منو
 کاربر Online
637 کاربر online

نمک‌زدایی از آب دریا

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی > شیمی کاربردی (صنعتی) > شیمی آب
(cached)




تصویر
یک دستگاه تبخیر کننده

دید کلی

اگر در فرانسه با استفاده از منابع زیرزمینی و سطحی برای مسئله آب ، راه حل وجود دارد، در بعضی از مناطق کره زمین نظیر ساحل غربی ایالات متحده و اسرائیل که چنین منابعی وجود ندارد، وضع ، متفاوت است. به این دلیل ، در این کشورها ، برای برطرف کردن نیازهای آبی ، آب اقیانوسها پس از نمک‌زدایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین ، در بعضی مناطق ، آب بعضی از چاهها را به‌علت دارا بودن نمک زیاد نمی‌توان مستقیما مورد استفاده قرار داد. برای مثال ، آب چاههای عمیق صحرای آفریقا که از سفره آلبین به عمق 1500 تا 2000 متر استخراج می‌شود، نیمه شور است.

مشکلات تغذیه آبی جمعیتها ممکن است در چند دهه آینده با ازدیاد جمعیت و افزایش نیازها در همه گسترش یابد. برای جلوگیری از کم شدن آب سفره‌ها در بعضی مناطق فرانسه (شمال ، پادوکاها) ، تامین آب کارخانه‌های پُر مصرف و تغذیه آبی جزایری که به‌علت دور بودن نمی‌توانند به‌راحتی از آب تاسیسات خشکی استفاده کنند، راههایی وجود دارد که در این مقاله شرح داده می‌شود.

تبخیر ، تقطیر

روش تبخیر ، تقطیر ، روش ساده ای است که از مدتها پیش در کشتی‌ها برای تولید آب شیرین مورد استفاده قرار می‌گرفته است. اگر هدف تولید آب شیرین به مقدار زیاد و برای تغذیه جمعیتهای بزرگ باشد، از روشهای متعدد استفاده می‌شود. اساس این روش ، چنین است که پس از تبخیر بخشی از آب خام ، آب تقطیر شده بوسیله تراکم ، جمع‌آوری و سعی می‌شود که در مسیر عمل ، حداکثر استفاده از انرژی گرمایی به عمل آید و بنابراین برای این عمل ، تراکم چند طبقه لازم است. نمکهای حذف شده ، جمع آوری و سپس به‌صورت محلول غلیظی به نام شوراب تخلیه می‌شوند.

در روش تقطیر با اثر چند گانه ، آب دریا در اولین دستگاه تقطیر به جوش می‌آید. بخار آب خالص حاصل که گرمای آن کمی زیادتر از حد است، به طرف دستگاه تقطیر دوم هدایت و در آنجا در دستگاه تبخیر کننده متراکم می‌شود. گرمای نهان برای گرم کردن آب دریایی که وارد دستگاه تقطیر دوم می‌شود، بکار می‌رود و دستگاه تبخیر کننده را فرا می‌گیرد. بخار آب خالص از دستگاه تقطیر دوم خارج می‌شود و به دستگاه مشابه سوم می‌رسد که دستگاه تقطیر به طرف یک جمع کننده عمومی هدایت می‌شود.

در روش کستنر دستگاههای تبخیر کننده از لوله‌های بلند عمودی تشکیل شده است که اطراف آنها را بخار گرم احاطه کرده است. جریان آب دریا در داخل این لوله‌ها برقرار می‌شود و با تشکیل ورقه‌ها از جدارها پایین می‌آید. این آب ، در موقع پایین آمدن به جوش می‌آید و بخار تولید شده به طرف دستگاه تبخیر کننده مشابه دوم هدایت می‌شود و اطراف یک بسته لوله‌ای را احاطه می‌کند و در برخورد با آن متراکم می‌شود. بخار تولید شده در این بسته به دستگاه تبخیر کننده دوم هدایت می‌شود و الی آخر.

الکترودیالیز

اگر در ظرف ، کمی آب نمکدار ریخته ، دو الکترود در آن گذاشته ، جریان پیوسته ای برقرار شود، یونهای Na که بار الکتریی مثبت دارند، به طرف کاتد ( کاتیون‌ها ) و یونهای Cl که بار الکتریکی منفی دارند، به طرف آند ( آنیون‌ها ) کشیده می‌شوند. اما اگر در این ظرف ، غشاهای انتخاب کننده قرار دهیم، به‌طوری‌که بعضی از غشاها ، یون‌های منفی (که به آنها غشاهای منفی یا کاتیونی می‌گویند، زیرا کاتیون‌ها را از خود عبور می‌دهند) و بعضی دیگر یون‌های مثبت (غشاهای مثبت یا آنیونی که آنیون‌ها را از خود عبور می‌دهند) را متوقف کنند، آب در سلولهای 2 و 4 نمک زدایی می‌شود، در حالی‌که غلظت در قسمت 3 افزایش می‌یابد. در نزدیکی الکترودها ، کلر از آند و هیدروژن از کاتد آزاد می‌شود.

بنابراین کافی است تعداد سلولها زیاد و برای کامل کردن تاسیسات دو محل تخلیه‌یی برای آب مورد تصفیه و دیگری برای آب غلیظ شده ، پیش‌بینی شود. هر چند که اصول روش الکترودیالیز ساده به نظر می‌رسد، ولی با توجه به هزینه تولید هر متر مکعب شیرین شده ، تحقق آن در عمل ساده نیست.

تصویر

اسمز معکوس

لوله ای که قاعده آن ، کمی گشاد و بوسیله یک غشای نیمه‌تراوا مسدود است، در ظرف دارای آب مقطر فرو برده می‌شود. سپس این لوله بوسیله یک محلول شور غلیظ شده پر می‌شود. پس از مدتی خواهیم دید که سطح محلول در لوله صعود می‌کند: آب مقطر از غشا عبور میکند که این ، همان پدیده اسمز است. صعود سطح محلول در لوله با فشار مطابقت دارد. هنگامی که دبی آبی که از غشا عبور می‌کند، قطع شود، فشار در یک مقدار معین است: به این فشار ، فشار اسمزی می‌گویند.

بر عکس ، اگر از قسمت محلول شور ، فشاری بیشتر از فشار اسمزی وارد کنیم، آب خالص از غشا عبور می‌کند، اما نمک نمی‌تواند از آن عبور کند. این اصل ، اسمز معکوس است. مشکل اصلی در مورد دستگاه که بتواند حجم مهمی آب شیرین تولید کند، مربوط به ساختن غشاهاست.

در حال حاضر ، غشاها با سلولز استات که بر روی یک صفحه سوراخ شده یا بر روی یک لوله سوراخ شده بوسیله یک الیاف شیشه قرار دارد، ساخته می‌شوند. در داخل این الیاف ، آب شیرین جریان می‌یابد و سپس به سوراخهای حامل می‌رسد و در یک جمع کننده عمومی جریان می‌یابد. در بعضی از دستگاه‌ها ، غشاها به جای اینکه مسطح باشند، به شکل استوانه‌اند و در داخل لوله‌های مقاوم وسوراخ‌دار قرار می‌گیرند.

این روش برای تصفیه آبهای نیمه شور ، بهتر قابل اجراست تا برای تصفیه آب دریا. با این حال ، در مورد آب دریا ، با جریان دادن آب تصفیه شده در یک طبقه دوم مشابه اولی مقدار نمک را به مقدار قابل ملاحظه ای می‌توان کاهش داد.

مباحث مرتبط با عنوان

منبع

هیدرولیک شهری ، جلد اول ، تالیف آندره دوپون ، ترجمه محمد محمدی فتیده.

تعداد بازدید ها: 36022


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..