Suyun kaplı mavi bir gezegenimiz, yüzeyinin% 70'inden fazlası geniş okyanuslar tarafından örtülü. Bununla birlikte, bu su bolluğunun aksine, dünyadaki birçok bölge giderek daha şiddetli su kıtlığı ile karşı karşıyadır. "Kuraklık" ve "su sıkıntısı" kelime dağarcığımızda ağır sözler haline geldi. Doğal olarak, insanlar neredeyse sınırsız rezervleriyle dikkatlerini okyanuslara çevirdiler. Yine de, görünüşte küçük bir ayrıntı -tuzluluk- Müthiş bir teknolojik ve ekonomik engel oluşturur. Deniz suyunu kullanılabilir tatlı suyuna dönüştürmek için neden bu tuzu çıkarmak bu kadar zor?
► I. Mücadelenin kökü
► Son derece yüksek tuzluluk
Tuzdan arındırma zorluğunu anlamak için, önce deniz suyunun ne kadar "tuzlu" olduğunu kavramak gerekir. Tuzluluğu tanımlamak için genellikle "binde (‰)" kullanırız. Dünya okyanuslarının ortalama tuzluluğu yaklaşık 35 ‰'dir, yani her litre deniz suyu yaklaşık 35 gram çözünmüş tuz içerir.
Buna karşılık, günlük içtiğimiz tatlı suyun toplam çözünmüş katılar (TD) içeriği tipik olarak 1'in çok altındadır. Dünya Sağlık Örgütü, sudaki TDS 1'i aştığında, tadı çoğu insan için kabul edilemez hale geldiğini ileri sürmektedir. Bu, tuzdan arındırma sürecinin basit bir filtrasyon olmadığı anlamına gelir; gerekirÇözünmüş tuzların% 98'inden fazlasını deniz suyundan çıkarın- Son derece zorlu bir ayırma gereksinimi.
► II. Ana akım teknolojiler ve zorlukları
Şu anda, bu kadar yüksek - hassasiyet ayrımı elde etmek için ana akım teknolojiler öncelikle iki kategoriye ayrılmıştır:termal yöntemlerVemembran yöntemleri. Bununla birlikte, her iki yaklaşım da kendi önemli zorluklarıyla karşı karşıyadır.
► Geleneksel termal teknolojiler
Termal yöntemler, adından da anlaşılacağı gibi, kaynar suya benzer temel bir prensipte çalışır: Deniz suyu buhar üretmek için ısıtılır, tuzları ve diğer maddeleri geride bırakır. Daha sonra saf buhar tatlı su elde etmek için yoğunlaştırılır.
Yüksek Enerji Tüketimi:Bu sürecin en doğrudan zorluğu,muazzam enerji tüketimi. Çok miktarda deniz suyunun kaynamaya ısıtılması büyük miktarda termal enerji gerektirir. Modern termal bitkiler gibi teknolojiler kullansa daMulti - aşama flaş damıtmaVeAtık Isı Geri KazanımEnerji verimliliğini artırmak için, temel enerji ayak izleri önemlidir ve operasyonel maliyetleri yüksek tutar.
Ekipman ölçeklendirme sorunları:Deniz suyu sürekli ısıtıldıkça ve buharlaştıkça, çözünmüş tuzlar yavaş yavaş kristalleşir ve çökelir,kalınkireçIsı değişim boruları ve ekipmanlarının yüzeylerinde ölçek. Bu ölçek sadece ısı transfer verimliliğini ciddi şekilde bozmakla kalmaz, böylece enerji tüketimini arttırır, aynı zamanda ekipmanı aşındırabilir ve karmaşık temizlik ve bakım için periyodik kapatmalar gerektirir.
► Modern membran teknolojileri
Membran yöntemleri, mevcut ana akımdırTers ozmoztemel teknoloji. TipikTers ozmoz tuzdan arındırma sistemiÖzel bir yarı - geçirgen membran kullanır. Muazzam uygulanan basınç altında, su molekülleri membrandan zorlanırken, tuz iyonları ve diğer safsızlıklar bloke edilir.
Önemli Enerji Talebi:Su moleküllerini osmozun doğal yönüne karşı hareket etmeye ve membrandan geçmeye "zorlamak" için normal atmosfer basıncını aşan bir basınç uygulanmalıdır. Bu süreç tamamen sürekli çalışmaya dayanır.Yüksek - basınç pompaları,elektrik tüketimioperasyonel maliyetlerinin önemli bir bileşeni. Bu nedenle, etkili bir ters ozmoz tuzdan arındırma sistemi yadsınamaz bir "güç guzzler" dir.
Çekirdek membran elemanlarının zorlukları:Ters ozmoz zarı sistemin kalbidir, ancak çoknarinVehassas. Mikroorganizmalar, organik madde ve deniz suyundaki diğer maddelertıkamak veyakirletmekMembran yüzeyi, su üretim verimliliğinde ve daha kısa bir ömürde düşüşe yol açar. Bu nedenle, membran sistemine girmeden önce deniz suyu karmaşık pre - tedavisine tabi tutulmalıdır. Bu arada endüstri, daha dayanıklı ve anti - kirletme gibi üstün performansa sahip membran malzemelerini sürekli olarak araştırıyorseramik tuzdan arındırma zar, hizmet ömrünü uzatma ve bakım maliyetlerini azaltma umuduyla.
Konsantre tuzlu su atılması:Membran tuzdan arındırma tüm yem deniz suyunu tatlı suya dönüştürmez. Aslında, şimdi reddedilen tuzları içeren deniz suyunun önemli bir kısmı, daha yüksek konsantre olarak taburcu edildi"tuzlu su". Bu yan ürün genellikle "tuzdan arındırma konsantresi" veya sadece "konsantre" olarak adlandırılır. Yerel deniz ekosistemini etkilemekten kaçınmak için bu konsantre tuzlu suların bilimsel ve çevresel açıdan sağlam bir şekilde nasıl yönetileceği ve atılacağı, her tuzdan arındırma projesinin ele alması gereken ciddi bir çevresel konudur.
► III. Uygulamada pratik ikilemler
Teknolojik zorlukların ötesinde, tuzdan arındırma uygulaması da kısıtlanmıştır.ekonomiVeesneklik. Büyük bir - ölçekli tuzdan arındırma tesisi oluşturmak önemlidirÖnümüzdeki Yatırımve işletme ve bakım maliyetleri dikkate değerdir, bu da tuzdan arındırılmış suyun fiyatını geleneksel kaynaklardan çok daha yüksek hale getirir.
Uzak adalar, açık deniz platformları veya felaketlerden sonra acil durum arzı gibi belirli senaryolarda su taleplerini karşılamak için daha esnek bir çözüm ortaya çıktı: konteyner tuzdan arındırma sistemi. Bu mobil tuzdan arındırma tesisi, tüm arıtma sistemini standart bir nakliye konteynerine entegre ederek, küçük bir ayak izi, kısa inşaat dönemi ve hareketlilik gibi avantajlar sunar. Bu konteyner tipi deniz suyu tuzdan arındırma ekipmanı, merkezi olmayan su temini zorluklarını çözmek için yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Şu anda, bu konteynered RO tuzdan arındırma tesislerinin çoğu da ters ozmoz tuzdan arındırma sistemi teknolojisine dayanarak inşa edilmiştir.
Çözüm
Sonuç olarak, deniz suyu tuzdan arındırma zorluğu, ilkelerinin karmaşıklığından kaynaklanmaktadır, ancak temelde malzeme ve mühendislik açısından yoğun, maliyetli ve son derece zorlu enerji olan bir ayrılık süreci olduğu için. Termal veya membran yöntemleri kullanın, endüstri üç büyük zorlukla yüzleşmelidir.enerji tüketimi, ekipman bozulması, VeÇevre Koruma. Bununla birlikte, sürekli teknolojik ilerleme ve yenilikle, - tasarlanmış bir ters ozmoz tuzdan arındırma sistemi giderek daha verimli hale geliyor. Küresel su stresinin büyümesinin bir geleceği ile karşı karşıya olan deniz suyu tuzdan arındırma, şüphesiz insan su güvenliğini sağlamak için vazgeçilmez kilit teknolojilerinden biri olmaya devam ediyor.