Apa este sursa vieții, dar deficitul global de resurse de apă devine din ce în ce mai grav, iar apa cu un conținut ridicat de sare nu poate fi consumată sau utilizată direct. Tehnologia de eliminare a sării din apă a devenit o modalitate importantă de atenuare a crizei de apă dulce!
Se referă la procesul de eliminare a sărurilor solubile din apă prin mijloace fizice sau chimice, cu accent pe reducerea concentrației de anioni și cationi din apă pentru a îndeplini cerințele specifice de calitate a apei; Obiectivul-cheie pentru măsurarea efectului desalinizării este rata de desalinizare. De exemplu, formula de calcul a ratei de desalinizare a unei membrane de osmoză inversă este: (1- conținutul de sare din apa produsă/ conținutul de sare din influent) × 100%;
În conformitate cu principiul judecății, tehnologie de desalinizare pot fi împărțite în trei categorii: metoda separării membranelor, metoda transformării fazelor și metoda deplasării chimice; Tehnologia separării membranelor găzduiește două procese principale, electrodializa și osmoza inversă. Regulile de transformare a fazei sunt reprezentate de distilare și congelare, în timp ce regulile de deplasare chimică se referă în mod specific la tehnologia schimbului de ioni;
| Exemplu tehnic | Rata de îndepărtare a sării | Intervalul de conținut de sare aplicabil | Principalele avantaje | Principalele limitări |
|---|---|---|---|---|
| Metoda osmozei inverse | 98% -99.5% | Cerere comună | Desalinizare eficientă, echipamente compacte | Cerere ridicată pentru calitatea apei de admisie și costuri ridicate |
| Metoda electrodializei | În funcție de configurație | 200-4000 mg/L | Cerere scăzută pentru turbiditatea influentului | Consumul de energie crește odată cu creșterea conținutului de sare |
| Metoda schimbului de ioni | Peste 95% | Conținut scăzut de sare (desalinizare profundă) | Potrivit pentru prepararea apei de înaltă puritate | Rășina trebuie regenerată la timp, iar costurile de exploatare sunt afectate de consumul de regeneranți |
| Evaporare cu efect multiplu | Eficientă | Apă cu salinitate ridicată | Capabil să manipuleze apă cu salinitate ridicată | Consum mare de energie, echipamente predispuse la scaldare |
| Metoda osmozei directe | În cercetare | Etapa experimentală | Consum redus de energie, nu este nevoie de presiune | Maturitate tehnologică insuficientă |
Osmoza inversă este un proces fizic care utilizează membrane semipermeabile pentru a separa sarea sub presiune; Această metodă utilizează membrane semipermeabile structurate asimetric din acetat de celuloză sau materiale poliamidice pentru a realiza permeabilitatea selectivă a moleculelor de apă și a ionilor de sare sub presiuni de operare cuprinse între 2,8-8,0 MPa;
Conturul membranei de osmoză inversă este caracterizat de pori nanometrici, a căror dimensiune este controlată cu precizie - doar puțin mai mari decât moleculele de apă, dar capabili să izoleze eficient ionii de sare dizolvați în apă. Atunci când apa de mare curge prin suprafața membranei sub presiune ridicată, moleculele de apă intră pe cealaltă parte a membranei prin pori, în timp ce sarea și impuritățile sunt reținute și eliberate, atingând astfel scopul de instalație de desalinizare a apei de mare prin osmoză inversă . Capacitatea de osmoză inversă este în continuă îmbunătățire, iar China a reușit să depășească cele trei blocaje tehnologice majore ale membranei de osmoză inversă și ale acceptării energiei în ansamblurile de desalinizare a apei de mare de dimensiuni mici și medii produse pe plan intern! Rata de desalinizare a membranei de osmoză inversă dezvoltată de orașul Weihai este de 99,8%, iar echipamentul a fost utilizat pe scară largă în ambarcațiuni de pescuit la mare adâncime, insule offshore și diverse proiecte de desalinizare a apei de mare;
Electrodializa este o tehnologie care utilizează permeabilitatea selectivă a membranelor schimbătoare de anioni/cationi pentru a realiza migrarea și separarea ionilor sub acțiunea unui câmp electric de curent continuu; Este configurată structura stivei de membrane cu o distanță între camera de apă concentrată și camera de apă dulce. Sub acțiunea unui câmp electric, anionii și cationii migrează spre electrozi opuși, dar datorită selectivității membranei schimbătoare de ioni, ionii de sare sunt reținuți în camera de apă concentrată, realizându-se astfel desalinizarea!
Există două moduri principale de funcționare pentru electrodializă: o singură dată (desalinizarea se realizează printr-o singură trecere a apei brute) și circulația discontinuă (desalinizarea se realizează prin circulația apei brute până când se atinge rata de desalinizare predeterminată); Această tehnologie necesită o turbiditate mai mică de 1 FTU pentru apa de intrare, iar densitatea curentului de lucru trebuie să fie controlată la 80-100 mA/cm ². Este adecvată pentru apa cu un conținut de sare de 200-4000 mg/L!
Odată cu manipularea tehnologiei integrate EDR (Electrodialysis Rotation), eficiența utilizării apei prin electrodializă a devenit comparabilă cu osmoza inversă, iar cererea de control al calității apei este mai mică decât cea a osmozei inverse, ceea ce o face încă competitivă în scenarii de aplicații specifice.
Metoda de schimb ionic adoptă o combinație de rășină schimbătoare de cationi puternic acidă și rășină schimbătoare de anioni puternic alcalină pentru asamblare. Grupurile funcționale ale rășinii înlocuiesc cationi precum Ca ² ⁺ și Na ⁺ din apă și anioni precum Cl - și SO ₄ ² - prin reacții reversibile;
Principala caracteristică a acestei metode este o rată de eliminare a sării de peste 95%, dar costul de operare este influențat în mare măsură de consumul de regenerant; rășinile invalide trebuie regenerate în mod regulat cu acid sulfuric 5-10%, acid clorhidric sau soluție de hidroxid de sodiu 4-5%. Lichidul rezidual regenerat generat trebuie neutralizat pentru a preveni poluarea secundară!
Metoda schimbului de ioni este mai potrivită pentru sistemele de preparare a apei de înaltă puritate la scară mică, cu cerințe mai mari pentru conținutul de sare în influent, și este potrivită pentru aplicații de desalinizare profundă a apei; În comparație cu tehnologia membranară, metoda schimbului de ioni are avantaje economice în tratarea surselor de apă cu conținut scăzut de sare, dar atunci când concentrația de sare din apă este ridicată, costul de operare va crește semnificativ!
Capacitatea de desalinizare a metodei de schimbare a fazei include în principal metode de distilare și de congelare; evaporarea cu efect multiplu este o formă îmbunătățită a metodei de distilare care utilizează capacitatea de reducere a presiunii pentru a reduce presiunea de funcționare și punctul de fierbere al soluției în evaporatorul ulterior în comparație cu cel anterior, permițând aburului secundar extras din evaporatorul anterior să servească drept abur de încălzire pentru cel ulterior, promovând astfel eficiența utilizării energiei termice.
Metoda de distilare realizează identificarea schimbării de fază prin evaporare cu efect multiplu, dar necesită investigarea detaliată a energiei termice și este predispusă la probleme de scalare a echipamentelor; metoda de congelare utilizează o temperatură scăzută de -5 până la -20 ℃ pentru a îngheța apa pură, iar apa sărată concentrată reziduală trebuie tratată separat. Metoda hidratului este o tehnologie emergentă care produce hidrați cristalini solizi prin injectarea de gaze precum propanul în apa sărată, dar se află încă în faza de validare în laborator.
Tehnologia schimbării de fază are un domeniu de aplicare practică relativ restrâns din cauza consumului ridicat de energie sau a maturității tehnologice insuficiente. Dispozitivele de distilare sunt adesea utilizate pentru desalinizarea apei de mare la bordul navelor, în timp ce metodele de congelare sunt întâlnite doar în scenarii speciale, cum ar fi expedițiile științifice polare.
Osmoza avansată (FO) este o tehnologie de separare a membranelor care inversează osmoza inversă! Ca o nouă tehnologie potențială pentru purificarea și desalinizarea apei, osmoza avansată este discutată și practicată din perspective multiple și la un nivel mai profund în lume.
Metoda de permeare prin adsorbție fără presiune (CN92110710.2) este o manipulare a osmozei directe care permite apei să pătrundă printr-o membrană poroasă într-o soluție adsorbantă superabsorbantă sau concentrată în sare sau într-un material solid care este chiar înaintea apei de mare, fără a fi nevoie de presiune externă! “Extractul” suplimentar de sare din soluție este evaporat cu ușurință, fără a adăuga prea multă căldură!
Capacitatea osmozei directe a fost manipulată pentru o lungă perioadă de timp, de exemplu, oamenii adoptă sarea pentru a stoca alimente pentru o lungă perioadă de timp, deoarece în medii cu conținut ridicat de sare, majoritatea bacteriilor, mucegaiurilor și agenților patogeni se vor deshidrata și vor muri sau își vor pierde temporar activitatea datorită osmozei; Tehnologia de separare a membranelor de osmoză directă a fost utilizată în domenii precum desalinizarea apei de mare, tratarea apelor uzate, prelucrarea alimentelor, medicina și, în special, în sistemele de salvare de urgență pentru a produce apă proaspătă.
Capacitatea de a îndepărta sarea este, de asemenea, de mare amploare în cazul platformelor offshore, al insulelor offshore și al instalațiilor pe scară largă proiecte de desalinizare a apei de mare! În platformele de foraj petrolier, insula Yongxing din Sansha, insula Xiaoqin din Yantai și alte locuri, tehnologia de desalinizare a apei de mare oferă o garanție fiabilă a sursei de apă pentru viața de zi cu zi a locuitorilor locali și producția industrială!
Tehnologia de desalinizare va fi dezvoltată în mai multe direcții principale în viitor: în primul rând, accelerarea îmbunătățirii și aplicării nivelului de localizare a echipamentelor, concentrându-se asupra progreselor în producția națională de echipamente-cheie, cum ar fi echipamentele de înaltă performanță smembrane de osmoză inversă eawater, pompe de înaltă presiune pentru apă de mare la scară largă și ansambluri de recuperare a energiei. Companii naționale precum Walton Technology și Bishuiyuan au dezvoltat în mod independent membrane de osmoză inversă, care au fost aplicate cu succes în mai multe proiecte de desalinizare a apei de mare și rup treptat monopolul companiilor străine.
În al doilea rând, trebuie să ne străduim să îmbunătățim beneficiile economice ale desalinizării apei de mare, să aprofundăm cercetarea privind tehnologia de cuplare a energiei regenerabile și a desalinizării apei de mare și să folosim energia regenerabilă, cum ar fi energia solară și energia oceanelor, pentru a furniza energie pentru desalinizarea apei de mare și pentru a realiza “electricitatea verde pentru apa verde”. Promovarea aplicării desalinizării apei de mare de înaltă calitate, menținerea utilizării și a prețului optim al apei.
În al treilea rând, vom promova cu fermitate utilizarea cuprinzătoare a resurselor de apă de mare, vom deschide cercetarea privind extracția și utilizarea elementelor strategice din apa de mare, vom aprofunda cercetarea și demonstrarea tehnologiei inginerești pentru extracția pe scară largă a bromului și a potasiului din apa de mare și vom intensifica dezvoltarea resurselor minerale strategice, cum ar fi litiul și cesiul din apa de mare; Capacitatea de furnizare diferențiată a apei a devenit o nouă direcție, care constă în satisfacerea nevoilor precise de apă pentru căsătorii prin post-tratament diferențiat! Suplimentarea cu cantități moderate de minerale a apei potabile pentru a îmbunătăți gustul, adoptând în același timp tehnologia osmozei inverse în mai multe etape în apa de răcire a echipamentelor pentru a reduce în continuare conductivitatea apei și a reduce costul sistemelor de răcire a echipamentelor!
Prin inovare tehnologică și sprijin strategic, tehnologia de desalinizare va juca un rol din ce în ce mai important în rezolvarea deficitului de resurse de apă în zonele de coastă, în realizarea utilizării continue a resurselor de apă și în asigurarea dezvoltării economice și sociale durabile!
Kysearo este o companie lider în producția de sisteme de tratare a apei din China, specializată în proiectarea și fabricarea de sisteme de tratare a apei de înaltă eficiență.
Cu peste 20 de ani de experiență în industrie, suntem dedicați revitalizării diferitelor surse de apă, inclusiv apă de mare, apă de puț, apă de foraj, apă de la robinet și apă subterană etc.
Produse
Compania
Persoană de contact
