محسن عباسی

آب و انرژی دو نیاز اساسی در جهان کنونی برای حفظ زندگی انسان ها هستند. نیاز روز افزون به آب شیرین باعث گسترش استفاده از سامانه های نمک زدایی در سطح جهان شده است. به فرایند حذف نمک ها از آب خوراک، که معمولاً حاوی غلظت زیادی از نمک (آب نمک) است و تولید آب شیرین (حاوی غلظت کم نمک) نمک زدایی گویند. یکی از رایج ترین روش ها در نمک زدایی از آب های لب شور، فرایند غشایی الکترودیالیز است. از نظر انرژی نیز، منابع انرژی تجدیدپذیر متنوعی برای تأمین آینده بشر در حال ظهور هستند که یکی از این منابع انرژی حاصل از اختلاف شوری به عنوان انرژی پاک و تجدیدپذیر است. از جمله مهم ترین روش ها در گرفتن انرژی از اختلاف شوری، فرایند الکترودیالیز معکوس می باشد که از نظر ساختاری مشابه با فرایند الکترودیالیز است. الکترودیالیز یک روش غشایی در فرایندهای نمک زدایی است که از الکتریسیته به عنوان نیروی محرکه استفاده می کند. به طور معمول اجزای اصلی سامانه های الکترودیالیز شامل منبع تغذیه، الکترودها، فاصله دهنده ها، غشاهای تبادل یونی و محفظه الکترودیالیز است. الکترودیالیز معکوس، معکوس فرایند الکترودیالیز است. اختلاف پتانسیل شیمیایی بین دو محلول باعث انتقال انتخابی کاتیون ها و آنیون ها از طریق غشاها می شود که منجر به ایجاد یک جریان یونی و اختلاف پتانسیل الکتریکی بر روی هر غشا می شود. در این مطالعه با ترکیب این دو فرایند به صورت یک سامانه یکپارچه در مقیاس نیمه صنعتی، آزمایش هایی بر روی نمک زدایی از آب لب شور انجام گرفت. پس از ساخت سامانه الکترودیالیز معکوس، ویژگی های سامانه از نظر ولتاژ، مقاومت و چگالی توان تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. در بخش نمک زدایی با سامانه یکپارچه الکترودیالیز- الکترودیالیز معکوس، با به کارگیری سه سطح ولتاژ کمکی (3، 5 و 7 ولت) در سه سطح غلظت آب لب شور نشان داده شد که نمک زدایی با افزایش اختلاف غلظت و ولتاژ بیش تر می شود. با شرایط منتخب آزمایش ها، آب نمک زدایی شده از خوراک ورودی لب شور با غلظت ppm 1000، ppm2000 و ppm4000 به ترتیب به مقدار ppm 587 و ppm 948 و ppm 1950رسید. هم چنین به منظور افزایش نمک زدایی، این سامانه به صورت فرایند پیوسته الکترودیالیز معکوس و ناپیوسته الکترودیالیز نیز مورد آزمایش قرار گرفت. در انتها آزمایش با آب واقعی رودخانه و دریا در سامانه یکپارچه مورد انجام قرار گرف