Обратный осмос и термическое опреснение повышают глобальную устойчивость водоснабжения
Поскольку ресурсы пресной воды становятся все более дефицитными во всем мире, опреснение стало важнейшим решением для обеспечения безопасности воды.обратный осмос (RO) и термическая опреснение стали двумя доминирующими подходами, каждый с различными преимуществами и применениями.
Обратный осмос работает путем принуждения морской воды через полупроницаемые мембраны под высоким давлением, позволяя молекулам воды проходить, блокируя соли, минералы и другие примеси.Современные системы обратной связи, такие как NIROBOXTM, значительно улучшили эффективность и надежность этой технологии.
Процесс опреснения включает в себя несколько критических этапов:
1. предварительная обработка:Морская вода проходит несколько этапов фильтрации, чтобы удалить суспендированные твердые вещества, водоросли и микроорганизмы, которые могут повредить мембраны.и химическую обработку для оптимизации качества воды до того, как она достигнет мембран РО.
2. Высокоточные насосы:Специализированные насосы повышают давление воды, чтобы преодолеть естественное осмотическое давление, обычно требующее 50-80 бар для опреснения морской воды.Устройства для восстановления энергии могут восстановить до 60% этой энергии из соляного потока.
3. Сепарация мембраны:Сердце системы использует элементы спиральной мембраны, способные удалять 99,7% растворенных солей.Современные тонкопленочные композитные мембраны достигают более высокой скорости потока и более длительного срока службы, чем более ранние версии ацетата целлюлозы.
4После лечения:Производимая вода подвергается минеральной корректировке, балансировке рН и дезинфекции для удовлетворения стандартов питьевой воды или конкретных промышленных требований.
5Управление соломкой:Концентрированный солевой соль требует тщательных стратегий удаления, как правило, включающих контролируемый сброс с помощью диффузерных систем для минимизации воздействия на окружающую среду.
- Модульные конструкции позволяют масштабировать мощность от небольших общин до крупных муниципалитетов
- Потребление энергии сократилось на 80% с 1970-х годов и в настоящее время составляет в среднем 3-4 кВт·ч/м3
- Компактный отпечаток позволяет развертывать в местах с ограниченным пространством
- Может обрабатывать различные источники воды помимо морской воды, включая солевую воду и сточные воды
Термические процессы, включая многоступенчатую вспышку (MSF) и многоступенчатую дистилляцию (MED), испаряют морскую воду и конденсируют пар для получения пресной воды.Эти методы по-прежнему распространены в регионах с доступом к недорогой тепловой энергии.
Многоступенчатая вспышка (MSF):Нагретая морская вода протекает через ряд камер с постепенно понижающимся давлением, вызывая мгновенное испарение ("вспышка") на каждом этапе.Для установки ССП обычно требуется 10-16 кВт/м3 тепловой энергии плюс 20,5-5 кВт·ч/м3 электрической энергии.
Дистилляция с множественным эффектом (MED):Несколько испарителей работают последовательно, каждый из которых использует скрытое тепло от пара предыдущей ступени.требующие 6-12 кВт·ч/м3 тепловой энергии.
- Производит постоянно высокочистую воду независимо от солености кормов
- Может использовать тепло отходов от электростанций или промышленных процессов
- Меньше чувствительны к изменениям качества питательной воды, чем мембранные системы
- Долгая эксплуатационная история с доказанной надежностью
Выбор между ОР и термической опреснением содержит в себе множество соображений:
Потребности в энергии:Термостанции становятся более конкурентоспособными при наличии отработанного тепла.
Качество воды:Термические методы производят сверхчистую воду, в то время как РО может потребовать дополнительной послеочистки для определенных приложений.
Стоимость капитала:Крупные тепловые установки требуют больших первоначальных инвестиций, но могут иметь более низкие эксплуатационные затраты в конкретных сценариях.
Гибкость работы:Системы ОР могут более легко регулировать производство в соответствии с колебаниями спроса.
Влияние на окружающую среду:Обе технологии генерируют концентрированный солевой соль, но системы ОР обычно производят меньшие объемы.
Промышленность продолжает развиваться с несколькими важными изменениями:
Гибридные системы:Сочетание ОР с тепловыми процессами может оптимизировать использование энергии и скорость восстановления воды.
Интеграция возобновляемых источников:Солнечные системы обратного питания и установки MED, использующие солнечную тепловую энергию, становятся все более распространенными.
Продвинутые материалы:Новые структуры мембраны обещают повышенное отторжение соли и устойчивость к загрязнению.
Оценка отвара:Технологии извлечения ценных полезных ископаемых из концентрированных потоков привлекают все больше внимания.
Поскольку дефицит воды усиливается во всем мире, как обратный осмос, так и термическая опреснение будут играть решающую роль в стратегиях обеспечения безопасности воды.имеющиеся источники энергии, и специальные требования к качеству воды.
