مشکل کم آبی در جهان ما را ناگزیر کرده تا از دیگر منابع آب برای تولید آب شیرین و قابل مصرف در زمینه های مختلف کرده است اما تولید آب شیرین نیاز به تجهیزات و دستگاه های ویژه ای دارد که فرآیند شرین سازی آب را به صورت سیستماتیک در حجم بالا انجام دهد. خوشبختانه دستگاه آب شیرین کن یا تصفیه آب (آب شیرین کن چیست؟) برای اینکار در انواع مختلف ساخته شده اند اما لازم است که طرز کار با هریک از انواع آب شیرین کن ها متفاوت از هم و در عین حال مهم است. ما در ادامه این مقاله طرز کار با آب شیرین کن های کشاورزی، آب شیرین کن صنعتی، دریایی، خورشیدی و حرارتی بیان می شود.

انواع آب شیرین کن 

با پیشرفت علم و فناوری و با به‌کارگیری برترین تکنولوژی های روز دنیا، امروزه از دستگاه های آب شیرین کن یا تصفیه آب در مقیاس خانگی، صنعتی و نیمه صنعتی برای از بین بردن نمک های محلول در آب و همچنین جداسازی سایر آلاینده های موجود در آن استفاده می شود. 
با روش نمک زدایی Desalination می توان 70 درصد از آب های شور و غیرقابل شرب جهان را قابل استفاده کرد. آب شیرین کن ها با توجه به مقیاس و کاربرد به انواع زیر دسته بندی می شوند: 

• آب شیرین کن خانگی 
• آب شیرین کن کشاورزی
• آب شیرین کن صنعتی
• آب شیرین کن دریایی

همچنین این دستگاه ها از نظر مکانیزم و نحوه عملکرد به انواع اسمز معکوس reverse osmosis، آب شیرین کن حرارتی و آب شیرین کن خورشیدی HTH تقسیم بندی می شوند. 
 

تجهیزات آب شیرین کن ها

دستگاه های تصفیه آب یا آب شیرین کن ها به طور کلی شامل قطعات زیر می شوند: 

• پمپ 
• لوله کشی فشار بالا 
• لوله کشی فشار پایین 
• پرشر وسل 
• شاسی و اتصالات استیل 
• گیج فشار خطی و فلومتر
• تابلو برق PLC
• ابزار دقیق 
• فیلتر کربن فعال
• فیلتر شنی
• فیلتر اسمز معکوس و غیره 

طرز کار آب شیرین کن صنعتی

 
برای تصفیه آب در مقیاس صنعتی از آب شیرین کن صنعتی استفاده می شود. این دستگاه به منظور تولید آب مورد نیاز در صنایع مختلف مانند استخرها، کارواش، بیمارستان، آزمایشگاه، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، تصفیه پساب، پرورش دام و طیور و غیره استفاده می شود. 
وجود ذراتی همچون فلزات سنگین و نمک های محلول در آب مورد نیاز صنایع می تواند منجر به ایجاد گرفتگی و آسیب به دستگاه های مختلف شود. رایج ترین و اقتصادی ترین دستگاه آب شیرین صنعتی بر اساس روش اسمز معکوس کار می کند.  
در این دستگاه برای انتقال آب از پمپ فشار استفاده می شود. جریان آب با عبور از مراحل پیش تصفیه به غشای اسمز معکوس وارد شده و تمامی آلاینده ها و نمک های محلول از آن حذف می شود. در مقایسه با سایر روش ها، این روش بسیار ساده‌تر بوده و می تواند باکتری ها، ویروس ها و دیگر آلاینده ها را از بین برده و PH  آب را تنظیم کند. 
 

طرز کار آب شیرین کن دریایی 

آب دریا بسیار شور و غیرقابل استفاده است. برای تصفیه آب دریا و شیرین سازی آن از روش های مختلفی همچون اسمز معکوس، روش تقطیر حرارتی و الکترودیالیز استفاده می شود. آب شیرین کن اسمز معکوس از نظر اقتصادی کاملاً مقرون به صرفه است. همچنین بازدهی بالایی داد و می توانند بیش از 90 درصد از املاح و آلاینده های موجود در آب را از بین برده و آب را شیرین کند 
تفاوت در میزان TDS، چگالی، PH، یون های محلول در آب و غیره سبب می شود تجهیزاتی که در تولید این دستگاه مورد استفاده قرار گرفته است با دستگاه های آب شیرین کن صنعتی متفاوت باشد. به طور مثال با توجه به حجم بالای آب و بالا بودن میزان سختی آن از پمپ های قوی تر، لوله کشی های استیل، ممبران و پرشر وسل های متفاوت در این دستگاه استفاده شده است. 
این دستگاه شامل چند مرحله پیش تصفیه و فرآیند اسمز معکوس است. فیلتر های شنی، آنتراسیت، میکروفیلتر و غیره از جمله مراحل پیش تصفیه در این دستگاه هستند. در صورت اجرای نامناسب پیش تصفیه، میزان گرفتگی در غشای اسمز معکوس افزایش یافته و طول عمر آن کاهش می یابد. از این دستگاه برای تولید آب شرب مورد نیاز کشتی های باربری و مسافربری بزرگ، تأسیسات ساحلی و صنعتی، مناطق مسکونی ساحلی و جزیره ها استفاده می شود. 
برای تأمین آب ورودی به دستگاه آب شیرین کن دریایی از دو روش آبگیری سطحی و زیر سطحی استفاده می شود. آبگیرهای سطحی مستقیماً آب دریا را برای تصفیه آب به دستگاه وارد می کنند. این در حالیست که آبگیرهای زیرسطحی از آب های زیرزمینی و آبخوان شور ساحلی و از طریق چاه های عمودی ساحلی استفاده می کنند. 

 

طرز کار آب شیرین کن کشاورزی

تصفیه آب در صنایع کشاورزی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این صنعت برای تولید و پرورش گیاهان در گلخانه ها به آب شیرین نیاز است. اگر میزان TDS و شوری آب از حد استاندارد بالاتر باشد، آبیاری گیاهان دچار مشکل می شود. زیرا آب شور برای خاک آن ها بسیار مضر است. 
در سال های اخیر با مصرف بی رویه آب های زیرزمینی و حفر چاه های بسیار در سطح زمین، سطح این آب ها به شدت کم شده و میزان املاح موجود در آنها افزایش یافته است. در نتیجه این آب ها برای آبیاری در صنایع کشاورزی و پرورش گیاهان تزئینی و گلخانه ها غیرقابل استفاده هستند. 
تنها راه، استفاده از دستگاه های آب شیرین کن کشاورزی است. اقتصادی ترین دستگاهی که بدین منظور طراحی و تولید شده، دستگاه آب شیرین کن اسمز معکوس است. این دستگاه بدون نیاز به انرژی حرارتی و تنها بر اساس فرآیند اسمز معکوس املاح و آلاینده های موجود در آب را از بین می برد. 
جریان آب چاه های زیر زمینی به این دستگاه تصفیه آب وارد شده و با عبور آب از یک غشای نیمه تراوا، کلیه نمک های محلول و فلزات سنگین موجود در آن جداسازی می شود. میزان TDS جریان خروجی تعداد فیلتر تصفیه آب را در دستگاه تعیین می کند. آب تصفیه شده در این دستگاه برای آبیاری و مصارف کشاورزی مناسب بوده و قابل شرب نیست. استفاده از این دستگاه می تواند حجم تولیدات کشاورزی را بالا برده و کیفیت آن ها را بهبود بخشد. از این آب برای تزریق کودهای شیمیایی، تنظیم PH، مه پاشی و کشت هیدروپونیک نیز استفاده می شود. 
همچنین این آب شیرین کن ها برای تصفیه آب از مراحل پیش تصفیه و فیلتر های شنی استفاده می کنند. حداقل ابعاد آب شیرین کن های کشاورزی 1.4*2.8 متر است. این دستگاه معمولاً دارای ظرفیتی برابر با 1000 گالن است. 
   

طرز کار آب شیرین کار حرارتی

تصفیه آب به روش تقطیر حرارتی، اساس کار آب شیرین کن های حرارتی است. در این روش آب به نقطه جوش رسیده و تبخیر می شود. گاهی از کاهش فشار بخار آب شور نیز برای این کار استفاده می شود. سپس با خنک کردن و چگالش بخار به دست آمده می توان آب شیرین استخراج کرد. این روش به انرژی حرارتی بسیار بالایی نیاز دارد. این روش با متدهای مختلفی از جمله تقطیر ناگهانی چند مرحله‌ای (MSF)، تقطیر چند مرحله‌ای (MED)و تقطیر تراکمی بخار (VCD) انجام می شود. 
 

طرز کار آب شیرین کن خورشیدی

در این روش حرارت مورد نیاز برای تبخیر آب های شور از طریق انرژی خورشیدی تأمین می شود. این روش برای جداسازی نمک های محلول و سایر ترکیبات موجود در آب دریا به کار می رود. برای تصفیه آب به میزان 4 لیتر در روز باید از یک پنل خورشیدی با ابعاد 1 متر مربع استفاده کرد. آب شور وارد دستگاه شده و با استفاده از انرژی خورشیدی تبخیر می شود. بخار تولید شده با برخورد به زیر شیشه تقطیر، تبدیل به مایع می شود. این دستگاه به انواع تک مرحله ای و چند مرحله ای تقسیم بندی می شود. 

   

مشکلات آب شیرین کن ها

از جمله بزرگ‌ترین معایب استفاده از آب شیرین کن برای تصفیه آب می توان به تأثیر آن بر محیط زیست اشاره کرد. پساب این دستگاه در صورتی که در رودخانه و محیط زیست رها شود می تواند صدمات جبران ناپذیری را به اکوسیستم و گونه های گیاهی و جانوری وارد کند. 
استفاده بیش از حد انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای، ورود مواد شیمیایی به پساب ها، برداشت بیش از حد آب دریاها، عقب رفتن خط ساحلی و در نتیجه شور شدن آب دریاها از جمله معایب رهاسازی پساب دستگاه های آب شیرین کن یا تصفیه آب صنعتی است. 

مقالات مرتبط:
دستگاه تصفیه آب چیست
کاربرد اسمز معکوس
نصب تصفیه آب خانگی

شرکت باران بهاری در سال ۱۳۷۹ با ابداء اولین دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس در ایران تاسیس شد و اکنون با ۲۲ سال سابقه در تولید دستگاه های تصفیه آب و انجام ۴۷۰ پروژه موفق آماده خدمت گذاری به مردم عزیزمان است.