逆浸透膜と熱脱塩が世界の水の持続可能性を向上

世界中で淡水資源がますます乏しくなりつつあり,淡水化は水の安全のための重要な解決策として出現しています.逆オスモス (RO) と熱塩淡化 (thermal desalination) が 主要な 2 つのアプローチになりましたそれぞれが独自の利点と用途を持っています

リバースオスモスは 海水を高圧で半透膜を通らせることで 水分子が通過し 塩やミネラル その他の不浄物質を遮断しますNIROBOXTMのような近代的なROシステムは,この技術の効率と信頼性を大幅に改善しました.

淡水処理にはいくつかの重要な段階があります.

1前処理:海水 は 懸浮 の 固体,藻類,膜 に 害 を 及ぼす 微生物 を 除去 する ため に 多重 の 濾過 段階 を 経験 し ます.先進 的 な システム に は,砂 濾過,超 濾過,RO膜に到達する前に水質を最適化するために化学処理.

2高圧ポンプ:特殊なポンプは天然のオスモティック圧を克服するために水の圧力を増加させ,通常海水の脱塩には50〜80バーが必要です.エネルギー回収装置は,塩水流からこのエネルギーの60%まで回収できます.

3膜分離:溶けた塩の99.7%を除去できる 螺旋回傷膜元素を使っています近代 の 薄膜 複合膜 は,前 の セルロース アセテート 型 より 流量 率 が 高く,寿命 が 長く なる.

4治療後:生産された水は,飲料水基準や特定の産業要件を満たすためにミネラル調整,pHバランス,消毒を受けます.

5塩水管理:濃縮塩水は,注意深く廃棄する戦略を必要とし,通常は環境への影響を最小限に抑えるため,拡散システムによる制御された排放を含む.

• モジュール式設計により,小さなコミュニティから大きな自治体へのスケーラブルな容量
• 1970年代以降,エネルギー消費量は80%減少し,現在平均で3〜4kWh/m3となっています.
• コンパクトなフットプリントにより,スペースが限られた場所に展開できます
• 海水以外の様々な水源,塩水や排水を含む水を処理できる

多段階フラッシュ (MSF) と多効果蒸留 (MED) を含む熱プロセスにより,海水は蒸発し,蒸気を凝縮して淡水が作られます.これらの方法は,低コストの熱エネルギーにアクセスできる地域では依然として一般的です.

多段階フラッシュ (MSF):熱された海水は,徐々に低圧の一連の室を通って流れ,各段階で即時の蒸発 ("フラッシング") を引き起こします.MSF プラントは通常 10〜16 kWh/m3 の熱エネルギー + 2.5〜5kWh/m3の電気エネルギー

多効果蒸留 (MED):複数の蒸発機が連続して動作し,それぞれが前段階の蒸発からの潜伏熱を使用します.6〜12kWh/m3の熱エネルギーを必要とする.

• 飼料の塩分にかかわらず,一貫して高純度な水を生産する
• 発電所や工業プロセスからの廃棄熱を活用できる
• メムランシステムよりも供給水の質の変化に敏感でない
• 信頼性が証明された長い運用履歴

RO と熱塩淡化 の 選択 に は 多重 な 考慮 が 求め られ ます.

エネルギー需要:ROは一般的に,特に近代的なエネルギー回収装置を使用する場合,エネルギー消費が低くなります.廃棄熱が利用可能であれば,熱装置はより競争力があります.

水質:熱用法では超純水が作られ,ROは特定の用途では追加の後処理を必要とする場合があります.

資本コスト:大規模な熱発電所には,より大きな初期投資が必要ですが,特定のシナリオでは運用コストが低くなります.

運用の柔軟性RO システムでは,需要の変動に合わせて生産をより容易に調整できます.

環境への影響この2つの技術とも濃縮塩水を生成するが,ROシステムは通常より少量の塩水を生成する.エネルギー源は全体的な環境影響に大きく影響する.

産業は,いくつかの重要な発展とともに進化し続けています.

ハイブリッドシステムROと熱処理を組み合わせることで エネルギー使用と水回収率を最適化できます

再生可能エネルギー統合太陽熱エネルギーを利用する太陽光発電のROシステムや MEDプラントがますます普及している.

先進的な材料:新しい膜化学と構成により 塩の排斥と汚れ抵抗性が向上します

塩塩塩分の回収:濃縮水流から貴重な鉱物を抽出する技術が注目されています

世界的に水不足が激化するにつれて,逆 osmose と熱淡化の両方が水の安全戦略において重要な役割を果たすでしょう.最適な技術選択は,地元の状況に依存します.利用可能なエネルギー源水の質に関する特別の要求事項