Nu zoetwaterbronnen wereldwijd steeds schaarser worden, is ontzilting naar voren gekomen als een cruciale oplossing voor waterzekerheid. Van de beschikbare technologieën zijn omgekeerde osmose (RO) en thermische ontzilting de twee dominante benaderingen geworden, elk met duidelijke voordelen en toepassingen.

Omgekeerde osmose werkt door zeewater onder hoge druk door semi-permeabele membranen te persen, waardoor watermoleculen kunnen passeren terwijl zouten, mineralen en andere onzuiverheden worden geblokkeerd. Moderne RO-systemen zoals NIROBOX™ hebben de efficiëntie en betrouwbaarheid van deze technologie aanzienlijk verbeterd.

Het ontzoutingsproces omvat verschillende kritieke fasen:

1. Voorbehandeling: Zeewater ondergaat meerdere filtratiestappen om zwevende stoffen, algen en micro-organismen te verwijderen die de membranen zouden kunnen beschadigen. Geavanceerde systemen omvatten zandfiltratie, ultrafiltratie en chemische behandeling om de waterkwaliteit te optimaliseren voordat het de RO-membranen bereikt.

2. Hogedrukpompen: Gespecialiseerde pompen verhogen de waterdruk om de natuurlijke osmotische druk te overwinnen, wat doorgaans 50-80 bar vereist voor zeewaterontzilting. Energie-terugwinningssystemen kunnen tot 60% van deze energie terugwinnen uit de pekelstroom.

3. Membraanscheiding: Het hart van het systeem gebruikt spiraalvormige membraanelementen die 99,7% van de opgeloste zouten kunnen verwijderen. Moderne composietmembranen met dunne film bereiken hogere fluxsnelheden en een langere levensduur dan eerdere celluloseacetaatversies.

4. Nabehandeling: Het geproduceerde water krijgt minerale aanpassing, pH-balancering en desinfectie om te voldoen aan drinkwaternormen of specifieke industriële vereisten.

5. Pekelbeheer: Geconcentreerde pekel vereist zorgvuldige verwijderingsstrategieën, meestal met gecontroleerde lozing met diffusersystemen om de milieu-impact te minimaliseren.

• Modulaire ontwerpen maken schaalbare capaciteit mogelijk, van kleine gemeenschappen tot grote gemeenten
• Het energieverbruik is sinds de jaren 70 met 80% afgenomen, en bedraagt nu gemiddeld 3-4 kWh/m³
• Compacte voetafdruk maakt implementatie op locaties met beperkte ruimte mogelijk
• Kan verschillende waterbronnen behandelen, naast zeewater, waaronder brak water en afvalwater

Thermische processen, waaronder meerstapsflits (MSF) en meer-effect-destillatie (MED), verdampen zeewater en condenseren de damp om zoet water te produceren. Deze methoden blijven prevalent in regio's met toegang tot goedkope thermische energie.

Meerstapsflits (MSF): Verwarmd zeewater stroomt door een reeks kamers met progressief lagere drukken, waardoor onmiddellijke verdamping ("flitsen") in elke fase ontstaat. MSF-installaties vereisen doorgaans 10-16 kWh/m³ thermische energie plus 2,5-5 kWh/m³ elektrische energie.

Meer-effect-destillatie (MED): Meerdere verdampers werken in serie, waarbij elk de latente warmte van de damp van de vorige fase gebruikt. MED-systemen bereiken een betere energie-efficiëntie dan MSF en vereisen 6-12 kWh/m³ thermische energie.

• Produceert consistent water met een hoge zuiverheid, ongeacht de toevoerzoutgehalte
• Kan restwarmte van energiecentrales of industriële processen gebruiken
• Minder gevoelig voor variaties in de kwaliteit van het voedingswater dan membraansystemen
• Lange operationele geschiedenis met bewezen betrouwbaarheid

Het kiezen tussen RO en thermische ontzilting omvat meerdere overwegingen:

Energievereisten: RO biedt over het algemeen een lager energieverbruik, vooral bij gebruik van moderne energie-terugwinningssystemen. Thermische installaties worden concurrerender wanneer restwarmte beschikbaar is.

Waterkwaliteit: Thermische methoden produceren ultrapuur water, terwijl RO mogelijk extra nabehandeling vereist voor bepaalde toepassingen.

Kapitaalkosten: Grote thermische installaties vereisen een grotere initiële investering, maar kunnen lagere bedrijfskosten hebben in specifieke scenario's.

Operationele flexibiliteit: RO-systemen kunnen de productie gemakkelijker aanpassen aan schommelingen in de vraag.

Milieu-impact: Beide technologieën genereren geconcentreerde pekel, maar RO-systemen produceren doorgaans kleinere volumes. De energiebron beïnvloedt de totale ecologische voetafdruk aanzienlijk.

De industrie blijft evolueren met verschillende belangrijke ontwikkelingen:

Hybride systemen: Het combineren van RO met thermische processen kan het energiegebruik en de waterterugwinningspercentages optimaliseren.

Integratie van hernieuwbare energie: RO-systemen op zonne-energie en MED-installaties die gebruikmaken van thermische zonne-energie worden steeds vaker gebruikt.

Geavanceerde materialen: Nieuwe membraanchemieën en -configuraties beloven een hogere zoutafwijzing en weerstand tegen vervuiling.

Pekelvalorisatie: Technologieën om waardevolle mineralen uit concentraatstromen te extraheren, krijgen meer aandacht.

Nu waterschaarste wereldwijd toeneemt, zullen zowel omgekeerde osmose als thermische ontzilting een cruciale rol spelen in waterzekerheidsstrategieën. De optimale technologische keuze hangt af van lokale omstandigheden, beschikbare energiebronnen en specifieke waterkwaliteitseisen.