشاهاي فشار پايين (Low Pressure ) كه براي تصفيه آبهاي لب‌شور و آب رودخانه به كار مي‌رود و فشار كار آنها بين 10 تا 20 بار است. طبیعتاً میزان فشار لازم برای معکوس نمودن جریان متناسب با فشار اسمزی و به عبارت ساده‌تر متناسب با غلظت نمک می‌باشد. به همین دلیل است که برای شیرین‌سازی یا نمک‌زدائی‌ از آب شور دریا به فشار بیشتری در مقایسه با نمک‌زدائی از آبهای لب‌شور نیاز است. فرآیند اسمز معمولی یک فرآیند طبیعی می‌باشد و در بخش‌های مختلف طبیعت رخ می‌دهد. حال اگر مطابق شکل با استفاده از فشار مصنوعی روی قسمت حاوی آب شور جریان آب را برعکس نمائیم یعنی از سمت آب شور به آب شیرین به این فرآیند، اسمز معکوس (Reverse Osmosis ) گفته می‌شود. نحوه عبور آب از میان غشاء‌های اسمز معکوس و نانو فیلتر به خوبی مشخص نیست. اما اصلی‌ترین تئوری در این زمینه تئوری «حل شدن و انتشار» (Solution Diffusion Theory ) می‌باشد. علت حل شدن آب در پلیمرهای غشاء می‌تواند ناشی از ایجاد پیوندهای شیمیایی ضعیف بین مولکول‌های آب با سطح غشاء باشد. با توجه به اینکه فرآیند عبور آب از میان غشاء یک فرآیند شیمیایی و فیزیکی می‌باشد، خصوصیات شیمیایی و فیزیکی غشاء مانند بار سطحی و اندازه روزنه‌ها، هر دو روی تعیین میزان توانائی عبور انتخاب آب به جای نمک‌ها از میان غشاء مؤثر هستند. البته همانطور که قبلاً نیز بیان شد نمک‌ها نیز در غشاء حل و از آن عبور می‌کنند ولی سرعت عبور نمک‌ها بسیار کمتر و ناچیزتر از سرعت و در نتیجه میزان عبور آب می‌باشد. میزان بازیافت آب توسط اسمز معکوس مهمترین و مؤثرترین عامل در هزینه تولید آب می‌باشد و بهینه کردن آن دارای اهمیت فراوان است. علت اهمیت میزان بازیافت تأثیر آن روی کیفیت و کمیت آب شیرین تولیدی می‌باشد.با افزایش میزان بازیافت آب، غلظت نمک در سمت ورود آب به غشاء افزایش می‌یابد و چون میزان عبور نمک تابع اختلاف غلظت در دو طرف غشاء می‌باشد. در نتیجه میزان عبور نمک افزایش یافته و غلظت نمک در آب تولیدی افزایش می‌یابد در نتیجه کیفیت آب تصفیه شده افت می‌کند. همچنین کمیت آب تولیدی نیز تابع میزان بازیافت می‌باشد. با افزایش میزان بازیافت و افزایش غلظت نمک در سمت ورود آب به غشاء، اختلاف فشار اسمزی (Dp ) افزایش می‌یابد و چون میزان فشار خالص قابل دسترس (DP-Dp ) تعیین کنده دبی عبور آب از غشاء می‌باشد، با افزایش اختلاف فشار اسمزی، میزان فشار خالص کاهش می‌یابد ودر نتیجه دبی عبور آب نیز کاهش خواهد یافت. بنابراین علاوه بر افزایش میزان عبور نمک میزان عبور آب نیز کاهش می‌یابد که خود باعث کاهش رقیق‌سازی نیز می‌شود. منبع : شرکت مهندسی فرآب صنعت [Hidden Content]

در ساده ترن روش آب شیرین کنی، هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با درجه حرارت کم روی آب شور اثر می کند، آب تبخیر شده و املاح و نمکها باقی می مانند. سپس با استفاده از روشهای مختلف می توان آب تبخیر شده را تقطیر کرده و به این ترتیب آب شیرین تولید نمود. البته روشهای مختلفی برای تقطیر آب وجود دارد که همگی آنها به حرارت احتیاج دارند. لازم به توضیح است که تنها تفاوت یک آب شیرین کن خورشیدی با آب شیرین کنهای دیگر در نوع حرارت دهی، به سیستم آب شیرین کن می باشد و در بقیه سیستم روند کار کاملا مشابه می باشد. با این روش می توان آب شیرین بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که به آب بهداشتی دسترسی ندارند، مانند جزایر و نقاط دورافتاده، را تأمین کرد. آب شیرین کنهای خورشیدی شامل 3 بخش اساسی می باشند، که عبارتند از: برای تأمین حرارت در آب شیرین کنهای غیر خانگی از دو نوع کلکتور خورشیدی برای گرمایش آب استفاده می شود، که عبارتند از: 1- کلکتورهای خورشید حرارت بالا (سهموی و لوله خلاء ها). 2- کلکتورهای حرارت پایین (نوع صفحه ای تخت). آب شیرین کنها در دو سایز صنعتی و خانگی ساخته می شوند. در نوع صنعتی با حجم بالا می توان آب شیرین بهداشتی مصرفی شهرها را تأمین کرد.