بزرگ ترین آب شیرین کن های عربستان

بزرگ ترین سیستم های آب شیرین کن عربستان

کشور عربستان به عنوان یکی از کشورهای کم آب در منطقه خاورمیانه، بخش بزرگی از آب شیرین خود را از آب شیرین کن های بزرگ آب دریا تأمین می کند. بررسی تجربه عربستان در شیرین سازی آب دریا در احجام بزرگ برای کشورهایی که از کم آبی رنج میبرند، بسیار ارزشمند است.

تأمین آب و بازچرخانی آب حاصل از تصفیه فاضلاب در کشور عربستان با چالش و دستاورد های مختلفی همراه بوده است. چالش اصلی کشور عربستان، کمبود منابع آب شیرین طبیعی است که برای رفع این مشکل حیاتی، سرمایه گذاری قابل توجهی در شیرین سازی آب دریا و تصفیه فاضلاب در سالهای اخیر صورت گرفته است. امروزه در کشور عربستان ۵۰% آب آشامیدنی از فرایند های نمک زدایی آبهای شور، ۴۰% از استخراج آب های زیر زمینی و همچنین ۱۰% آن از آب های سطحی کوهستان های جنوب غربی این کشور تامین می شود. با وجود پیشرفت های ایجاد شده همچنان کیفیت خدمات جهت تأمین نیاز آب مصرفی ضعیف می باشد و با گسترش سیستم های آب شیرین کن، تصفیه فاضلاب و همچنین استفاده از پساب های تصفیه شده جهت آبیاری شهری و کشاورزی در تلاش برای رفع این مشکل هستند.

آب شیرین کن بزرگ رأس الخیر

آب شیرین کن راس الخیر

فرایند شیرین سازی آب در این پروژه به صورت ترکیبی از فناوری های تبخیر کننده فلاش چند مرحله (MSF) و اسمز معکوس (RO) است. این آب شیرین کن بزرگ در شهرک صنعتی راس الخیر و در ۷۵ کیلومتری شمال غربی جوبیل عربستان واقع شده است. ساخت این کارخانه در اوایل سال ۲۰۱۱ آغاز شد و در آوریل سال ۲۰۱۴ به بهره برداری رسید. در واقع می توان گفت این کارخانه بزرگ ترین سیستم آب شیرین کن در جهان، و برای تامین آب مورد نیاز ۳٫۵ میلیون نفر از مردم شهر ریاض مورد استفاده قرار می گیرد. ظرفیت این واحد نمک زدایی عظیم نزدیک به یک میلیون مترمکعب بر روز آب شیرین و هزینه ساخت این مجموعه اعم از واحدهای آب شیرین کن، نیروگاه سیکل ترکیبی و نیروگاه گازی در حدود ۷٫۲ میلیارد دلار بوده است. پیمانکار طرح و ساخت جهت احداث این پروژه شرکت Doosan  با همکاری شرکت Archirodon بوده است.  شرکت Poyry نیز به عنوان مشاور در این پروژه مشارکت داشته است.

مجموعه نیروگاهی و آب شیرین کن های راس الخیر از ۸ واحد MSF و ۱۷ واحد اسمز معکوس تشکیل شده است. بخش عمده ظرفیت شیرین سازی آب دریا در این مجموعه توسط واحدهای نمک زدایی حرارتی اشغال شده است که انرژی مورد نیاز آن از نیروگاه سیکل ترکیبی و گازی به ظرفیت تقریبی ۳۰۰۰ مگاوات تأمین می شود. این پروژه از بخش های مختلف، شامل واحد RO، ساختمان تابلوهای فرمان، واحد تصفیه آب فاضلاب، واحد تزریق مواد شیمیایی و همچنین شامل نصب واحد های تزریق هوا و فیلتراسیون است.

گرمای تلف شده(waste heat) در نیروگاه سیکل ترکیبی و نیروگاه گازی، انرژی مورد نیاز برای تبخیر آب دریا را در واحدهای MSF تأمین می کند. آب دریا طی مراحل مختلف با انرژی حرارتی و درفشار پایین به بخار تبدیل می شود. با کاهش فشار، دمای جوش آب شور پایین آمده و در مخازن MSF به بخار تبدیل می شود. آب باقیمانده با طی مراحل مشابهی تغییر فاز می دهد. به صورتیکه که در هر مرحله فشار یک روند کاهشی را طی می کند. در ادامه با کندانس بخارات به واسطه لوله های مبدل حرارت که از هر مرحله عبور کرده است آب شیرین ایجاد می شود.

فرایند RO به کار رفته در این سیستم شامل استفاده از یک عامل فشار خارجی که به وسیله پمپ های فشار قوی تامین می شود؛ و برای غلبه بر فشار اسمزی جهت روانه سازی آب دریا از غشاء های فرایند RO برای حذف سدیم و کلر مورد استفاده قرار می گیرد؛ همچنین واحد پیش تصفیه به کار رفته در این فرایند به بخش های انعقاد، لخته سازی، ته نشینی، اولترافیلتراسیون و میکرو فیلتراسیون تقسیم بندی می شوند.

آب شیرین کن بزرگ شعیبا

یکی دیگر از واحد های بزرگ شیرین سازی آب که در کشور عربستان واقع شده، شعیبا (Shuaiba) نام دارد که این واحد در جایگاه دوم از بزرگ ترین سیستم های آب شیرین کن کشور عربستان، با ظرفیت ۸۸۰,۰۰۰ متر مکعب بر روز قرار دارد؛ همچنین این واحد در ۹۰ کیلومتری جنوب شهر تاریخی جده واقع شده است. شرکت ها و پیمانکاران حاضر در احداث این پروژه شامل شرکت زیمنس آلمان (Siemens) برای بخش نیروگاه و شرکت دوسان (Doosan) برای بخش آب شیرین کن حرارتی، که توسط ACWA برای ارایه مهندسی پروژه، تهیه و ساخت کارخانه انتخاب شده اند. با راه اندازی فاز سوم و چهارم شعیبا، این آب شرین کن به بزرگترین آب شیرین کن دنیا در سالهای آینده تبدیل خواهد شد. پروژه فاز چهارم این آب شیرین کن با فرایند اسمز معکوس به ظرفیت ۴۰۰،۰۰۰ مترمکعب در روز در سال ۲۰۱۸ شروع شده است. فاز سوم شعیبا نیز با ظرفیت ۲۵۰،۰۰۰ مترمکعب در روز طراحی شده است.

فاز دوم واحد شیرین سازی آب شعیبا توسط شرکت دوسان در تاریخ ۱۷ مارس ۲۰۰۳ به پایان رسید همچنین این واحد شامل تامین مخازن ذخیره سازی، ایستگاه پمپاژ و خطوط لوله برای اتنقال آب می باشد. تولید اولیه در فاز اول این واحد در حدود ۲۴٫۶ میلیون متر مکعب در سال، و میزان تولید با احداث فاز-۲ تا ۱۵۰ میلیون مترمکعب افزایش پیدا کرد. همچنین هزینه اتمام این پروژه یک میلیارد دلار تخمین زده شد. به عنوان بخشی از توسعه کلی در واحد شعیبا یک نیروگاه نفتی مجهز به توربین ها، ژنراتور بازیابی گرمای بخار و تجهیزات تولید برق جانبی، در مجاورت واحد آب شیرین کن ساخته شده است. این نیروگاه به عنوان آماده سازی تاسیسات فرایند شیرین سازی آب، با گرم کردن آب دریا و فراهم سازی شرایط لازم در فرایند تقطیر به صورت یک عملیات یکپارچه عمل می کند.

واحد آب شیرین کن شعیبا نیز از فرایند تبخیر کننده فلاش چند مرحله (MSF) برای شیرین سازی آب دریا استفاده می کند که نشان دهنده علاقمندی در استفاده از این فناوری در کشور عربستان با منابع انرژی حرارتی ارزان است. همچنین استفاده از این فرایند دارای علل مختلفی از جمله صرفه جویی در هزینه واحد ها که در سال های اخیر، برای تاسیسات سیستم های بزرگ آب شیرین کن از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. بهره وری از فرایند MSF در طی سال ها با داشتن هزینه نگهداری نسبتا پایین، عاملی است، که در سیستم های مختلف آب شیرین کن از آن استفاده می کنند. ولی با پیشرفتهای اخیر در زمینه فناوری تولید غشاهای اسمز معکوس، امروز فرایند اسمز معکوس از منظر اقتصادی از فرایندهای حرارتی مقرون به صرفه تر است.

آب شیرین کن ربیغ

سومین آب شیرین کن صنعتی بزرگ در کشور عربستان فاز سوم ربیغ می باشد که در سمت غرب این کشور در شهر باستانی ربیغ واقع شده است. احداث این پروژه توسط شرکت ACWA با ارایه کمترین هزینه پیشنهادی جهت توسعه و ساخت واحد آب شیرین کن با همکاری شرکت SBCC انجام شده است؛ در فاز سوم این پروژه از فناوری اسمز معکوس به ظرفیت ۶۰۰،۰۰۰ متر مکعب بر روز استفاده می شود که طراحی و مهندسی دقیق در این قسمت اطمینان کامل را جهت دستیابی به بیشترین راندمان را در مقایسه با نمونه های مشابه جهانی تضمین می کند؛ آب تصفیه شده در این واحد جهت تامین آب مصرفی به شهرهای مکه و جده انتقال پیدا می کند و به سبب اطمینان از شرایط پایدار در مقدار ظرفیت آب تولیدی از واحد مذکور، جهت تامین آب مصرفی روستاها و شهرها به خصوص در ماه رمضان و حج های سالیانه که میزان تقاضای آب افزایش پیدا می کند این واحد تضمین کننده تامین ظرفیت لازم آب مصرفی می باشد.

آب شیرین کن ینبع

واحد آب شیرین کن ینبع یکی از بزرگ ترین واحد های شیرین سازی آب در جهان و چهارمین آب شیرین کن بزرگ در کشور عربستان می باشد؛ و دارای ظرفیت کل ۵۵۰،۰۰۰ مترمکعب در روز با بهره گیری از فرایند MSF و در ۳۵۰ کیلومتری شمال شهر جده، شهر صنعتی ینبع احداث شده است. میزان انرژی مصرفی در این واحد در حدود ۴٫۵ کیلووات ساعت به ازای هر متر مکعب و هزینه احداث این واحد ۱٫۱ میلیارد دلار بوده است.

برداشت آب جهت تصفیه در این واحد از آب دریای سرخ صورت می گیرد که در ابتدای فرایند نیازمند به به یک واحد پیش تصفیه شامل کلرزنی جهت جلوگیری از رشد گونه های دریایی و کاهش ظرفیت آب تولیدی از هر مرحله، قبل از ورود به اولین واحد ۶ مرحله ای فرایند MSF با ظرفیت ۹۴۳۶۰ مترمکعب بر روز در نظر گرفت؛ در واحد تصفیه ثانویه آب خروجی از واحد MSF با CO2  و سنگ آهک حل شده، و قبل از ذخیره آب آشامیدنی برای ارسال آن بازیابی می گردد.

Prepared by: Seyed Ahmad Mohamadi