معرفی کتاب

 
$ 162 85 $182.20Prime
Get it by Tomorrow, Jan 24
FREE Shipping on eligible orders
More Buying Choices

 

 آمار سایت

تعداد کاربران آنلاین :  49



حمایت از ما | مشهدهاست
شیرین سازی آب دریا

شیرین سازی آب دریا

Desalination of sea water 

نمك‌زدايي عبارت است از اعمال چندين مرحله متفاوت روي آب شور يا بد مزه جهت زدودن نمك اضافي و بقيه مواد معدني از آن و يا به طور كلي‌تر نمك زدايي شامل زدودن نمك ها و مواد معدني است همچنانكه در نمك زدايي از خاك مشاهده مي كنيم.


آب به گونه اي به آب شيرين برگردانده مي‌شود كه جهت مصرف يا آبياري مناسب باشد. بعضي از مواقع محصول فرايند نمك‌زدايي، فراوردن نمك خوراكي است كه اين فراورده در بسياري از كشتي‌ها و زير دريايي‌ها مورد استفاده قرار مي گيرد .
بيشترين توجه درنمك‌زدايي بر روي راه‌هاي موثرتر تهيه ‌آب شيرين متمركز شده است و البته براي استفاده بشر و در نواحي كه در آنجا دسترسي به آب محدود است.


در مقياس‌هاي بزرگ نمك‌زدايي خورشيدي به طور ويژه‌اي مقادير بزرگ انرژي را از خورشید جذب مي‌كنند و اين ساختار گران، آن را در مقايسه با آب‌هاي شيرين رودخانه‌اي و يا آب‌هاي زيرزميني بسيار گران مي‌كند .
انرژي فراوان ذخيره شده در كشورهاي خاورميانه به همراه كميابي آب در انجا احداث مجتمع هاي عظيم و وسيع نمك زدايي را ممکن کرده است. تخمين زده شده تا سال 2007 نمك‌زدايي در خاورميانه به 4/3ظرفيت كل جهان رسيد .


بزرگترين كارخانه نمك‌زدايي در جهان كارخانه نمك‌زدايي جبل علي (فاز 2) در امارات متحده عربي است. اين كارخانه يك تسهيل كننده دو منظوره مي‌باشد و از فناوری MSF استفاده مي‌كند و قادر بر توليد 300ميليون متر مكعب آب در هر سال است . بزرگترين طرح نمك زدايي در ايالات متحده درTampa-Bay فلوريدا قرار دارد كه 25ميليون گالن آب در هر روز نمك‌زدايي می‌کند. اين كارخانه %12بازده كارخانه جبل علي را داراست. بر طبق گزارش شركت بين المللي نمك‌زدايي در Wall Street Journalدر 17 ژانويه 2008در كل جهان 13080 كارخانه نمك‌زدايي بيش از 12 بيليون گالن آب در هر روز توليد مي‌كنند .

از ماه جولاي سال 2004عمده ترين روش مورد استفاده روش اسمز معكوس است كه %85توليد كل جهان را به خود اختصاص داده است .


در روش هاي سنتی آب در فشار كمتر از اتمسفر به جوش می‌آید و بنابر اين در دماي کمتر از دماي جوش قرار مي گيرد، چون جوش زماني اتفاق مي‌افتد كه فشار بخار برابر با فشار اعمال شده باشد و فشار بخار با درجه حرارت افزايش مي‌يابد بنابر اين چون دما كاهش مي يابد انرژي ذخيره مي شود .


فرايند غشایی از غشاهای نيمه تراوا و فشار استفاده مي‌كنند تا بتوانند نمك را از ‌آب جدا نمايد . سيستم‌هاي غشایی معمولا از انرژي‌هاي پايين‌تر از انرژي تقطير حرارتي استفاده مي‌كنند كه باعث كاهش هزينه‌هاي نمك‌زدايي در ده سال اخير شده است . نمك‌زدايي انرژي زیادی مصرف مي‌كند و قطعا اقتصاد آينده نمک‌زدایی به قیمت انرژي و تكنولوژي نمك‌زدايي وابسته است .

در 26دسامبر 2007 يك پروفسور هسته اي و مهندس پرتو شناسي در مجله Atlanta Journal of Costitution نوشت: راكتورهاي هسته‌اي مي‌توانند جهت توليد مقدار زيادي آب شيرين استفاده شوند . پيش از آن، اين فرايند در نقاط زيادي از جهان همچون، هند، ژاپن و روسيه استفاده شده است.


Cogeneration عبارت است از فرايند استفاده از گرمای اضافی آزاد شده از نیروگاه های توليد برق جهت انجام پروژه هاي ديگر. در مورد نمك‌زدايي ، Cogeneration  عبارت است از توليد آب اشاميدني از آب دريا يا آبهاي زيرزميني شورمزه با استفاده از گرمای آزاد شده از نیروگاهها . چندين فرم cogeneration در نمک‌زدایی وجود دارد ، به صورت تئوري همه فرمهاي توليد انرژي مي‌توانند قابل استفاده باشند ولی اكثر طرح‌هاي كارخانه‌هاي نمک‌زدایی از انرژی سوخت فسيلي يا هسته اي استفاده مي كنند. بيشتر كارخانه‌ها در خاورميانه يا آفريقاي شمالي قرار دارند. در اين كشورها به دلیل وجود منابع عظیم انرژی ، ساخت واحدهای دو منظوره مي توانند در تولید آب ارزان تاثيرگذار باشند .

تنها در ژاپن 8 راكتور هسته‌اي در امر نمك‌زدايي فعالیت می‌کنند. اين كارخانه‌ها منبع تولید مقادیر عظيمي از آب شيرين در جزیره ژاپن هستند.

 
به علاوه ، فرايندهایي كه در حال حاضر در تاسيسات دو منظوره جاري است عبارت است از تركيب دو یا چند روش نمك زدايي با تاسیسات دومنظوره . به عنوان مثال در جده و همچنین در ینبع مدینه آب شیرین حاصل از روش اسمز معکوس با آب شیرین حاصل از آب شیرین‌کن های حرارتی كه با انرژی مازاد یک نیروگاه تولید می‌شوند مخلوط می‌گردند . در يك برنامه نظامي ایالات متحده آمریکا نیز از توان هسته‌اي جهت نمك‌زدايي 400000 گالن آب در هر روز بهره مي‌گيرند .

فاكتورهاي زيادي بر اقتصاد یک واحد نمك‌زدايي موثرند ، مانند ظرفيت و سهولت دسترسی ، کیفیت آب ورودی، موقعيت ، نوع مصرف آب ( گياه ، حيوان یا انسان ) ، نيروي كار ، انرژي ، سرمايه و تمركز مصرف‌کنندگان . در حال حاضر واحدهاي نمك‌زدايي فشار، دما و ميزان شوري را جهت بهينه ساختن بازده استخراج آب كنترل مي‌كنند. نمك‌زدايي با انرژی هسته‌اي مي‌تواند ( ممكن است ) در مقياس‌هاي بزرگ اقتصادي باشد . يك طرح آزمايشي در اتحاد جماهیر شوروی سابق در این زمینه انجام شده است .

كارشناسان به هزينه‌هاي بالاي نمك‌زدايي اشاره دارند . به خصوص به خاطر گستردگي كشورها ، غير عملي بودن هزينه‌هاي انتقال آب توسط لوله كشي كه بايد مقادیر عظيمي از آب نمك زدایی شده را درون کشورهاي بزرگ انتقال دهند، همچنين فرآورده فرعي تغليظ آب دريا، كه به ادعاي محيط‌ بانان محيط زيست يكي از مهمترين علل آلودگي دريا هنگام برگرداندنشان به اقيانوس در دماي بالا مي‌باشد . روش اسمز معکوس از این جهت بر سایر روش ها ارجحیت دارد چرا که پساب آن گرم نیست.

.
در جايي كه هيچ‌گونه نزولات ارزشمندي نداريم و نزديك به اقيانوس هستند ، نمك‌زدایی مي‌تواند يك راه حل مناسب براي کاهش فشار کمبود آب در این نواحی باشد ، اما براي نواحي دور از ساحل همچون مناطق داخلی قاره‌ها يا سرزمین‌های بلند نمک‌زدایی راه حل مناستی نیست . البته اين نواحي با بزرگترين مشكلات کمبود آب هستند ولی در چنين مناطقي گاهي لازم است آب را تا ارتفاع 2000متر و يا به طول 1600كيلومتر از سواحل انتقال دهيم و چنين امري باعث برابري هزينه انتقال آب با شيرين كردن آن مي‌شود . بنابر این در چنین مواردی انتقال آب شیرین از منابع طبیعی اقتصادي‌تر از شيرين کردن آب است . به عنوان مثال در نواحي دور از دريا مانند دهلی نو يا در مكان هاي مرتفع مانند مکزیکو سیتی هزينه بالاي انتقال آب به هزينه‌ي گزاف نمك‌زدايي افزوده مي‌شود . در بعضی نواحی مانند ریاض و حراره كه هم تا حدي از دريا دورند و هم در نواحي مرتفع قرار دارند مشکل دوچندان می‌شود .

در نواحی نزدیک دریا مانند پکن ، بانکوک ، زاراگوزا ، فونیکس و یک شهر ساحلی نظیر تریپولی هزینه انتقال حذف میشود و فقط هزینه شیرین‌سازی باقی می‌ماند ولی در منطقه جبیل در عربستان سعودی آب پس از نمک‌زدایی دویست مایل ( 320 کیلومتر ) پمپ می‌شود تا به ریاض پایتخت عربستان برسد . برای شهرهای ساحلی، به تدریج، نمک‌زدایی به یک منبع لایزال تامین آب تبدیل می‌شود

 .
در حال حاضر ، اسراییل آب را با هزینه‌ای معادل 53/0 دلار آمریکا برای هر متر مکعب شیرین می‌کند . این مبلغ در سنگاپور معادل 43/0 دلار می‌باشد . در بسیاری از کشورهای پیشرفته هزینه شیرین سازی با هزینه تامین و انتقال آب از سایر منابع متعارف مقایسه می‌شود. مطالعات نشان می‌دهد در سیدنی هزینه شیرین کردن آب شور از جمع‌آوری آب باران و ایجاد زیر ساخت‌های گسترده آن ارزان‌تر تمام می‌شود . در بندر پرت استرالیا از سال 2006 تولید آب شیرین با استفاده از روش اسمز معکوس با موفقیت انجام شده‌است و دولت استرالیای غربی اعلام کرده است که فاز دوم این پروژه به زودی برای رفع نیازهای شهر پرت راه‌اندازی خواهد شد . همچنین واحدهای دیگری برای شهرهای بزرگی چون سیدنی ،  ونتاگی و ویکتوریا در آینده نزدیک ساخته خواهند شد .

بخشی از انرژی مورد نیاز واحد نمک‌زدایی شهر پرت از انرژی باد و از محلی به نام Emu Downs Wind Farm تامین می‌شود . در سیدنی تمام انرژی مورد نیاز نمک‌زدایی از منابع تجدیدپذیر تامین می‌شود . بنابر این در این واحدها گازهای گلخانه‌ای در طبیعت آزاد نمی‌شوند ولی استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر سرمایه‌گذاری اولیه و در بعضی موارد هزینه‌های نگهداری را نیز افزایش می‌دهند . هرچند که تجربیات جدید در سیدنی و پرت نشان می‌دهد هزینه‌های اضافی ناشی از تامین انرژی از منابع تجدید‌پذیر از نظر جوامع قابل قبول است . بنابر اين يك شهر مي‌تواند بدون وارد آوردن صدمه‌اي به محیط زیست ذخاير آبش را افزايش دهد . دولت محلی کوئینزلند جديدا طرح نمك‌زدايي را در سواحل طلايي علام كرده است که انرژی مورد نیاز اين طرح كاملا توسط منابع تجديد پذير تامین خواهد شد .

در دسامبر 2007 دولت استرالياي جنوبي اعلام كرد كه در حال طراحي یک واحد نمك‌زدايي آب دريا براي شهر آدلاید می‌باشد . هزینه این طرح به طور کامل از محل افزایش قیمت آب تامین می‌شود . یک نظرسنجی غیر رسمی نشان مي دهد كه نزديك به %60 افراد بر توليد سریع آب از طریق افزایش هزينه‌هاي آن اتفاق نظر دارند .
وال استریت ژورنال در مقاله اي در17 ژانویه 2008 اعلام کرد که : شرکت Connecticut-Based Poseidon Resources Corp برنده ساخت یک كارخانه نمك‌زدايي اب شده است كه ارزش آن 300 ميليون دلار آمریکا می‌باشد. محل این واحد در کارلسباد در شمال سان‌دیه‌گو است. این پروژه که بزرگترین پروژه در نیم کره غربی محسوب می‌شود قادر است روزانه 50ميليون گالن 190000متر مكعب آب آشاميدني در هر روز جهت فراهم كردن آب مورد نياز حدود 100000 خانه را تامین کند . بهبود تكنولوژي هزينه‌هاي نمك‌زدايي را در دهه گذذشته به نصف كاهش داده است و آن را به صورت رقابتی درآورده است . در این طرح قرار است آب با قیمت 950 دلار آمریکا برای 1200 متر مکعب به بازار عرضه شود. این در حالی است که در حال حاضر بنگاه‌های محلی 700 دلار برای همین میزان آب اخذ می‌کنند .
مجله فوربس در مقاله‌ای در 9 مه 2008 عنوان نموده است که شرکت Energy Recovery در سن لیندرو در کالیفرنیا آب را با قیمت 46/0 دلار آمریکا شیرین می‌کند.

بر طبق مقاله 5 ژوئن 2008 مجله Globe and mail یک دانشجوي اردنی دانشگاه اوتاوا به نام محمد رسول تكنولوژي جدیدی جهت نمك‌زدايي ابداع كرده است كه مدعی است بين 600 تا 700 درصد كارآمدتر از تكنولوژي‌های رايج است . بر طبق همین مقاله، شرکت جنرال الکتریک به دنبال تكنولوژي مشابهی می‌باشد و بنیاد ملی علوم آمریکا اعتباری را برای تحقیق بر روی این موضوع در اختیار دانشگاه میشیگان قرار داده است در این مقاله فناوری ادعایی محمد رسول خیلی مبهم توضیح داده شده است .

تاثیرات زیست‌محیطی : یکی از ملاحظات مهم در مورد آب شیرین‌کن‌ها نحوه تامین آب شور ورودی واحد نمک‌زدایی به ویژه در مواردی که آب شیرین‌کن با یک نیروگاه ترکیب شده است ، می‌باشد . علیرغم این که نحوه تامین آب شور ورودی تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر زندگی موجودات دریایی دارد ولی در بسیاری از واحدهای نمک‌زدایی این موضوع مورد غفلت واقع شده است . تخمین زده می‌شود که نود درصد جانوران دریایی موجود در آب ورودی ، اعم از پلانکتون‌ها ، تخم و لارو ماهی‌ها، در حین فرایند شیرین‌سازی از بین می‌رود .

در همه واحدهای نمک‌زدایی صرف نظر از این‌ که از چه فناوری برای شیرین‌سازی استفاده می‌شود ، مسئله پساب شور خروجی مسئله دیگر زیست محیطی است . این ماده غلیظ بر اساس تقسیم‌بندی آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا به عنوان یک پساب صنعتی شناخته شده است . در نواحی ساحلی می‌توان بدون این که نگران تغییر در غلظت نمک اقیانوس‌ها بود این پساب را به دریا باز گرداند . ولی در مورد روش اسمز معکوس به علت این که غلظت پساب دو برابر آب دریا است ممکن است باعث تغییر در غلظت نمک دریاها شود و به خصوص در مورد گونه‌هایی که در اعماق اقیانوس‌ها زندگی می‌کنند این تغییرات باعث تهدید حیات آن‌ها وجود . در حال حاضر مشکل اصلی در نواحی سرزمینی است که دفع پساب شور باعث وارد آمدن آسیب جدی به محیط زیست به ویژه سفره‌های آب‌های زیرزمینی، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها می‌شود و از سوی دیگر دفع صحیح این پساب باعث افزایش هزینه‌های شیرین‌سازی می‌شود .

برای به حداقل رساندن آثار زیان‌بار زیست محیطی بازگرداندن پساب شور به دریاها آن را با جریان‌های دیگر آب ، مثلا پساب نیروگاه‌ها یا ... ، رقیق می‌کنند . اگر نیروگاه متوسط یا بزرگ باشد و واحد نمک‌زدایی کوچک باشد ، حجم آب واحد خنک‌کننده نیروگاه چند برابر پساب شور خواهد بود و به راحتی می‌توان آن را رقیق نمود. روش دیگر برای به حداقل رساندن آسیب‌های زیست محیطی پساب شور رها کردن آن در سطح وسیعی از دریا است به این ترتیب که پساب به چند بخش تقسیم شده و در قسمت‌های مختلف دریا رها می‌شوند.

پساب شور می‌تواند در بعضی از نواحی آسیب‌های جدی به محیط زیست وارد نماید، به عنوان مثال در مناطقی که میزانشفافیت پایین و سرعت تبخیر بالا است . خلیج فارس ، دریای احمر ، لاگون‌ها و جزایر مرجانی و سایر جزایر گرمسیری مثال‌های از این مناطق هستند . به علت این که پساب شور چگال‌تر از آب دریا است ، اکوسیستم بستر دریاها در معرض خطر بیشتری نسبت به سایر مناطق قرار دارد. دقت در رها سازی این پساب می‌تواند آسیب‌ها را به حداقل برساند . به عنوان مثال در یک واحد نمک‌زدایی که در اواخر 2007 در سیدنی استرالیا ایجاد گردید ، خروجی پساب در نقطه‌ای از اقیانوس ایجاد گردید که حداکثر پخش پساب در دریا انجام شود به گونه‌ای که در فاصله 50 تا 75 متری از محل خروجی پساب هیچ تفاوتی با آب دریا مشاهده نمی‌شود. شرایط اقیانوس‌شناختی سیدنی این شانس را به وجود آورده است که رقیق‌سازی پساب به آسانی و به سرعت انجام می‌شود و در نتیجه آسیب به محیط زیست به حداقل می‌رسد .
در پرت استرالیا و در سال 2007 یک واحد نمک‌زدایی ساخته شد که با انرژی باد کار می‌کند و آب را با سرعت 1/0 متر بر ثانیه به درون دستگاه می‌مکد. این سرعت پایین به ماهی‌ها اجازه فرار می‌دهد . ظرفیت تولید این واحد 140000 متر مکعب در روز است

نمك زدايي در مقايسه با سایر منابع تامین آب : نمك‌زدايي از آب‌های شور در مقایسه با استفاده مجدد از فاضلاب جهت تامین آب نوشيدني دارای مزیت نسبی است ، هرچند که استفاده مجدد از فاضلاب جهت مصارف صنعتي و كشاورزي کم هزينه‌تر است .

فناوری‌های جدید و پيشرفت‌هاي ديگر : بسياري از فناوری‌های نمك‌زدايي جديد با ميزان‌هاي متفاوت از موفقيت آزمايش و تحقيق شده‌اند. بعضي از آن‌ها هنوز در مرحله محاسبات کاغذی مي‌باشند در حالي كه برخی ديگر در مرحله جذب سرمايه مورد نياز تحقيق هستند . براي مثال، برای تعادل بخشیدن به مصرف انرژي مورد نياز نمك‌زدايي ، دولت آمریکا در حال فعاليت جهت گسترش نمك‌زدايي خورشيدي به صورت كاربردي است .
در حال حاضر یکی از مثال‌های موثر و جديد براي تحقیقات در نمك‌زدايي ، تمركز بر روي بيشتر كردن راندمان انرژي و کاهش هزینه‌ها مي باشد . فرایند پاسارل ( Passarell Process )در این‌ کار ممکن است مورد استفاده قرار گیرد .

يكي ديگر از فناوری‌ها، استفاده از انرژي زمین گرمایی است . یک کنسرسیوم بین‌المللی به نام SDSUCITI در این زمینه کار کرده است. در بسیاری از مناطق ، از نقطه نظر اقتصادی و زیست محیطی نمک‌زدایی با استفاده از انرژی زمین گرمایی با صرفه‌تر از نمک‌زدایی با استفاده از سوخت‌های فسیلی یا استفاده از آب‌های سطحی و زیرزمینی در معرض تهدید است.

تحقيقات اخير نشان داده‌اند كه غشاهای نانولوله‌ای به شدت در تصفيه آب موثرند و مي توانند يك فناوری نمك‌زدايي حياتي را به وجود آورند كه انرژي بسيار كمتري از انرژي اسمز معكوس نياز دارد.


کلمات کلیدی: شیرین سازی آب دریا, نمك‌زدايي, آب شور, آب شيرين, جهت مصرف يا آبياري, از فناوری MSF, ,بزرگترين كارخانه نمك‌زدايي, بزرگترين طرح نمك زدايي, استفاده روش اسمز معكوس, غشاهای نيمه تراوا و فشار, Cogeneration, ,توليد آب اشاميدني از آب دريا , آبهاي زيرزميني شورمزه با استفاده از گرمای آزاد شده از نیروگاه ها, آب شیرین‌کن های حرارتی, انرژی مورد نیاز واحد نمک‌زدایی, غشاهای نانولوله‌ای, انرژي زمین گرمایی, سوخت‌های فسیلی, کنسرسیوم بین‌المللی به نام SDSUCITI ,فرایند پاسارل


 پیشنهادات و انتقادات

نام و نام خانوادگی :  
ایمیل :  
تلفن :
پیشنهاد:  
 

تمامی حقوق این پورتال , متعلق به شرکت آبراهه سازه بهین می باشد
هرگونه کپی برداری از اطلاعات این پورتال فقط با ذکر منبع مجاز می باشد