انسان ها نمی توانند آب شور بنوشند، اما آب شور را می توان به آب شیرین تبدیل کرد که کاربردهای زیادی برای آن وجود دارد. این فرآیند «نمک زدایی» نامیده می‌شود و بیشتر در سراسر جهان برای تأمین آب شیرین مورد نیاز مردم استفاده می‌شود.
انسان نمی تواند آب شور بنوشد. اما، آب شور را می توان به آب شیرین تبدیل کرد. این فرآیند نمک‌زدایی یا آب شیرین کن نامیده می‌شود و بیشتر در سراسر جهان برای تامین آب شیرین مورد نیاز مردم استفاده می‌شود. آب شیرین می تواند در بسیاری از نقاط کشور و جهان کمبود داشته باشد. با ادامه رشد جمعیت، کمبود آب شیرین بیشتر اتفاق می‌افتد، البته فقط در مکان‌های خاصی. در برخی مناطق، آب شور (مثلاً از اقیانوس) برای آشامیدن به آب شیرین تبدیل می شود.
مانع «ساده» که برای تبدیل آب دریا به آب شیرین باید برطرف شود، حذف نمک محلول در آب دریا است. این کار ممکن است به سادگی جوشاندن مقداری آب دریا در یک تابه، گرفتن بخار و تراکم مجدد آن به آب (تقطیر) به نظر برسد. روش‌های دیگری در دسترس هستند، اما این فرآیندهای تکنولوژیکی کنونی باید در مقیاس بزرگ انجام شوند تا برای جمعیت‌های بزرگ مفید باشند، و فرآیندهای فعلی گران، انرژی بر، و شامل امکانات در مقیاس بزرگ هستند.
منظور ما از «آب شور» چیست؟ آبی که شور است حاوی مقادیر قابل توجهی (به عنوان "غلظت") از نمک های محلول است. در این مورد، غلظت مقدار (بر حسب وزن) نمک در آب است که بر حسب «قسمت در میلیون» (ppm) بیان می‌شود. اگر غلظت آب 10000 ppm نمک های محلول باشد، یک درصد وزن آب از نمک های محلول حاصل می شود.
در اینجا پارامترهای ما برای آب شور آمده است:
به هر حال، آب اقیانوس ها حاوی حدود 35000 پی پی ام نمک است.
کمبود منابع آب شیرین و نیاز به منابع آب اضافی در حال حاضر در بسیاری از مناطق خشک جهان حیاتی است و در آینده اهمیت فزاینده ای خواهد داشت. بسیاری از مناطق خشک به سادگی دارای منابع آب شیرین به شکل آب های سطحی مانند رودخانه ها و دریاچه ها نیستند. آنها ممکن است فقط منابع آب زیرزمینی محدودی داشته باشند، برخی از آنها با ادامه استخراج آب از سفره‌های زیرزمینی شورتر می‌شوند. تبخیر نمک زدایی خورشیدی توسط طبیعت برای تولید باران که منبع اصلی آب شیرین روی زمین است، استفاده می شود.
طبق گزارش انجمن بین المللی نمک زدایی، در سراسر جهان، بیش از 300 میلیون نفر آب مورد نیاز خود را از کارخانه های نمک زدایی دریافت می کنند. بزرگترین کارخانه آب شیرین کن در آمریکای شمالی، کارخانه آب شیرین کن کلود "باد" لوئیس کارلزبد، در نزدیکی سن دیگو، کالیفرنیا یافت می شود. حدود 10 درصد از آب شیرین مورد استفاده تقریباً 3.1 میلیون نفر در منطقه را ایجاد می کند و هزینه آن حدود دو برابر سایر منابع آب است. در حال حاضر 11 کارخانه آب شیرین کن در کالیفرنیا وجود دارد و 10 کارخانه دیگر پیشنهاد شده است. بزرگترین کارخانه آب شیرین کن در جهان، کارخانه نمک زدایی سورک، در جنوب تل آویو، اسرائیل واقع شده است و روزانه بیش از 137 میلیون گالن آب آشامیدنی تولید می کند. در مقابل، کارخانه Carlsbad تقریباً 50 میلیون گالن آب در روز تولید می کند.
روش دیگری برای نمک زدایی آب شور روش اسمز معکوس است. به عبارت ساده‌تر، آب حاوی مولکول‌های نمک محلول، از طریق یک غشای نیمه تراوا (در اصل یک فیلتر) عبور می‌کند که در آن، مولکول‌های نمک بزرگ‌تر از سوراخ‌های غشاء عبور نمی‌کنند، اما مولکول‌های کوچک‌تر آب از سوراخ‌های غشا عبور می‌کنند.
اسمز معکوس وسیله ای موثر برای نمک زدایی آب شور است، اما گرانتر از روش های دیگر است. با کاهش قیمت ها در آینده، استفاده از دستگاه های اسمز معکوس برای نمک زدایی مقادیر زیادی از آب شور باید رایج تر شود.
نمک‌زدایی با تقطیر یکی از اولین راه حل های بشر برای تصفیه آب است و امروزه هنوز هم یک راه حل تصفیه محبوب در سراسر جهان است. در دوران باستان، بسیاری از تمدن ها از این فرآیند در کشتی های خود برای تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی استفاده می کردند. امروزه از دستگاه‌های نمک‌زدایی برای تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی در کشتی‌ها و بسیاری از مناطق خشک جهان و تصفیه آب در مناطق دیگر که توسط آلاینده‌های طبیعی و غیرطبیعی آلوده شده‌اند، استفاده می‌شود. تقطیر شاید یکی از فناوری های تصفیه آب باشد که به طور کامل طیف وسیعی از آلاینده های آب آشامیدنی را کاهش می دهد.
در طبیعت، این فرآیند اساسی مسئول چرخه آب (هیدرولوژیکی) است. خورشید انرژی را تامین می کند که باعث تبخیر آب از منابع سطحی مانند دریاچه ها، اقیانوس ها و نهرها می شود. بخار آب در نهایت با هوای خنک تر تماس پیدا می کند و در آنجا دوباره متراکم می شود و شبنم یا باران تشکیل می دهد. این فرآیند را می توان به صورت مصنوعی و با سرعت بیشتری نسبت به طبیعت، با استفاده از منابع جایگزین گرمایش و سرمایش تقلید کرد.
ابتدا به کمک روش‌های مختلفی (مانند کلرزنی) گندزدایی از آب انجام می‌گیرد. سپس سیستم پیش‌تصفیه که شامل فیلتر شنی و کربنی است تصفیه اولیه آب را انجام می‌دهد. این قیمت برای افزایش بازدهی و طول عمر ممبرین نقش مهمی را ایفا می‌کند. با استفاده از فیلترهای مخصوص ذرات موجود در آب حذف می‌شوند و وارد سیستم تصفیه اصلی می‌شوند که بهترین گزینه برای مصارف صنعتی، سیستم اسمز معکوس است. در آخر نیز مواد شیمیایی آنتی اسکالانت به محیط تزریق می‌شود تا از ایجاد رسوب در دستگاه جلوگیری کند و عمر دستگاه را افزایش دهد.
دلیل اصلی اینکه ما شاهد کارخانه های نمک زدایی بیشتر نیستیم، هزینه راه اندازی این نیروگاه هاست. نمک به راحتی در آب حل می شود و برای شکستن پیوندهای شیمیایی به انرژی زیادی نیاز دارد. مصرف انرژی هزینه راه اندازی یک نیروگاه را افزایش می دهد و هزینه فناوری نمک زدایی آب نیز قیمت بالایی دارد.
گاهی اوقات حفاظت از محیط زیست عاملی است که می تواند از ساخت کارخانه های نمک زدایی جلوگیری کند. در سال 2022، پس از یک برنامه 20 ساله برای ساخت کارخانه نمک‌زدایی در ساحل هانتینگتون در کالیفرنیا، کمیسیون ساحلی کالیفرنیا به دلیل نگرانی در مورد نرخ بالاتر آب، تلفات حیات دریایی و تأثیرات آن بر خانواده‌های فقیری که قبلاً زندگی می‌کردند، پیشنهاد ساخت این کارخانه را رد کرد. نزدیک مناطق صنعتی ساکنان این منطقه دوست نداشتند که کارخانه روزانه 100 میلیون گالن آب دریا را مصرف کند، نیمی از آن را نمک زدایی کرده و نیمی دیگر را به عنوان آب نمک شورتر تخلیه کند.
منبع : جهان آب https://worldwater.ir/industrial-water-treatments/
