نمک زدایی آب دریا با استفاده از الکترودیالیز

یکی از مشکلات جدی جوامع امروزی دسترسی به منابع آبی قابل شرب است. از طرفی شایع ترین آلودگی طبیعی منابع آبی، نمک می-باشد. در طول سال های متمادی که انسان برای تامین آب مورد استفاده خود فرآیند نمک زدایی را انجام داده، دو فرآیند الکترودیالیز و اسمز معکوس رقابت تنگاتنگی داشته اند. در دهه60 میلادی برای نمک زدایی فقط از سیستم های الکترودیالیز استفاده می کردند. با پیشرفت فناوری غشایی و توسعه سنتز مواد آلی وضعیت تغییر کرد. لذا اسمز معکوس در میان روش های غشایی، شروع به خودنمایی کرد. برای 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 انتخاب بهینه ترین مفهوم نمک زدایی غشایی فرا رسیده است. لذا این مقاله به بررسی ویژگی های این دو فرآیند و ارجحیت فرآیند الکترودیالیز و قابلیت های آن در مقایسه با فرآیند اسمز معکوس پرداخته است. به طورکلی فرآیند الکترودیالیز روشی مبتنی بر نفوذ یون ها از غشای تبادل یونی تحت تاثیر یک میدان الکتریکی است که عمدتاً برای شیرین سازی محلول-های آب-نمک با غلظت های بالا (بیش از 30 گرم در لیتر) و پایین ( کم تر از 5 گرم در لیتر) استفاده می شود. در یک سلول معمولی سیستم الکترودیالیز، یک سری آنیون و غشای تبادل کاتیونی به صورت متناوب بین یک آند و یک کاتد قرار داده می‌شوند تا سلول‌های منفرد را تشکیل دهند. هنگامی که یک پتانسیل dc بین دو الکترود اعمال می‌شود، کاتیون‌های با بار مثبت به سمت کاتد حرکت می‌کنند، از غشای مبادله کاتیونی با بار منفی عبور می‌کنند و توسط غشای تبادل یون با بار مثبت جذب می‌شوند. از طرف دیگر، آنیون‌های دارای بار منفی به سمت آند حرکت می‌کنند، از غشای مبادله آنیونی دارای بار مثبت عبور می‌کنند و توسط غشای مبادله کاتیونی دارای بار منفی جذب می‌شوند. فرآیند الکترودیالیز در مقایسه با فرآیند اسمز معکوس به دلیل این که حساسیتی نسبت به غلظت خوراک ندارد و لزومی به انجام پیش تصفیه برای این فرآیند وجود ندارد و هم چنین گرفتگی غشاهای آن نسبت به اسمز معکوس کم تر بوده و عمر غشاهای آن بیش تر و تمیز کردن غشاهای الکترودیالیز به دلیل مسطح بودن نسبت به تمیزکاری غشاهای اسمز معکوس که عمدتا مارپیچی هستند، راحت تر و اقتصادی تر است، فرآیندی مناسب تر و با بازده بالاتری می باشد. هم چنین به دلیل این که فرآیند اسمز معکوس مبتنی بر اختلاف فشار سیستم می باشد و معمولا این اختلاف فشار زیاد است، در مقایسه با فرآیند الکترودیالیز که صرفا با اختلاف پتانسیل اندک کار می کند، صرفه اقتصادی ندارد.