شیرین سازی آب به روش الکترودیالیز EDR
شیرین سازی آب به روش الکترودیالیز EDR
شیرین سازی آب با روش الکترودیالیز EDR یک فرآیند غشایی است که بر اساس توانایی غشاهای نیمه تراوا در عبور دادن بعضی یون های منتخب موجود در محلول نمک های یونی و عبور ندادن سایر یون ها عمل میکند.وقتی یک جریان مستقیم به محلول اعمال میشود ،یون های مثبت نمکهای موجود در محلول به سمت الکترود منفی یا کاتد و یون های منفی به سمت الکترود مثبت یا آند حرکت میکنند.ی
ک غشای نیمه تراوای کاتیونی،به یون های مثبت اجازه عبور میدهد ولی جلوی یون های منفی را میگیرد.درحالی یک غشای نیمه تراوای آنیونی برعکس این عمل را انجام داده و به یون های منفی اجازه عبور میدهد.فرآیند ED، مواد کلوییدی و غیر یونی و نیز باکتری ها را از آب حذف نمیکند.
در شکل نمای کلی از سیستم EDR به تصویر کشیده شده است.
دو نوع غشای مختلف موجود به تناوب جریان آب کم نمک و غنی از نمک ایجاد میکنند.چندین سل دوتایی واقع در بین آند و کاتد یک استک را تشکیل میدهد. یک غشای آنیونی یک جداساز جریان رقیق یک غشای کاتیونی و یک جداساز جریان غلیظ تشکیل یک واحد تکرار شونده به نام سل دوتایی میدهد.
با ابداع روش معکوس کردن قطب ،کاربرد فرآیند ED را گسترش داد.
هنگام جابجا شدن قطب ها لایه های غلظت بالای نمک که در سمت آب شور در روی غشاها تشکیل شده اند از هم پاشیده و پراکنده میشود.بلافاضله بعد از جابجا شدن قطب ها تا مدت کوتاه آب تولیدی جمع آوری نمیشود.این جابجایی قطب ها همچنین تمایل ایجاد رسوب را در آب کاهش میدهد و امکان کنترل میزان تجمع کلوییدی را فراهم میکند.
بنابراین امکان بهره برداری در سطوح بالاتری از شرایط فوق اشباع برای نمکهای رسوب کننده بدون استفاده از مواد شیمیایی ضد رسوب فراهم میگردد.
جنس سازه
غشاهای کاتیونی معمولا از یک ماده پلی استایرن مناسب که به منظور تولید گروههای یونی ثابت درون غشا سولفونه شده باشد،تشکیل میشوند غشای آنیونی دارای گروه های آمونیوم چهارتایی است که در پلیمر مشابه فیکس شده است.با اعمال جریان مستقیم ،این یون های متحرک به سادگی با یون های موجود در آب با بار مشابه جایگزین میگردد.
مصرف انرژی
برای نمک زدایی از آب لب شور حدود 2 کیلووات ساعت انرژی الکتریکی برای انتقال یون ها به ازای هر 3.7 متر مکعب آب تولیدی و به ازای 1000 میلی گرم کاهش شوری مورد نیاز است.میزان برق مصرفی متاثر از درجه حرارت است.
دمای بالای آب تغذیه ورودی ،مقاومت الکتریکی را کاهش داده و بنابراین برق مصرفی را کم میکند.به صورت سرانگشتی میتوان در نظر گرفت که به ازای هر 1 درجه افزایش دمای ورودی توان مصرفی 1 درصد کاهش میابد.غشاهای موجود توانایی تحمل دمای آب ورودی تا میزان 38 درجه سانتی گراد را دارند و کمترین دمای آب ورودی در حدود 10 درجه سانتی گراد است.
مقایسه روش EDI با سایر روش های نمک زدایی از آب
- اگرچه در ابتدا تکنولوژی EDI بعنوان یک فرآیند نمک زدایی از آب دریا تصور میشد اما عمده موفقیت آن در نمک زدایی از آب های لب شور بوده است.
- روش EDR مزیت های متعددی نسبت به روش معمول Ro در فشار پایین دارد فرآیند EDI مواد غیر قطبی را جدا نمی کند بنابراین این روش به اندازه Ro از نظر غلظت سیلیس در آب ورودی محدودیت ندارد
- با طراحی کانال باز برای انتقال برای انتقال آب ورودی و در صورت بکارگیری روش جابجایی قطب ها آب تغذیه با مقدار قابل توجهی از مواد معلق می تواند وارد سیستم شود.
- اما از سوی دیگر فرآیند EDI مانعی برای عبور مواد آلی و میکرو ارگانیسم ها ایجاد نمی کند بنابراین برای کاهش آلودگی های میکروبی مطابق نیازمندی آب آشامیدنی کاربردی ندارد و ترکیبات دارای بو و مزه را حذف نمی کند.
- با افزایش TDS مصرف انرژی به شدت افزایش می یابد. همچنین حد تحمل کمی برای اجزای اکسید شدنی مانند سولفید هیدروژن و یا آهن در آب تغذیه این سیستم وجود دارد