فرایند نمک زدایی
منظور از نمک‌زدایی یا شیرین کردن آب، حذف نمک‌ها و مواد معدنی است. آب شور جهت تولید آب شیرینی که برای مصرف انسان یا آبیاری مناسب است، نمک‌زدایی می‌شود. یک محصول جانبی بالقوه در نمک‌زدایی، نمک است.
در فرایندهای رقابتی که برای نمک زدایی بکار می‌رود، از فناوری اسمز معکوس استفاده می شود. فرایندهای غشایی با استفاده از فشار و غشاء نیمه تراوا، نمک را از آب جدا می‌کنند. سیستم واحدهای اسمز معکوس معمولا با انرژی کمتر نسبت به روش تقطیر حرارتی کار می‌کنند، که منجر به کاهش کلی هزینه آب شیرین کن‌ها در طول دهه گذشته شده است.
اسمز معکوس
اسمز معکوس یک فرآیند غشایی جداسازی است که آب را با ایجاد یک فشار اسمزی بیش از فشار اسمزی آب دریا، از آن جدا می‌کند. فیلتر ممبران اسمز معکوس تنها به آب اجازه عبور می‌دهد و از عبور نمک از درون خود ممانعت می کند؛ درنتیجه آب دریا پس از تصفیه به دو بخش آب شیرین‌تر و آب شورتر تقسیم می‌شود.
برای شیرین سازی باید آب دریا تحت‌فشار قرار گیرد که برای این عمل نیاز به انرژی بالایی است؛ چراکه فشار ایجاد شده باید بیش از فشار اسمزی آب دریا باشد و همچنین هر چه شوری آب بیشتر باشد نیاز به ایجاد فشار بیشتر و درنتیجه مصرف انرژی بیشتر لازم است.
فشار اعمال‌شده در فرآیند اسمز معکوس برای تصفیه آب دریا چیزی در حدود ۸۰-۵۴ بار است. از آنجاکه شورابه ایجادشده در فرآیند اسمز معکوس بسیار غلیظ است، نرخ بازیابی آب در این فرآیند پایین بوده و چیزی در حدود ٪۴۰ است.
بسیاری از هدر رفت انرژی در فرآیند اسمز معکوس بدلیل رهاسازی شورابه دارای فشار بالا است؛ به همین جهت امروزه سیستم‌ها و واحدهای بزرگ تصفیه آب صنعتی دریا به روش RO همراه با ابزارهایی جهت بازیابی انرژی فشرده‌سازی مکانیکی از جریان شورابه تجهیز شده‌اند که می‌توانند کارایی این سیستم‌ها را تا ٪۹۵ افزایش دهد که انرژی لازم برای شیرین سازی آب دریا چیزی حدود ۹ کیلوژول به ازای هر یک کیلوگرم آب تولیدی است.
سیستم‌های اسمز معکوس حساس به اکساینده‌ها، pH، ترکیبات مختلف آلی، جلبک‌ها و باکتری‌ها هستند؛ به همین جهت پیش‌تصفیه آب دریا یک امر ضروری بوده و تأثیر بسزایی بر هزینه نهایی استفاده از سیستم‌های تصفیه اسمز معکوس دارد.
روش اسمز معکوس
روش اسمز معکوس دارای چهار فرآیندمهم می‌باشد:
- پیش تصفیه
- تنظیم فشار
- جداسازی غشائی
- پس تصفیه
پیش تصفیه
بواسطه ی خارج کردن ذرات جامد معلق آب ورودی، تنظیم PHآب و قرار دادن یک مانع برای جلوگیری و کنترل گرفتگی منافذ غشائی به‌وسیله ذراتی نظیر سولفات کلسیم، ازبیش تصفیه می‌شود، تا متناسب با اندازه منافذ غشاها شود.
تنظیم فشار
پمپ، فشار آب ورودی را به اندازه‌ای بالا می‌برد تا متناسب با منافذ غشاء و میزان نمک موجود در آب ورودی شود.
جداسازی غشائی
عبور آب ورودی از غشاء های نفوذ پذیر منجربه تولید جریان آب شیرین و جریان آب شور تغلیظ شده می‌شود. از آنجایی که غشاها نمی‌توانند کاملاً مانع عبور نمک‌های محلول در آب شوند، درصد بسیار ناچیزی از نمک می توانند از غشا عبور کنند و در آب حاصل باقی بمانند.
غشاهای رشته‌ای کوچک تو خالی و مارپیچی از رایج‌ترین نحوه قرار گرفتن غشاهای مورد استفاده هستند. معمولاً غشاها را از استات سلوز، پلی‌آمیدهای آروماتیک و یا امروزه از ترکیبات با لایه نازکی ازپلیمر می‌سازند. گرچه نوع غشاء و ساختمان مجرای فشار بسته به فشارهای عملیاتی مختلف مورد استفاده برای آب‌شور و آب دریا متفاوت است اما از هر دو نوع غشا برای نمک‌زدائی استفاده می‌شود.
پس تصفیه
قبل از منتقل کردن آب حاصل از غشا به سیستم توزیع و مصرف، باید PH آن تنظیم و گاز زدائی گردد. آب حاصل از میان ستون تهویه عبور می‌کند و Ph آن تقریباً از ۵ به ۷ افزایش می‌یابد. در بیشتر مواقع آب حاصل در مخزن ذخیره می‌شود تا بعدها مورداستفاده قرار گیرد.
