استفاده از فناوری های آب شیرین کن شامل انواع حرارتی، غشایی و خورشیدی که در آن آب شور دریا طی فرایندهای حرارتی و یا فرایندهای تصفیه‌ی غشایی به آب شیرین و قابل شرب تبدیل می شود راهکاری است در کنار سایر فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب که در پاسخ به کاهش منابع آبی و استفاده از منابع جایگزین برای تامین آب مورد نیاز مردم، صنایع و کشاورزی توسعه یافته است.

شیرین کردن آب دریا با هدف تامین آب شیرین و قابل شرب مورد نیاز مصارف خانگی، صنعتی و کشاورزی می باشد که البته با توجه به هزینه‌ی بالای این فناوری، اغلب برای تامین آب شرب مردم مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع فناوری‌های آب شیرین کن

فناوری های مورد استفاده در فرایند شیرین سازی آب به طور عمده در سه دسته‌ی تقطیر، اسمز معکوس و الکترو دیالیز تقسیم بندی می شود. کارایی هرکدام از این روش ها بستگی به غلظت نمک موجود در آب و نیز هزینه‌ی شیرین سازی آب دارد.

روش تقطیر

تقطیر آب بهترین روش تبدیل آب دریا به آب شیرین می باشد که در آن با استفاده از یک دستگاه تقطیر، آب به جوش می آید، و سپس از تبخیر آب شور، خنک سازی و چگالش آب به آب خالص میرسیم. در اغلب موارد این روش نسبت به سایر فرایندهای غشایی کارایی بیشتری دارد.

از آنجا که پایه‌ی اصلی این روش استفاده از انرژی حرارتی می باشد لذا استفاده از این فناوری زمانی بصرفه است که دسترسی به انرژی حرارتی امکان پذیر باشد؛ به همین دلیل است که احداث ایستگاه های آب شیرین کن حرارتی در کنار نیرگاه های برقی بخصوص در کشورهای عربی بسیار رواج یافته است.

فرآیندهای غشایی (اسمز معکوس)

در روش‌های غشایی با استفاده از انواع فرآیندهای اسمز معکوس، میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون با استفاده از غشاهای نیمه تراوا اقدام به جداسازی نمک از نمک از آب دریا و شیرین سازی آب می کنند. استفاده از این روش ها به دلیل صرفه جویی درمصرف انرژی، کاهش فضای مورد نیاز به علت کم حجم بودن مدولهای غشایی، سریع تر بودن فرآیند و بالا بودن سرعت انتقال جرم، توانایی انجام در دمای پایین و نیز هزینه‌ی پایین سرمایه گذاری در آن کاربردهای بیشتری نسبت به فرایندهای حرارتی دارد.

روش الکترودیالیز

الکترودیالیز روش موثر و کم هزینه ای برای نمک زدایی از آب‌های کم نمک می باشد. از آنجا که نمک‌های محلول در آب، به صورت یونهای مثبت و منفی می باشد، با بکارگیری انواعی از غشاءها که بصورت انتخاب شده عبور یونها را امکانپذیر سازد می توان به جداسازی نمک از آب اقدام نمود. منبع جداسازی محلولها استفاده از الکترودهایی است که به یک منبع جریان مستقیم همچون باطری وصل می گردند. وقتی الکترودها در داخل آب نمک قرار می گیرند، جریان الکتریکی از میان محلول عبور کرده، یون ها  به سمت الکترود با بار مخالف حرکت کرده و از این طریق محلول خالص سازی می شود.

آب شیرین کن های خورشیدی

استفاده از روش های تقطیری که متداول ترین روش شیرین سازی آب می‌باشد نیاز به انرژی و توان حرارتی بالایی دارد که معمولا از انرژی نفت و نیروگاه های برق برای تصفیه آب استفاده می کنند که بسیار پرهزینه بوده و در کشورهایی که متبع سوخت فسیلی قابل توجهی ندارند استفاده از این روش ها توجیه اقتصادی قابل قبولی ندارد، در این شرایط فناوری آب شیرین کن با مصرف سوخت خورشیدی توسعه یافته است که از نظر فناوری و اقتصادی استفاده از آن توجیه پذیر می باشد.

روش تصفیه آب در این روش مشابه سایر روش های تقطیری می باشد با این تفاوت که انرژی ورودی به دستگاه از طریق انرژی اشعه خورشید و انرژی اشعه محیط تامین می شود. در این فناوری، با عبور اشعه‌ی خورشید، آب دریا یا آب شور داخل دستگاه گرم شده، درجه حرارت آن بالا رفته و عملیات تبخیر صورت می گیرد. سپس بخار آب پس از برخورد به سرپوش های دستگاه که دمای پایین تری دارند شروع به تقطیر می کند که با جمع آوری این آب مقطر، آب شیرین بدست می آید.

عملکرد این دستگاه به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم است. در روش مستقیم فقط از انرژی حرارتی خورشیدی استفاده می شود در حالی که در روش غیر مستقیم از انرژی های کمکی برقی نیز با انرژی خورشیدی استفاده می شود .

در شکل زیر تصویر فرایند شیرین سازی آب از طریق انرژی خورشید نمایش داده شده است.

از سال ۱۹۶۰ تاکنون استفاده از دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی در کشورهای بسیاری همچون آمریکا، روسیه، چین، اسپانیا، استرالیا، شیلی، یونان، مکزیک، هندوستان و پاکستان به دلایل اقتصادی و مسائل زیست محیطی به عنوان انرژی سبز مورد استقبال قرار گرفته و استفاده از آن رواج یافته است.

منبع: واتک