در مورد روش تبدیل آب شور دریا به آب شیرین بیشتر بدانید!

آیا می توانیم آب شور دریا را به آب شیرین تبدیل کنیم؟

بحران کم آبی، یکی از معضلات بزرگ و رایج در جهان است. شاید برای شما هم پیش آمده باشد که وقتی این موضوع را می شنوید، از خود بپرسید آیا می‌توان آب شور دریا را به آب شیرین تبدیل کرد یا نه.
شاید در حال حاضر با این واقعیت آشنا باشید که تقریبا ۷۰ درصد از سطح زمین را آب پوشانده است. اما آیا این آب قابل نوشیدن است؟ خیر، چون آب شور است و نمی‌توان آن را مصرف کرد. بنابراین، بسیاری از کشورها با کمبود آب شرب مواجه هستند.
آب، حیاتی‌ترین مایه زندگی است. انسان‌ها می‌توانند چند روز بدون غذا زندگی کنند، اما بدون آب نمی‌توانند. حال با وجود این مقدار آب شور در سطح زمین، چه می‌توان کرد؟ آیا می‌توان آن را نمک زدایی کرد و به آب آشامیدنی تبدیل نمود؟

جواب این سوال مثبت است. خوشبختانه دستگاهی به نام اسمز معکوس (RO) وجود دارد که بهترین راه حل برای تبدیل آب شور به آب شیرین است. با استفاده از این دستگاه می‌توان آب شور اقیانوس‌ها را نمک زدایی کرد و آن را به آب شیرین و قابل نوشیدن تبدیل نمود.

امروزه بسیاری از کشورهای جهان از جمله اسرائیل، به آب شیرین دسترسی ندارند. به همین خاطر، آن‌ها از همین دستگاه برای به دست آوردن آب آشامیدنی استفاده می‌کنند. اما باید توجه داشت که استفاده از این دستگاه و روش‌های دیگر نمک زدایی بسیار هزینه‌بر است. به همین دلیل، با وجود راهکارها برای حل این مشکل، هنوز هم کشورهای زیادی با کمبود آب مواجه هستند.

دستگاه های تبدیل آب شور به شیرین

همان‌طور که می‌دانید آب دریا و اقیانوس‌ها شور است و حاوی مقدار زیادی نمک. به همین دلیل انسان نمی‌تواند این آب‌ها را بنوشد، چون بدن او نمی‌تواند این مقدار نمک را تحمل کند. بنابراین باید حتما قبل از مصرف، آن را نمک زدایی کرد.
همان‌طور که قبلاً اشاره شد، تمام روش‌هایی که برای تبدیل آب شور به شیرین و نمک زدایی استفاده می‌شوند، هزینه بالایی دارند.
چرا که نمک به سرعت با آب ترکیب می‌شود و پیوندهای شیمیایی قوی ایجاد می‌کند که شکستن این پیوندها کار سختی است.
دلایل سختی این کار عبارتند از: اولاً نیاز به انرژی زیاد، و ثانیاً نیاز به فناوری‌های پیشرفته و گران.
بنابراین، نیاز به انرژی و فناوری قوی، باعث می‌شود که این پروسه هزینه‌بر باشد و بسیاری از کشورها توان پرداخت این هزینه‌ها را ندارند.
اما با وجود همه این مشکلات و هزینه‌های بالا، به دلیل رشد جمعیت و کمبود منابع آب آشامیدنی، بهترین روش برای تامین آب، همان نمک زدایی آب شور و تصفیه آن است. برای نمک زدایی از آب‌های شور روش‌های مختلفی وجود دارد که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.

انواع روش های تبدیل آب شور به شیرین

برای تبدیل آب شور اقیانوس و دریا به آب شیرین، روش‌های مختلفی وجود دارد که یکی از آن‌ها استفاده از دستگاه اسمز معکوس و دیگری تقطیر حرارتی است.
به طور کلی، نمک زدایی می‌تواند به دو روش حرارتی و غشایی انجام شود. روش‌های حرارتی مانند تقطیر چند اثره و تقطیر فشرده‌سازی بخار (VC) از روش‌های حرارتی هستند، و روش‌های غشایی شامل اسمز معکوس و الکترودیالیز می‌شوند.
به دلیل این‌که دستگاه اسمز معکوس به انرژی کمتری نیاز دارد، این روش به عنوان رایج‌ترین روش برای تبدیل آب شور به شیرین در جهان شناخته می‌شود.
در گذشته، پیش از پیدایش این روش‌ها، برای به دست آوردن آب آشامیدنی از آب شور، آب را می جوشاندند تا نمک زدایی شود.

بعد از پیدایش این روش، کارخانه‌ای مخصوص نمک زدایی آب شور در انگلستان در سال ۱۹۴۵ تأسیس شد که در آن، ابتدا آب شور را می جوشانیدند و با
“`

زمانی که آب بخار می‌شود، نمک‌ها از آن جدا می‌شوند و در پایین باقی می‌مانند. سپس بخار آب که سرد می‌شود، به آب شیرین و قابل نوشیدن تبدیل می‌گردد.
امروزه این روش به عنوان یکی از قدیمی‌ترین روش‌های نمک‌زدایی و تبدیل آب شور به آب شیرین شناخته می‌شود. هنوز هم بسیاری از کشورها از این روش حرارتی برای تأمین آب شیرین استفاده می‌کنند، اما به دلیل مصرف بالای انرژی و هزینه‌های زیاد، کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

نمک‌زدایی با روش الکترودیالیز

در این روش، از اختلاف ولتاژ مثبت و منفی برای از بین بردن یون‌های نمک استفاده می‌شود. این روش دارای صفحات خاصی است که بسیار در برابر رسوبات مقاوم هستند. همچنین، از غشاهایی بهره می‌برد که مانع عبور یون‌های نمک می‌شوند.

نمک‌زدایی با اسمز معکوس

دستگاه اسمز معکوس یکی دیگر از روش‌های رایج برای نمک‌زدایی است و در حال حاضر، متداول ترین روش تبدیل آب شور به شیرین در دنیا به شمار می‌رود. این روش از طبیعت و سیستم تصفیه خون انسان الهام گرفته شده است.
همان‌طور که از نام این روش پیداست، برای تصفیه آب و نمک‌زدایی از روش مخالف اسمز استفاده می‌شود. در این روش، آب به وسیله پمپ‌ها به غشا وارد می‌شود، این غشا دارای سوراخ‌های ریزی است که از ورود یون‌ها، نمک و دیگر مواد معدنی جلوگیری می‌کند، بنابراین آب شیرین در یک طرف و نمک در طرف دیگر باقی می‌ماند.

تفاوت این روش با روش تقطیر حرارتی در این است که در روش حرارتی فقط آب خالص باقی می‌ماند، اما در روش اسمز معکوس می‌توان برای تصفیه آب و حذف دیگر ناخالصی‌ها نیز استفاده کرد.
از دیگر مزایای اسمز معکوس می‌توان به بازدهی و کارآیی بسیار بالا، جدا کردن نمک از آب با استفاده از نانوفیلتراسیون، و جلوگیری از عبور ویروس‌ها و باکتری‌ها در آب شیرین اشاره کرد.