آب شيرين كن هاي اسمز معكوس و معضل چسبندگي زيستي بارناكل ها، مطالعه موردي آب شيرين كن خليج فارس

Reverse osmosis water desalination and barnacle fouling issue, a case study on Persian Gulf plant

افزايش نياز به آب شيرين براي مصارف شهري، كشاورزي و صنايع و كمبود منابع بخصوص در مناطق كم باران دنيا، اين جوامع را به سمت شيرين كردن و استفاده از آب درياها سوق داده است. از روش هاي رايج بخصوص در كشور ايران نمك زدايي به روش اسمز معكوس مي باشد. در اين روش به شيوه هاي مختلف و با استفاده از فيلترهاي مختلف ابتدا پلانكتون هاي و ذرات معلق آب را تصفيه و سپس نمك را با استفاده از روش اسمز معكوس و با استفاده از فيلترهاي مخصوص جدا مي كنند. در ابتدا با استفاده از جريان هوا (DAF) بخشي از تفاله هاي زيستي جدا شده و در ادامه آب دريا از فيلترهاي شني رد مي شود. سپس با استفاده از فيلتر كارتريج هاي چند ميكروني پلانكتون ها و ذرات معلق فيلتر شده و آب تصفيه شده جهت نمك زدايي به سمت فيلترهاي اسمز معكوس هدايت مي شود. از جمله مهمترين و فراوانترين پلانكتون هاي جانوري لارو بارناكل ها مي باشند كه نه تنها حضور آنها باعث افزايش ميزان كربن آلي آب مي شود، بلكه رسوب آنها روي فيلتر كارتريج موجب بلوكه شدن و كاهش عمر آنها مي شود. همچنين مهمتر اينكه اين لاروها مي توانند در بخش هاي مختلف آب شيرين كن به بسترها و ديواره بچسبند، بالغ شوند و مجددا لارو توليد كنند. در اين مطالعه از 25 نقطه از بخش هاي مختلف آب شيرين كن خليج فارس واقع در غرب بندرعباس در ارديبهشت سال 1402 جهت بررسي حضور لارو زنده بارناكل، نمونه آب برداشته شد. از هر ايستگاه 1500 سي سي آب (به جز دو ايستگاه كه بايد بخشي از فيلتر و لجن نمونه برداري مي شد) برداشته شد و لاروها پس از نورگرايي در اتاق تاريك، جداسازي و در زير ميكروسكوپ شمارش شدند. همچنين در زمان خاموشي آب شيرين كن، بخش هاي مختلف آب شيرين كن جهت بررسي حضور بارناكل هاي بالغ بررسي شد. بررسي نتايج نشان داد تراكم لارو بارناكل در ايستگاه هاي DAF بيشتر از آب دريا و مخازن اوليه قبل از آب شيرين كن هست. تراكم در فيلترهاي شني بسيار كم شده اما در فيلتر كارتريج مجددا تراكم بالا مي رود. كاهش تراكم در فيلترهاي شني نشانه اين اين هست كه اين فيلترها مانع خوبي براي عبور لاروها مي باشند. البته به نظر مي رسد بعضا و به ندرت لاروها عبور مي كنند و بالاتر بودن تراكم روي فيلتر كارتريج نشانه انباشتگي اين لاروهاي عبور كرده از فيلترهاي شني مي باشد. بيشترين تراكم لارو مربوط به ايستگاه-هاي مرتبط با آب برگشتي شستشوي فيلترهاي شني مثل تانك آب برگشتي و لاملا بود. اين بالا بودن تراكم نشانه حضور بارناكل-هاي بالغ در اين ايستگاه ها مي باشد كه خود توليد لارو مي كنند. از اين قسمت آب برگشتي دوباره وارد DAF ها شده كه خود مي تواند منبع تامين كننده لارو در ايستگاه هاي DAF باشد. بررسي ديواره هاي بخش هاي مختلف نيز حضور بارناكل هاي بالغ از گونه Amphibalanus amphitrite در ديواره لاملا و كانال مشترك DAF را تاييد كرد. ايستگاه هاي بعد از فيلتر كارتريج و آب فوق شور فاقد لارو و همچنين بارناكل بالغ بودند.

Increasing the demands for freshwater for urban use, agriculture and industries, and the shortage of the resources, especially in areas with low precipitation, pushed societies to desalinate and use sea water. One of the commonest methods, especially in Iran is desalination by reverse osmosis (RO). In such plants, first planktons and suspension particles are removed with different methods using different filters prior to RO desalination. Initially part of biological loads and debris are excluded using Dissolved air flotation (DAF), and sea water will pass through the sand filters. Sea water will then pass through cartridge filters with mesh sizes of only a few micrometers and suspension particles including some planktons will be stopped and the filtered water goes for RO desalination. Barnacle larvae are among the most common zooplanktons which not only increases the Total Organic Carbon, but also sink to the cartridge filters, block the holes and reduces the efficiency. More importantly, barnacle larvae can settle on substrate at different parts of the plants and grow to adulthood and produce more larvae. In this study we collected 1500 cc water (except for two stations which we had to collect filter part and sludge) from 25 spots (different parts of the plant) from the Persian Gulf water desalination plant, located west side of Bandar Abbas, on May 2023, in order to count barnacle larvae. Using positive phototropism in a dark space, we collected the larvae and counted them under light microscopes. We also visited different parts of the plant during the shutdown to check the presence of adult barnacles. The results showed higher larvae counts for DAF stations than sea water and intake pump stations. The water after the sand filters was almost free of larvae or rarely found a few ones. The number of larvae was higher on the cartridge filter. The decrease in the number of larvae after sand filters shows the efficiency of this filter to block passing most of the barnacle larvae, but the higher number on the cartridge filter could be as result of accumulations. The higher number of larvae were found in backwash tanks and lamella. This high number could be a sign of the presence of adult barnacles in these stations which produce larvae. This water goes to the DAF common channel and could be the reason for the high number of larvae in DAF stations. We also observed adult barnacles of Amphibalanus amphitrite on the wall of Lamella and the DAF common channel. Stations after the cartridge filter and concentrated water were free of adult barnacle and larvae.