مقایسه عملکرد روش انجمادی و هیدرات در جداسازی یون های کلراید و برماید از آب شور

به دلیل افزایش جمعیت و گسترش فعالیت های صنعتی و محدود بودن منابع آب، بسیاری از کشورها با مشکل کمبود آب شیرین مواجه هستند. در این شرایط رویکرد استفاده از آبهای شور و شیرین سازی آنها اجتناب ناپذیر است. در سراسر جهان برای نمکزدایی از آب شور دریا از دو نوع فناوری اصلی غشایی و گرمایی استفاده می شود. در این مطالعه، شیرین سازی آب شور با استفاده از روش انجمادی مستقیم و روش هیدرات انجام شد. مواد مورد استفاده در آزمایش آب مقطر، نمکهای سدیم کلراید و سدیم برماید می باشند. برای یافتن مدت زمان مناسب برای آزمایش انجمادی و هیدرات، رشد کریستال توسط دوربین میکروسکوپی مورد بررسی قرار گرفت. دستگاه آزمایشی شامل یک راکتور ساکن با دو استوانه هم محور بود. با ایجاد سرمایش درون استوانه داخلی، کریستال های یخ در جداره بیرونی آن تشکیل می شود، به این ترتیب غلظت نمک در شورا به باقیمانده افزایش می یابد. میزان حذف نمک در آب شور با استفاده از دستگاه هدایت سنج الکتریکی اندازه گیری شد. نمک در غلظت پایین به عنوان ایجاد سایت برای هسته زایی عمل می کند، در نتیجه می تواند به عنوان تسریع کننده در نظر گرفته شود. نتایج نشان میدهد که در روش انجمادی با افزایش غلظت نمک، میزان حذف نمک از آب شور کاهش می یابد. ولی در روش هیدرات روند متفاوتی مشاهده شد به گونه ای که در غلظت های بسیار پایین درصد حذف کمتری مشاهده شد و در غلظت های بالاتر درصد حذف نمک بیشتر شد تا در نهایت به مقدار ثابتی نزدیک شد. نتایج نشان داد که در مجموع راندمان جداسازی نمک در روش هیدرات بالاتر از روش انجمادی است. به منظور بررسی اثر اندازه آنیون در راندمان جداسازی، آزمایش انجمادی و هیدرات بر روی دو نمک NaCl و NaBr که کاتیون مشترک و آنیون مختلف دارند در غلظتهای مختلف انجام گرفت تا علاوه بر تاثیر غلظت نمک، افزایش اندازه آنیون بر بازدهی فرایند حذف نمک نیز مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان میدهد که در مجموع راندمان جداسازی نمک در روش هیدرات بالاتر از روش انجمادی است و همچنین هر چه شعاع یونی بیشتر شود، احتمال حضور یون در شبکه کریستالی کمتر می شود و در نتیجه راندمان جداسازی نمک افزایش می یابد. از طرف دیگر نمک در غلظت پایین به عنوان ایجاد سایت برای هسته زایی عمل می کند، در نتیجه می تواند به عنوان تسریع کننده در نظر گرفته شود.

Keywords:

جداسازی یون , روش انجمادی , روش هیدرات , راکتور ساکن , آب شور