بسیاری از سامانه های آب شیرین کن آب دریا در امتداد سواحل غنی از انرژی خاور میانه قرار دارند. تکنولوژی عمده به کار رفته در اکثر این مراکز استفاده از سیستم‌های تقطیر ساز آب، شامل هیترهای آب شور، مخازن تحت فشار و پروسه‌های مبدل دمای بالا، برای تبدیل آب دریا به آب شرب می‌باشد. این تکنولوژی نیازمند استفاده از دسته وسیعی از مواد فلزی شامل فلزات بر پایه مس، آهن (استیل) و تیتانیوم است. دو روش عمده به کار رفته در تکنولوژی تقطیر آب که تقطیر ناگهانی چندمرحله‌ای (MSF) و تقطیر چند اثری (MED) می‌باشند، از نظر اقتصادی به صرفه نبوده و اثرات تخریبی زیادی نیز در پی دارند.
روش دیگر شیرین سازی آب دریا، استفاده از ممبران اسمز معکوس (RO) است که در دمای عملیاتی پایین و تحت فشار بالا عمل می‌کند تا آب شور دریا را به آب قابل آشامیدن تبدیل نماید. این روش بر پایه فرآیندهای جداسازی عمل می‌کند تا تصفیه آب دریا جهت تولید آب شرب را بهینه سازد. آب شیرین کن های اسمز معکوس را می‌توان از ابعاد قابل حمل و کوچک تا ابعاد صنعتی ساخت.
اطلاعات بیشتر درباره تصفیه آب دریا در منطقه خاور میانه.
با بهینه سازی عملکرد سیستم‌های آب شیرین کن بر پایه ممبران می توان شرایط مورد نیاز جهت تبدیل آب شور به آب آشامیدن را در فشار پایین نیز برآورده کرد. در حال حاضر فشار مورد نیاز جهت تبدیل آب دریا به آب شرب زیر مقدار ۶۰۰ PSI آورده شده است. این فشار جهت تامین نیاز هیدرولیکی بالا برای جداسازی نمک از آب در سطح غشاء مورد نیاز است.
مواد به کار رفته در آب شیرین کن
تبدیل آب دریا و لب شور به آب شرب توسط آب شیرین کن RO نیازمند استفاده زیاد از محصولات بر پایه آهن مانند لوله‌های استیل ضد زنگ می‌باشد. این مقدار مصرف بستگی به غلظت کلرید موجود در آب دارد. از استیل ضد زنگ ۳۱۶ معمولا برای عبور آب نمک زدایی شده در سمت آب شیرین استفاده می‌شود، در حالی که در سمت آب شور که حاوی مقدار زیادی کلرید است، بایستی از مواد با قابلیت دوام در برابر خوردگی بالاتر مانند استیل ضد زنگ دوپلکس استفاده کرد. برخی از این مواد مقاوم در برابر خوردگی بایستی در مسیرهای مورد نیاز جهت شستشوی ممبران نیز مورد استفاده قرار گیرند. مواد عبوری از این مسیرها معمولا به دلیل وجود عناصر ارگانیک و هیدروکلریک اسیدی، ماهیت اسیدی بالایی نیز دارند.
در هر دو تکنولوژی به کار رفته جهت تصفیه آب صنعتی دریا چه در دمای بالا و چه در دمای کم، جنس به کار رفته در پمپ‌ها و شیرهای کنترل بایستی از استیل ضد زنگ در محدوده‌های دوپلکس و آستنیتی باشد. در حالی که انتخاب آلیاژ نیکل آلومینیوم برنز برای گیت‌های عبور آب و برخی دیگر از قطعات داخلی سیستم معمول‌تر است. برای مثال آلیاژ استیل ضد زنگ CD4MCu در ساخت قسمت‌های داخلی پمپ آب به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی بسیار مناسب می‌باشد.
از تکنولوژی سلول‌های غشایی نیز جهت تصفیه آب و شیرین سازی آن در آب شیرین کن ها می‌توان استفاده نمود. در این نوع سیستم‌ها نیز به صورت عمده استیل ضد زنگ ۳۱۶ برای لوله‌کشی به کار گرفته می‌شود. این تکنولوژی شامل مراحل فیلتراسیون غشایی میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون می‌باشد. این مراحل می‌توانند به صورت جداگانه یا ترکیبی با ممبران اسمز معکوس (RO) برای تصفیه آب به کار روند.
تکنولوژی‌های غشایی آب شیرین کن
تکنولوژی میکروفیلتراسیون جهت حذف میکروب‌ها، انگل‌ها و باکتری‌ها از قبیل کولی فرم، ژیاردیا و کریپتوزپوریدیوم از آب عبوری استفاده می‌شود. در سیستم‌های آب شیرین کن میکروفیلتراسیون در همراهی با فرآیند اسمز معکوس به کار گرفته می‌شود.
اولترافیلتراسیون یک فرآیند غشایی است که برای حذف عناصر ارگانیک طبیعی از آب مانند تریهالومتان (THM) که در آب های سطحی مانند دریاچه ها حضور دارد. مورد استفاده قرار می‌گیرد. بازدهی این روش در اثر استفاده از فیلتر کربن اکتیو پودری به عنوان پیش تصفیه بهبود شایانی خواهد داشت.
نانوفیلتراسیون که فرآیندهای اسمز معکوس (RO) نیز در این دسته جای دارند توانایی حذف هر گونه مولکول و یون حل شده در آب را دارا می‌باشند. همچنین این تکنولوژی با پایین آوردن سطح مقدار کل کربن ارگانیک (TOC) موجود در آب تا حد تعریف شده در آب گند زدایی شده، حداکثر میزان مجاز ناخالصی‌ها در آب تولید شده را کنترل می‌نماید.
درباره مفاهیم تصفیه آب صنعتی با اسمز معکوس بیشتر بخوانید.
در تمام تکنولوژی‌های آب شیرین کن ذکر شده در بالا، جهت نگهداری و حفظ بازدهی، شستشوی سطح غشاء توسط مواد اسیدی یک نیاز اساسی می باشد. برای این منظور بایستی از مواد ضد خوردگی با درجه اطمینان بالا مانند استیل ضد زنگ برای لوله کشی استفاده شود.
