بزرگترين آب شيرين کن تقطيري ساخت متخصصان داخلي در جزيره کيش به بهره برداري رسيد.

اين آب شيرين کن که با تمامي تجهيزات جانبي با هزينه اي معادل 45 ميليارد ريال ساخته شده است روزانه 4 هزار متر مکعب آب شيرين توليد مي کند که با افتتاح آن ظرفيت توليد آب شيرين در کيش به 24 هزار مترمکعب در روز افزايش يافته است.
همتي سازنده و طراح اين آب شيرين کن گفت تمامي تجهيزات آن در مدت 8 ماه بدست متخصصان داخلي ساخته شده و 50 درصد از مشابه خارجي آن ارزانتر است.
قائم مقام وزير نيرو در مراسم بهره برداري از اين آب شيرين کن گفت هم اکنون بخش زيادي از آب مورد نياز مناطق شمالي و جنوبي کشور از طريق آب شيرين کنها تامين مي شود و با بهره برداري از آنها که با بخار مازاد بويلرهاي بازيافت کار مي کند در انرژي و سوخت صرفه جويي خواهد شد.
چيت چيان در مورد سياست هاي وزارت نيرو براي تامين آب مورد نياز کشور در سال 88 گفت امسال 18 سد بزرگ در کشور به بهره برداري مي رسد که با بهره برداري از آنها مشکل تامين آب مورد نياز کشور تا حدود زيادي برطرف مي شود.
دزفولي مديرعامل شرکت آب و برق کيش نيز در مورد تامين آب مورد نياز اين جزيره از طريق آب شيرين کن هاي تقطيري گفت هم اکنون ظرفيت توليد آب شيرين در کيش 24 هزار متر مکعب در روز است و با افتتاح اين آب شيرين کن ديگر مشکل کم آبي در کيش وجود ندارد.
نمک زدایی و یا نمک گیری عبارت است از تبدیل آب دریا و یا آب شور مزه به آب شیرین برای مصارف صنعتی و آشامیدنی. تبدیل آب فاضلاب به آب آشامیدنی با استفاده از روشهای گوناگون نمک زدایی نیز مورد نظر است اما ابتدا باید مسائل مربوط به سلامتی و هزینه آن را حل کرد.
فن آوری نمک زدایی در جهت برطرف کردن و از بین بردن آلودگی موجود در آبهای زمینی و زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد که برخی از این آلودگی ها شامل مواد غیر آلی ، نوکلئید و پیش ماده THM می باشد.
حدود هفت دهم کره زمین از آب دریا تشکیل شده است. مساحت اقیانوسهای موجود در جهان mi2 139500000 وحجم آنها mi3 317000000 می باشد. اقیانوسها حدود 97 درصد آب جهان را دارا هستند. مکانهایی در بردارنده آب شورمزه و یخهای قطبی بیش از 5/2 درصد آب جهان را تشکیل می دهند که کمتر از 5/0 درصد آب شیرین را به جای می گذارد که بتوان برای مصارف شهری، صنعتی ، کشاورزی ، تفریحی و تولید انرژی از آنها استفاده کرد. علاوه بر آن بیش از نیمی از سطح زمین بیابان و نیمه بیابان است. تحت چنین شرایطی که آب زیرزمینی ، آب سطحی و یا آب باران کافی و مناسبی در دسترس نیست و به آب با کیفیت بالا نیاز است و در جایی که آب دریا و یا آب شورمزه به وفور در دسترس می باشد ، فرایند نمک زدایی می تواند راه حلی برای مسائل مربوط به کمبود آب باشد. به هر حال هزینه های مربوط به ساخت و تولید انرژی باید از جمله عوامل تصمیم گیرنده اصلی مورد توجه قرار گیرند. پناهگاهها و جوامع متروی باید فرایند نمک زدایی را به عنوان یک راه حل مورد قبول در نظر گیرند جایی که آن قابل اجرا است. از کارخانه هایی نمک گیری در سرتا سر جهان مورد استفاده قرار گرفته شده است. مرکز تحقیقات و توسعه آب شور در سر تا سر جهان 3500 کارخانه با ظرفیت mgd 3000 را گزارش کرده است که در حال فعالیت هستند و یا مراحل ساخت را طی می کنند که گزارش مربوط به سال 1986 می باشد. آب دریا از غلظت مواد محلول کل (TDS) حدود 1/mg 35000 برخواردار است.
حدود 78 % کلرید سدیم ، 11 % کلرید منیزیم ، 6% سولفات منیزیم ، 4% سولفات کلسیم و مابقی سولفات پتاسیم ، کربنات کلسیم و برمید منیزیم به علاوه جامدات معلق و موجودات میکروبی از آن جمله هستند. سازمان زمین شناسی آمریکا ، آب در بردارنده کمتر از 1/mg 1000 مواد محلول TDS را به عنوان آب شیرین ، 1/mg 3000- 1000 را به عنوان کمی شور ، 1/mg 1000-3000 را به عنوان متوسط شور ، 1/mg 35000-10000 را به عنوان خیلی شور و بیش از 1/mg 35000 را به عنوان شوراب طبقه بندی کرده است. سازمان ارزیابی تکنولوژی آمریکا ، آب در بردارنده کمتر از ppm TDS 500 را به عنوان آب شیرین ، ppm 3000-500 را به عنوان آب کم شور مزه ، ppm 10000- 3000 را به عنوان آب متوسط شور مزه و ppm 35000-10000 را به عنوان آب بسیار شور مزه تعریف کرده است. منابع آب شور مزه ممکن است منابع آب زیرزمینی و یا آب سطحی مانند آب اقیانوس ، رودخانه ، رود های شور آب و یا دریاچه ها باشد. ترکیب آن می تواند بسیار متغیر باشد و دربردارنده مواد گوناگونی از جمله سدیم ، منیزیم ، سولفات ، کلسیم ، کلرید ، بیکربنات ، فلورید ، پتاسیم و نیترات باشد. آهن، منیزیم، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن نیز ممکن است به تنوع کیفیت آب شور مزه کمک کند. آب موجود در دریاچه نمک و یا دریاچه لوت به عنوان شور آب مورد توجه قرار می گیرد . فرآیند نمک گیری، نمکهای محلول و مواد معدنی مانند کلرید، سولفات و سدیم را از بین می برد در حالی که به فرآیند سختی نیز کمک می کند. بسته به نوع فرآیند نیترات، نیتریت، فسفات، فلورید، آمونیاک و فلزات سنگین نیز تا حدی از بین می روند. آبهای شورمزه بسیار سخت مستلزم صاف سازی قبلی هستند تا بتوان فرآیند اسمز معکوس و یا روش جدایش برق شیمیایی را موثر کنند. به طور طبعی از فرآیند نمک زدایی برای بزطرف کردن آهن، منیزیم، فلورید، کلسیم و یا منگنز استفاده نمی شود. برخی از روشهای شناخته شده برای نمک زدایی آب شامل این موارد می شوند : اسمز معکوس غشایی، روش جدایش برق شیمیایی و یا معکوس برق شیمیایی، کاهش حمل و نقل، پیزودیالیز، نمک زدایی سریع چند مرحله ای، نمک زدایی چند مرحله ای چند نتیجه ای، تراکم بخار، نمک زدایی لوله عمودی، گیاخاکسازی خورشیدی ، تبلور، خلا، تراکم بخار سرد، انجماد ثانویه ماده سردکننده، انجماد یوتکتیک، تشکیل هیدرات و مبادله یون شیمیایی.
منبع : صفحه ۳۶۸ ENVIRONMENTAL ENGINEERING ( سالواتو )
ادامه دارد ... .
|
بررسی روش های خالص سازی آب با به کارگیری فناوری نانو |
|
|
|
| ||
|
|
||
در گذشته نه چندان دور اهداف تصفیه خانه های آب آشامیدنی کاهش مواد معلق و زدودن عوامل زنده بیماری زا در آب بود که با روشهای متداول فیلتراسیون و گندزدایی قابل حصول بوده اند. لیکن با افزایش غلظت مواد ریزدانه، ترکیبات ازته، مواد آلی و معدنی و فلزات سنگین به منابع آب روش های متعارف جوابگوی نیازتصفیه خانه ها نبوده و لازم است از فرآیندهای نسبتاً جدید در تصفیه خانه ها استفاده شود.
اخیراً نیز با ورود فناوری های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می شوند.
مفهوم نانوفناوری به حدی گسترده است که بخش های مختلف علوم و فناوری را تحت تأثیر خود قرار داده و در عرصه های مختلف از جمله محیط زیست کاربردهای وسیعی یافته است. در این مقاله به بررسی کاربردهای فناوری نانو در صنعت آب می پردازیم.
نانو فیلترها
تاریخچه نانو فیلتراسیون به دهه هفتاد میلادی زمانی که غشاهای اسمز معکوس با فشارهای نسبتاً پایین همراه با جریان آب تصفیه ای قابل قبول، بسط و توسعه پیدا کردند باز می گردد. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس، اگر چه منجر به تهیه آب با کیفیت بسیار عالی می شد، ولیکن به همان نسبت هزینه گزاف انرژی مصرفی عاملی نگران کننده به شماره می آمد. در نتیجه، تهیه آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود. بنابراین استفاده از غشاهایی با میزان درصد حذف پایین تر ترکیبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بیشتر و به طبع آن، افزایش حجم آب تصفیه شده با کیفیتی مطلوب (درحد استانداردهای مورد نظر) در فناوری جداسازی یک پیشرفت قابل ملاحظه، به شمار می آمد. از ین رو غشاهای اسمز معکوس با فشار پایین، بعنوان غشاهای نانو فیلتراسیونی شناخته شدند.
نانو فیلتراسیون فرآیند غشایی جدیدی است که خواص آن بین فرایندهای اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون قرار دارد و در اختلاف فشار پایین (10-20 بار) قابل استفاده می باشد. به علت عمل نمودن در فشار پایین و بازیابی بالاتر، هزینه های عملیاتی و نگه داری این فرآیند به مواد شیمیایی نیاز نبوده و پساب تولیدی فشرده و غلیظ می باشد. لذا هزینه حمل و نقل و دفع آن کمتر است. به کمک تجهیزات خاص غشاء ها به طور خودکار تمیز می شود. در مورد فرآیند نانو فیلتراسیون، هزینه انرژی به مراتب از اسمز معکوس کمتر می باشد. نکته حائز اهمیت در مورد نانو فیلترها نسبت به سایر غشاها، قدرت انتخاب گری در حذف یون هاست.
غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً از دو لایه تشکیل می شود. لایه نازک و متراکم عمل جداسازی و لایه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سیستم را انجام می دهد. غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً در دو نوع باردار و غیرباردار موجود هستند. مکانیسم اصلی در حذف ملکول های بدون بار، خصوصاً ترکیبات آلی بر پایه غربالسازی استوار می باشد. در حال که حذف ترکیبات یونی به دلیل بر عم کنش های الکتروستاتیک بین سطح غشا و گونه های باردار، حذف می شوند.
امروزه غشاهای نانویی تجاری، در اشکال متفاوتی استفاده می گردند. این اشکال شامل، سیستم های مارپیچی، صفحه ای، جعبه ای، لوله ای و فیبری می باشد. شکل هر یک از غشاهای نانویی براساس نوع غشا و نانویی براساس نوع غشا و به منظور بالا بردن بازده و عملکرد آن انتخاب می گردد.
نانو فیلترها برای حذف محدوده وسیعی از ترکیبات به کار گرفته شده است، از جمله :
حذف آفت کش ها از جمله آترازین، سیمازین، دیورن و ایزوپرتورن
حذف ترکیبات آلی فرار مانند مشتقات کلردار آلی سبک مانند کلروفرم، تری کلرواتیلن و تتراکلرواتیلن
حذف محصولات جانبی حاصل از واکنش گندزدا با ترکیبات آلی آب از جمله هالومتان ها
حذف کاتیون ها و سختی
حذف کروم (VI)، اورانیم، آرسنیک
حذف آنیون ها
حذف پاتوژن ها
نانو مواد
نانومواد در مقایسه با مواد در ابعاد بزرگ دارای سطوح بسیار وسیع تری هستند. به علاوه این مواد قادر به بر هم کنش با گروه های شیمیایی مختلف به منظور افزایش میل ترکیبی آنها با ترکیبات ویژه می باشند. همچنین نانومواد می توانند به عنوان لیگندهای قابل بازیافت با ظرفیت و عملکرد انتخابی بسیار بالا برای یون های فلزی سمی به هسته های رایواکتیو، حلال های آلی و معدنی به شمار می آیند.
جاذب ها به طور وسیعی به عنوان جداساز محیطی در خالص سازی آب و برای حذف آلاینده های آلی از آب آلوده استفاده می شدند. تحقیقات وسیعی در این زمینه صورت گرفته است از جمله می توان به کاربرد نانو تیوپ های کربنی تک دیواره برای حذف یون های سنگین ماننده 2Pb، 2Cu، 2Cd، چیتوزان با گروه های عاملی فسفاته برای حذف 2Pb، ترکیب کربن نانوتیوپ- اکسید سدیم برای حذف As (V) ، نانو بلورهای FeO(OH) - برای جذب AS (V) و Cr (VI) ، زئولیت های تعویض یون NaP1 برای حذف فلزات سنگین از پساب های معدنی اسیدی مانند 3Cr، 2Ni، 2Zn، 2Cu، 2Cd، نانو مواد کربنی برای جذب مواد آلی فرار، رنگ های آلی و ترکیبات آلی و ترکیبات آلی کلره، فولرن برای جذب ترکیبات آروماتیک چند حلقوی مانند نفتالین اشاره نمود.
نانو مواد حفره ای
مواد نانو حفره ای به عنوان یک زیر مجموعه مواد نانو ساختار با دارا بودن سطح منحصر به فرد، شکل ساختمانی و خواص حجمی در زمینه های مختلف از جمله، فرایندهای تعویض یونی، جداسازی، کاربردهای کاتالیستی، ساخت حسگرها، ایزولاسیون ملکولی های زیستی و خالص سازی کاربرد دارند.
به طور کلی مواد نانو حفره ای را می توان براساس دامنه قطر منافذ نانویی به سه دسته میکروپور، مزوپور و کاروپور تقسیم نمود. براساس سیستم آیوپاک، حفره های مواد میکروپور دارای قطری کمتر از 2 نانومتر می باشند. مزوپورها دارای حفره های به قطر بین 2 تا 50 نانومتر و ماکروپورها دارای حفره هایی با قطر بیشتر از 50 نانومتر هستند.
مواد نانوحفره ای را می توان براساس جنس، از قبیل آلی یا معدنی، سرامیک یا فلز و یا خواص آنها دسته بندی نمود. در سیستم های پلی مری، سرامیکی و یا کربنی نیز مشابه این چنین حفره هایی دیده می شود که البته شکل حفره ها در آن متفاوت هست. در واقع جنس ماده، شکل حفره ها، اندازه آنها و توزیع و ترکیب حفره ها است که در نهایت مشخص کننده نوع کاربرد ماده نانو حفره ای می باشد.
کربن های نانوحفره ای ترکیبات دارای کاربردهای متنوعی از جمله، جذب گازهای آلاینده، بسته های کاتالیستی، فیلترهای تصفیه آب، مخزن نگهداری گاز و... باشند.
زئولیت های نانوحفره ای عمده کاربرد زئولیت های در فرایندهای تصفیه ای آب (شامل تصفیه آب شرب و پساب های صنعتی) حذف یون های فلزات سنگین می باشد.
پلیمرهای نانوحفره ای (نانوپروس پلی مرها عمده کاربرد پلی مرهای نانوحفره ای براساس عملکرد آنها به عنوان جاذب تعریف می گردد. از جداسازی ملکول های آلی خاص از سیستم های بیولوژیکی تا کاربرد آن ها را در تصفیه آب به منظور حذف آلودگی های ناشی از ترکیبات آلی نظیر فنل ها شامل می شود.
نانو ذرات
حذف آرسنیک با نانو ذرات سریم
حذف آرسنیک با نانو ذرات اکسید آهن
حذف کروم با نانو ذرات آهن
حذف مس، کبالت و نیکل با نانو ذرات آهن
حذف ترکیبات آلی با نانو ذرات آهن
حذف آلاینده ها با نانو ذرات آهن در محل
کاهش نیترات با نانوذرات دوفلزی پالادیم- مس
گندزدایی آب با نانو ذرات نقره
نانو سنسورها در تصفية آب و پساب
از آنجائي كه بسياري از خواصي كه انتظار ميرود توسط سنسورها اندازهگيري شود در سطح مولكولي يا اتمي هستند از نانوتكنولوژي در كاربردهاي حسگري يا شناسايي استفادة زيادي ميشود.
سنسورهايي كه در ابعاد نانومتري ساخته شدهاند از حساسيت فوقالعادهاي برخوردارند، عملكرد انتخابي دارند و پاسخدهنده ميباشند. بنابراين تأثير نانو تكنولوژي بر سنسورها فوقالعاده عميق و گسترده است.
به طور كلي به منظور كنترل بوي ناخوشايند، لازم است تا اندازهگيريهايي مبني بر ميزان بوي منتشر شده انجام شود. تركيبات بسياري در بوهاي ناشي از تصفية پساب شناسايي شدهاند. به طور نمونه اين تركيبات عبارتند از: تركيبات كاهش يافتة گوگرد يا نيتروژن، اسيدهاي آلي، آلدئيدها يا كتونها.
در سالهاي اخير سنسورهاي تجارتي مجموعهاي كه بيني الكترونيكي ناميده ميشوند براي شناسايي ميكروارگانيسمها و فلزات سنگين در آب آشاميدني (مانند كادميوم، سرب و روي) و به منظور شناسايي و تعيين مشخصات بوهاي ناشي از مخلوط بخار جمع شده در بالاي يك جامد يا مايع موجود در يك محفظة دربسته، توليد شدهاند. اين سنسورها روش سريعتر و نسبتاً سادهاي را براي پيگيري تغييرات در كيفيت آب و فاضلاب صنعتي فراهم ميآورند.
نانوفتوكاتاليست
فتوكاتاليست مادهاي است كه در اثر تابش نور بتواند منجر به بروز يك واكنش شيميايي شود، در حالي كه خود ماده، دست خوش هيچ تغييري نشود. فتوكاتاليستها مستقيماً در واكنشهاي اكسايش و كاهش دخالت ندارند و فقط شرايط موردنياز براي انجام واكنشها را فراهم ميكنند.
تيتانيم دي اكسيد TIO2 (با گستره اندازه بين خوشهها تا كلوئيدها – پودرها و تك بلوهاي بزرگ)، نزديك به يك فتوكاتاليست ايدهآل است و تقريباً تمامي اين خصوصيات رادارد. تنها استثناء آن اين است كه نور مرثي را جذب نميكند. نانو ذرات دي اكسيد تيتانيم، بر سطح زيرلايهاي مناسبي از جمله شيشه و يا تركيبات سيليسي، پوشش داده ميشوند و در حوضچههاي تحت تابش نور ماوراء بنفش، قرار ميگيرند.
بسياري از آلايندههاي موجود در آبهاي صنعتي كه TIO2 آنها را با آب و دياكسيد كربن تبديل ميكند عبارتند از: آلكانها، آلكنها، آلكينها، اترها، آلدئيدها، الكلها، تركيبات آميني، تركيبات سيانيدي، استرها و تركيبات آميدي.
