Air adalah sumber kehidupan, tetapi kekurangan sumber daya air secara global menjadi semakin serius, dan air dengan kandungan garam yang tinggi tidak dapat langsung dikonsumsi atau digunakan. Teknologi menghilangkan garam dari air telah menjadi cara penting untuk meringankan krisis air tawar!
Ini mengacu pada proses menghilangkan garam yang larut dari air melalui cara fisik atau kimia, dengan fokus pada pengurangan konsentrasi anion dan kation dalam air untuk memenuhi persyaratan kualitas air tertentu; Tujuan utama untuk mengukur efek desalinasi adalah laju desalinasi. Sebagai contoh, rumus untuk menghitung laju desalinasi membran osmosis balik adalah: (1 - kandungan garam dalam air yang diproduksi / kandungan garam dalam influen) × 100%;
Menurut prinsip penilaian, teknologi desalinasi dapat dibagi menjadi tiga kategori: metode pemisahan membran, metode transformasi fasa, dan metode perpindahan bahan kimia; Teknologi pemisahan membran mengakomodasi dua proses utama, elektrodialisis dan osmosis balik. Aturan perubahan fase diwakili oleh distilasi dan pembekuan, sedangkan aturan perpindahan bahan kimia secara khusus mengacu pada teknologi pertukaran ion;
| Contoh Teknis | Tingkat Penghapusan Garam | Kisaran Kandungan Garam yang Berlaku | Keuntungan Utama | Keterbatasan Utama |
|---|---|---|---|---|
| Metode osmosis terbalik | 98% -99.5% | Aplikasi umum | Desalinasi yang efisien, peralatan yang ringkas | Permintaan yang tinggi untuk kualitas air masuk dan biaya tinggi |
| Metode elektrodialisis | Tergantung pada konfigurasi | 200-4000 mg / L | Permintaan rendah untuk kekeruhan influen | Konsumsi energi meningkat dengan meningkatnya kadar garam |
| Metode pertukaran ion | Lebih dari 95% | Kadar garam rendah (desalinasi dalam) | Cocok untuk persiapan air dengan kemurnian tinggi | Resin perlu diregenerasi sesuai jadwal, dan biaya operasional dipengaruhi oleh konsumsi regeneran |
| Penguapan multi efek | Efisien | Air dengan salinitas tinggi | Mampu menangani air dengan salinitas tinggi | Konsumsi energi yang tinggi, peralatan yang rentan terhadap penskalaan |
| Metode osmosis maju | Dalam penelitian | Tahap eksperimental | Konsumsi energi rendah, tidak perlu tekanan | Kematangan teknologi yang tidak memadai |
Reverse osmosis adalah proses fisik yang menipu membran semi permeabel untuk memisahkan garam di bawah tekanan; Metode ini menggunakan membran semi permeabel berstruktur asimetris yang terbuat dari bahan selulosa asetat atau poliamida untuk mencapai permeasi selektif molekul air dan ion garam di bawah tekanan operasi mulai dari 2,8-8,0 MPa;
Kontur membran reverse osmosis dicirikan oleh pori-pori berskala nano, yang ukurannya dikontrol dengan tepat - hanya sedikit lebih besar dari molekul air, tetapi mampu mengisolasi ion garam yang terlarut dalam air secara efektif. Ketika air laut mengalir melalui permukaan membran di bawah tekanan tinggi, molekul air masuk ke sisi lain membran melalui pori-pori, sementara garam dan kotoran ditahan dan dilepaskan, sehingga mencapai tujuan pabrik desalinasi osmosis balik air laut . Kemampuan reverse osmosis terus meningkat, dan Cina telah berhasil menembus tiga teknologi hambatan utama membran osmosis balik dan penerimaan energi dalam rakitan desalinasi air laut kecil dan menengah yang diproduksi di dalam negeri! Tingkat desalinasi membran osmosis balik yang dikembangkan oleh Kota Weihai setinggi 99,8%, dan peralatan tersebut telah banyak digunakan di kapal penangkap ikan laut dalam, pulau-pulau lepas pantai, dan berbagai proyek desalinasi air laut;
Elektrodialisis adalah teknologi yang memanfaatkan permeabilitas selektif membran penukar anion / kation untuk mencapai migrasi dan pemisahan ion di bawah aksi medan listrik arus searah; Struktur tumpukan membran dengan jarak antara ruang air pekat dan ruang air tawar dikonfigurasikan. Di bawah dorongan medan listrik, anion dan kation bermigrasi ke elektroda yang berlawanan, tetapi karena selektivitas membran penukar ion, ion garam dipertahankan di ruang air pekat, sehingga mencapai desalinasi!
Ada dua mode operasi utama untuk elektrodialisis: satu kali (desalinasi dicapai dengan satu kali aliran air baku) dan sirkulasi batch (desalinasi dicapai dengan mengedarkan air baku hingga laju desalinasi yang telah ditentukan tercapai); Teknologi ini membutuhkan persyaratan kekeruhan kurang dari 1 FTU untuk air yang masuk, dan kerapatan arus yang bekerja harus dikontrol pada 80-100 mA / cm ². Sangat cocok untuk air dengan kandungan garam 200-4000 mg/L!
Dengan manipulasi teknologi terintegrasi EDR (Electrodialysis Rotation), efisiensi penggunaan air elektrodialisis menjadi sebanding dengan reverse osmosis, dan permintaan untuk kontrol kualitas air lebih rendah daripada reverse osmosis, sehingga masih kompetitif dalam skenario aplikasi tertentu.
Metode penukaran ion mengadopsi kombinasi resin penukar kation asam kuat dan resin penukar anion basa kuat untuk perakitan. Gugus fungsi resin menggantikan kation seperti Ca ² ⁺ dan Na ⁺ dalam air dan anion seperti Cl - dan SO ₄ ² - melalui reaksi yang dapat dibalik;
Fitur utama dari metode ini adalah tingkat penghilangan garam lebih dari 95%, tetapi biaya operasi sangat dipengaruhi oleh konsumsi regeneran; Resin yang tidak valid perlu diregenerasi secara teratur dengan 5-10% asam sulfat, asam klorida, atau larutan natrium hidroksida 4-5%. Limbah cair regenerasi yang dihasilkan harus dinetralkan untuk mencegah polusi sekunder!
Metode pertukaran ion lebih cocok untuk sistem persiapan air dengan kemurnian tinggi skala kecil, dengan persyaratan yang lebih tinggi untuk kandungan garam yang masuk, dan cocok untuk aplikasi desalinasi dalam seperti air; Dibandingkan dengan teknologi membran, metode pertukaran ion memiliki keunggulan ekonomi dalam mengolah sumber air dengan kadar garam rendah, tetapi ketika konsentrasi garam di dalam air tinggi, biaya pengoperasian akan meningkat secara signifikan!
Kemampuan desalinasi metode perubahan fasa terutama mencakup metode distilasi dan pembekuan; Penguapan multi efek adalah bentuk metode distilasi yang ditingkatkan yang memanfaatkan kemampuan pengurangan tekanan untuk menurunkan tekanan operasi dan titik didih larutan di evaporator berikutnya dibandingkan dengan yang sebelumnya, memungkinkan uap sekunder yang diekstraksi dari evaporator sebelumnya berfungsi sebagai uap pemanas untuk evaporator berikutnya, sehingga meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi panas.
Metode distilasi mencapai identifikasi perubahan fasa melalui penguapan multi efek, tetapi memerlukan penyelidikan rinci tentang energi panas dan rentan terhadap masalah penskalaan peralatan; Metode pembekuan menggunakan suhu rendah -5 hingga -20 ℃ untuk membekukan air murni, dan air garam pekat residu perlu ditangani secara terpisah. Metode hidrat adalah teknologi baru yang menghasilkan hidrat kristal padat dengan menginjeksikan gas seperti propana ke dalam air asin, tetapi masih dalam tahap validasi laboratorium.
Teknologi perubahan fase memiliki rentang aplikasi praktis yang relatif sempit karena konsumsi energi yang tinggi atau kematangan teknologi yang tidak memadai. Perangkat distilasi sering digunakan untuk desalinasi air laut yang terbawa oleh kapal, sementara metode pembekuan hanya terlihat dalam skenario khusus seperti ekspedisi ilmiah kutub.
Forward osmosis (FO) adalah teknologi pemisahan membran yang membalikkan reverse osmosis! Sebagai teknologi baru yang potensial untuk pemurnian dan desalinasi air, forward osmosis sedang didiskusikan dan dipraktikkan dari berbagai perspektif dan pada tingkat yang lebih dalam di dunia.
Metode perembesan adsorpsi tanpa tekanan (CN92110710.2) adalah manipulasi osmosis maju yang memungkinkan air meresap melalui membran berpori ke dalam adsorben penyerap super atau larutan konsentrasi garam atau bahan padat yang bahkan lebih tinggi daripada air laut, tanpa perlu tekanan eksternal! “Ekstrak” garam tambahan dalam larutan mudah diuapkan tanpa menambahkan terlalu banyak panas!
Kemampuan osmosis maju telah dimanipulasi untuk waktu yang lama, misalnya, orang mengadopsi garam untuk menyimpan makanan untuk waktu yang lama, karena di lingkungan garam yang tinggi, sebagian besar bakteri, jamur, dan patogen akan mengalami dehidrasi dan mati atau kehilangan aktivitasnya untuk sementara waktu karena osmosis; Teknologi pemisahan membran osmosis maju telah digunakan di berbagai bidang seperti desalinasi air laut, pengolahan limbah, pemrosesan makanan, obat-obatan, dan terutama dalam sistem pendukung kehidupan penyelamatan darurat untuk menghasilkan air tawar.
Kemampuan untuk menghilangkan garam juga dapat digunakan di anjungan lepas pantai, pulau-pulau lepas pantai, dan skala besar proyek desalinasi air laut! Di anjungan pengeboran minyak, Pulau Yongxing di Sansha, Pulau Xiaoqin di Yantai dan tempat-tempat lain, teknologi desalinasi air laut memberikan jaminan sumber air yang dapat diandalkan untuk kehidupan sehari-hari dan produksi industri penduduk setempat!
Teknologi desalinasi akan dikembangkan dalam beberapa arah utama di masa depan: pertama, mempercepat peningkatan dan penerapan tingkat lokalisasi peralatan, dengan fokus pada terobosan dalam produksi nasional peralatan utama seperti peralatan berkinerja tinggi smembran osmosis balik air laut, pompa tekanan tinggi air laut skala besar, dan rakitan pemulihan energi. Perusahaan domestik seperti Walton Technology dan Bishuiyuan telah secara mandiri mengembangkan membran reverse osmosis, yang telah berhasil diterapkan di berbagai proyek desalinasi air laut dan secara bertahap mematahkan monopoli perusahaan asing.
Yang kedua adalah berusaha untuk meningkatkan manfaat ekonomi dari desalinasi air laut, memperdalam penelitian tentang teknologi kopling energi terbarukan dan desalinasi air laut, dan menggunakan energi terbarukan seperti energi matahari dan energi laut untuk menyediakan tenaga untuk desalinasi air laut dan mencapai “listrik hijau untuk air hijau”. Mempromosikan penerapan desalinasi air laut berkualitas tinggi, mempertahankan penggunaan dan harga air yang optimal.
Ketiga, kami akan dengan penuh semangat mempromosikan pemanfaatan sumber daya air laut secara komprehensif, membuka penelitian tentang ekstraksi dan pemanfaatan elemen strategis dalam air laut, memperdalam penelitian dan demonstrasi teknologi rekayasa untuk ekstraksi bromin dan kalium dalam skala besar dari air laut, dan meningkatkan pengembangan sumber daya mineral strategis seperti litium dan sesium dalam air laut; Kemampuan pasokan air yang dibedakan telah menjadi arah baru, yaitu untuk memenuhi kebutuhan air pernikahan yang tepat melalui perawatan pasca-perlakuan yang berbeda! Menambahkan mineral dalam jumlah sedang dalam air minum untuk meningkatkan rasa, sambil mengadopsi teknologi reverse osmosis multi-tahap dalam air pendingin peralatan untuk lebih mengurangi konduktivitas air dan mengurangi biaya sistem pendingin peralatan!
Dengan inovasi teknologi dan dukungan strategis, teknologi desalinasi akan memainkan peran yang semakin penting dalam mengatasi kekurangan sumber daya air di daerah pesisir, mencapai pemanfaatan sumber daya air yang berkelanjutan, dan memastikan pembangunan ekonomi dan sosial yang berkelanjutan!
Kysearo adalah perusahaan manufaktur pengolahan air terkemuka yang berbasis di Cina, yang mengkhususkan diri dalam desain dan pembuatan sistem pengolahan air efisiensi tinggi.
Dengan pengalaman lebih dari 20 tahun di industri ini, kami berdedikasi untuk merevitalisasi berbagai sumber air, termasuk air laut, air sumur, sumur bor, air keran, dan air bawah tanah, dan lain-lain.
Produk
Perusahaan
Kontak
