نمک زدایی آب دریا با استفاده از الکترودیالیز

یکی از مشکلات جدی جوامع امروزی دسترسی به منابع آبی قابل شرب است. از طرفی شایعترین آلودگی طبیعی منابع آبی، نمک می باشد. درطول سال های متمادی که انسان برای تامین آب مورد استفاده خود فرآیند نمک زدایی را انجام داده، دو فرآیند الکترودیالیز و اسمز معکوسرقابت تنگاتنگی داشته اند. در دهه 60 میلادی برای نمک زدایی فقط از سیستم های الکترودیالیز استفاده می کردند. با پیشرفت فناوری غشایی وتوسعه سنتز مواد آلی وضعیت تغییر کرد. لذا اسمز معکوس در میان روش های غشایی، شروع به خودنمایی کرد. بر ای دو دهه تجربه عملیاتی،اسمز معکوس خواص قوی خود را نشان داد، اما سرخوشی اولین موفقیت از بین رفت و امروزه زمان نگرش واقعی هر دو روش به منظور انتخاببهینه ترین مفهوم نمکزدایی غشایی فرا رسیده ا ست. لذا این مقاله به بررسی ویژگی های این دو فرآیند و ارجحیت فرآیند الکترودیالیز و قابلیت هایآن در مقایسه با فرآیند اسمز معکوس پرداخته است. به طورکلی فرآیند الکترودیالیز روشی مبتنی بر نفوذ یون ها از غشای تبادل یونی تحت تاثیریک میدان الکتریکی است که عمدتاً برای شیرین سازی محلول های آب-نمک با غلظت های بالا (بیش از 30 گرم در لیتر) و پایین (کمتر از 5گرم در لیتر) استفاده می شود. در یک سلول معمولی سیستم الکترودیالیز، یک سری آنیون و غشای تبادل کاتیونی به صورت متناوب بین یکآند و یک کاتد قرار داده می شوند تا سلول های منفرد را تشکیل دهند. هنگامی که یک پتانسیل DC بین دو الکترود اعمال می شود، کاتیون هایبا بار مثبت به سمت کاتد حرکت می کنند، از غشای مبادله کاتیونی با بار منفی عبور می کنند و توسط غشای تبادل یون با بار مثبت جذبمی شوند. از طرف دیگر، آنیون های دارای بار منفی به سمت آند حرکت می کنند، از غش ای مبادله آنیونی دارای بار مثبت عبور می کنند و توسطغشای مبادله کاتیونی دارای بار منفی جذب می شوند. فرآیند الکترودیالیز در مقایسه با فرآیند اسمز معکوس به دلیل این که حساسیتی نسبتبه غلظت خوراک ندارد و لزومی به انجام پیش تصفیه برای این فرآیند وجود ندارد و همچنین گرفتگی غشاهای آن نسبت به اسمز معکوس کمت ربوده و عمر غشاهای آن بیشتر و تمیز کردن غشاهای الکترودیالیز به دلیل مسطح بودن نسبت به تمیزکاری غشاهای اسمز معکوس که عمدتامارپیچی هستند، راحتتر و اقتصادی تر است، فرآیندی مناسب تر و با بازده بالاتری می باشد. همچنین به دلیل این که فرآیند اسمز معکوسمبتنی بر اختلاف فشار سیستم می باشد و معمولا این اختلاف فشار زیاد است، در مقایسه با فرآیند الکترودیالیز که صرفا با اختلاف پتانسیل اندککار می کند، صرفه اقتصادی ندارد.

Keywords:

الکترودیالیز , اسمزمعکوس , نمکزدایی , شیرینسازی آب دریا , غشاهای تبادل یونی , سلول الکترودیالیز