Odwrotna osmoza i odsalanie cieplne zwiększają zrównoważony rozwój wody na świecie

Ponieważ zasoby wody słodkiej na całym świecie stają się coraz rzadsze, odsalanie staje się kluczowym rozwiązaniem dla bezpieczeństwa wody.odwrotna osmoza (RO) i odsalanie termiczne stały się dwoma dominującymi metodami, z których każda ma różne zalety i zastosowania.

Odwrócona osmoza działa poprzez przymuszanie wody morskiej przez półprzepuszczalne błony pod wysokim ciśnieniem, umożliwiając przepływ cząsteczek wody, blokując soli, minerały i inne zanieczyszczenia.Nowoczesne systemy RO takie jak NIROBOXTM znacznie poprawiły wydajność i niezawodność tej technologii.

Proces odsalania obejmuje kilka krytycznych etapów:

1. Przedproces:Woda morska przechodzi wiele etapów filtracji w celu usunięcia zawieszonych ciał stałych, glonów i mikroorganizmów, które mogą uszkodzić błony.i obróbki chemicznej w celu optymalizacji jakości wody przed dotarciem do membran RO.

2Wydzielanie wysokiego ciśnienia:Specjalistyczne pompy zwiększają ciśnienie wody, aby pokonać naturalne ciśnienie osmotyczne, zazwyczaj wymagające 50-80 barów do odsalania wody morskiej.Urządzenia odzyskujące energię mogą odzyskać do 60% tej energii z strumienia solan.

3. Separacja membranowa:Serce układu wykorzystuje elementy membranowe, które mogą usunąć 99,7% rozpuszczonych soli.Nowoczesne membrany kompozytowe o cienkiej warstwie osiągają wyższe natężenie strumienia i dłuższy okres trwania niż wcześniejsze wersje octanu celulozy.

4Po leczeniu:Woda produkowana podlega regulacji mineralnej, równoważeniu pH i dezynfekcji w celu spełnienia norm wody pitnej lub specyficznych wymagań przemysłowych.

5Zarządzanie solanką:Koncentrowana sól słona wymaga ostrożnych strategii usuwania, zazwyczaj obejmujących kontrolowane usuwanie z systemami dyfuzorów w celu zminimalizowania wpływu na środowisko.

• Modułowe konstrukcje umożliwiają skalowalną zdolność od małych społeczności do dużych gmin
• Od lat siedemdziesiątych zużycie energii zmniejszyło się o 80%, osiągając obecnie średnio 3-4 kWh/m3
• Kompaktny ślad umożliwia wdrożenie w ograniczonych miejscach
• Może przetwarzać różne źródła wody poza wodą morską, w tym wodę słoną i ścieki

Procesy termiczne, w tym wieloetapowe rozbłyski (MSF) i wieloefektywna destylacja (MED), odparowują wodę morską i kondensują parę w celu wytworzenia wody słodkiej.Metody te nadal są powszechne w regionach z dostępem do taniej energii cieplnej.

Wieloetapowy błysk (MSF):Gorąca woda morska przepływa przez szereg komór o stopniowo niższym ciśnieniu, powodując natychmiastowe odparowanie ("błysk") na każdym etapie.Rośliny MSF zazwyczaj wymagają 10-16 kWh/m3 energii cieplnej plus 20,5-5 kWh/m3 energii elektrycznej.

Destylacja wieloefektywna (MED):Wielu parowników działa w kolejności, z których każdy wykorzystuje ciepło ukryte z pary poprzedniego etapu.wymagające 6-12 kWh/m3 energii cieplnej.

• Produkuje wodę o wysokiej czystości bez względu na zawartość soli w paszy
• Może wykorzystywać odpady ciepła z elektrowni lub procesów przemysłowych
• Mniej wrażliwe na zmiany jakości wody podnośnej niż systemy membranowe
• Długa historia eksploatacji z udowodnioną niezawodnością

Wybór pomiędzy RO a odsalanie termiczne wiąże się z wieloma rozważaniami:

Wymagania energetyczne:RO zapewnia ogólnie niższe zużycie energii, zwłaszcza przy użyciu nowoczesnych urządzeń odzysku energii.

Jakość wody:Metody termiczne wytwarzają wodę ultraczystą, natomiast RO może wymagać dodatkowej przetwarzania w niektórych zastosowaniach.

Koszty kapitałowe:Duże elektrownie cieplne wymagają większych inwestycji początkowych, ale mogą mieć niższe koszty eksploatacji w określonych scenariuszach.

Elastyczność operacyjna:Systemy RO umożliwiają łatwiejsze dostosowanie produkcji do wahań popytu.

Wpływ na środowisko:Obie technologie wytwarzają skoncentrowaną sól słoną, ale systemy RO zazwyczaj produkują mniejsze ilości.

Przemysł nadal ewoluuje z kilkoma ważnymi wydarzeniami:

Systemy hybrydowe:Połączenie RO z procesami cieplnymi może zoptymalizować zużycie energii i współczynnik odzysku wody.

Integracja odnawialnych źródeł energii:Systemy RO zasilane energią słoneczną i zakłady MED wykorzystujące energię słoneczną stają się coraz bardziej powszechne.

Zaawansowane materiały:Nowe chemiczne struktury i konfiguracje membrany obiecują większą odporność na odrzucanie soli i zanieczyszczenie.

Wynagrodzenie solanki:Technologie pozwalające na wydobycie cennych minerałów z strumieni koncentratów zyskują coraz większą uwagę.

Ponieważ niedobór wody nasila się na całym świecie, zarówno odwrotna osmoza, jak i odsalanie cieplne będą odgrywać kluczową rolę w strategiach bezpieczeństwa wody.dostępne źródła energii, oraz szczególnych wymogów dotyczących jakości wody.