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 آب های شور و شیرین سازی آنها اجتناب ناپذیر است. در سراسر جهان برای نمک زدایی 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، نمک های 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 شورابه 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 می دهد 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 وNaBr که کاتیون مشترک و آنیون مختلف دارند در غلظت های مختلف انجام گرفت تا علاوه بر تاثیر غلظت نمک، افزایش اندازه آنیون بر بازدهی فرایند حذف نمک نیز مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد 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 دیگرنمک 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.