Deși peste 70% din suprafața Pământului este acoperită de apă, marea majoritate a acesteia este apă de mare care nu poate fi înșelată direct! Având în vedere criza tot mai gravă a apei la nivel mondial, tehnologia de desalinizare a apei de mare joacă un rol tot mai important ca soluție;
A instalație de tratare a apei de mare, cunoscută și sub numele de instalație de desalinizare a apei de mare, este o instalație cheie care utilizează capacități speciale pentru a transforma apa de mare în apă dulce și ocupă o poziție centrală în domeniul resurselor de apă; În multe regiuni aride și locuri cu resurse limitate de apă dulce, instalațiile de tratare a apei de mare joacă un rol de neînlocuit.
În ceea ce privește eficiența, sarcina principală a unei stații de tratare a apei de mare este de a elimina sarea, impuritățile și alte substanțe nocive din apa de mare obținută printr-o serie de procese tehnologice complexe și precise, pentru a produce apă dulce care îndeplinește diverse metode de aplicare; Aceste surse de apă dulce au utilizări obișnuite și pot fi utilizate ca o sursă fiabilă de apă potabilă zilnică pentru locuitori, rezolvând problemele de apă potabilă ale oamenilor! De asemenea, poate fi utilizată pentru irigarea agricolă, ajutând culturile să crească viguros și asigurând buna desfășurare a producției agricole. De asemenea, poate manipula producția industrială, poate satisface diverse nevoi de apă industrială și poate promova dezvoltarea statică a industriei.
Stație de tratare a apei de mare, cunoscută și sub denumirea de instalație de desalinizare a apei de mare, al cărei obiectiv principal este de a transfera apa de mare cu un conținut de sare de aproximativ 35 000 mg/l în apă dulce cu un conținut de sare mai mic de 500 mg/l prin metode fizice sau chimice, făcând-o adecvată pentru apă potabilă sau pentru uz industrial și agricol;
Principiul acestui proces se bazează în principal pe două căi majore de calificare: metoda termică și metoda membranei ; Metodele termice (cum ar fi distilarea) utilizează energia termică pentru a promova tranziția de fază în apa de mare și înșela moleculele de apă în împărțirea distribuției de sare în diferite faze, obținând un conținut ridicat de apă sărată! Iar regulile membranei se bazează pe energia externă și pe permeabilitatea selectivă prin membrană, permițând moleculelor de apă să treacă, în timp ce sarea este reținută.
Instalațiile moderne de desalinizare a apei de mare includ de obicei patru etape principale ale procesului: preluarea și pretratarea apei, desalinizarea concentrată, post-tratarea și distribuția apei produse! Pretratarea este o etapă crucială menită să elimine solidele în suspensie, algele și microorganismele din apa de mare și să prevină scalarea și confuzia ulterioară.
Există trei tipuri principale de tehnologii de desalinizare a apei de mare care au obținut aplicații comerciale pe scară largă la nivel mondial: osmoza inversă, evaporarea rapidă în mai multe etape și distilarea cu mai multe efecte la temperatură scăzută!
1. Tehnologia osmozei inverse Osmoza inversă este în prezent cea mai utilizată tehnologie de desalinizare cu membrană; principiul constă în aplicarea unei presiuni externe asupra apei de mare care este mai mare decât presiunea osmotică a acesteia (de obicei 5,5-6,8 MPa), determinând moleculele de apă să penetreze membrana semipermeabilă împotriva obiectivului natural de permeabilitate, în timp ce ionii de sare sunt reținuți.
Cel mai mare avantaj al osmozei inverse constă în consumul său redus de energie, care este doar jumătate din cel al electrodializei și 1/40 din cel al distilării! Odată cu utilizarea pe scară largă a dispozitiv de recuperare a energiei, acceptarea energetică a instalațiilor moderne de osmoză inversă poate ajunge la peste 90%, iar consumul de energie electrică pe tonă de apă a fost redus la sub 3-4 kWh.
2. Capacitate de evaporare flash în mai multe etape Evaporarea flash în mai multe etape aparține tehnologiei de desalinizare termică, care introduce apa de mare încălzită într-o serie de camere de evaporare flash cu presiune care scade treptat, vaporizează instantaneu o parte din apa de mare și condensează aburul pentru a obține apă proaspătă; Această abilitate este sofisticată din punct de vedere tehnic și are cerințe reduse pentru pretratarea apei de mare, ceea ce o face deosebit de potrivită pentru instalațiile de desalinizare mari și ultra mari și este utilizată pe scară largă în țările din Golf;
3. Capacitate de distilare multi-efect la temperaturi scăzute Distilarea cu efect multiplu la temperatură joasă este una dintre cele mai eficiente tehnici de distilare din punct de vedere energetic. Aceasta funcționează la temperaturi sub 70 ℃, conectează mai multe evaporatoare în serie și utilizează aburul format de efectul frontal ca sursă de căldură pentru efectul posterior. Prin evaporare și condensare multiple, se obține apă distilată care este de mai multe ori cantitatea de abur încălzit! Această capacitate previne în mod eficient problema depunerii de săruri anorganice și poate înșela sursele de căldură de calitate inferioară.
Tabelul următor compară principalele caracteristici ale celor trei tehnologii principale de desalinizare a apei de mare:
| Parametrii tehnici | Osmoza inversă | Distilare flash în mai multe etape | Distilare multi-efect la temperatură joasă |
|---|---|---|---|
| Principiul de funcționare | Separarea cu membrană | Evaporarea termică | Evaporarea termică |
| Nivelul consumului de energie | 3-4 kWh/m ³ | 10-14 kWh/m ³ | 6-8 kWh/m ³ |
| Calitatea apei din produs | Bun | Excelentă | Excelentă |
| Cerințe de preprocesare | Înaltă | Scăzut | Mediu |
| Scară aplicabilă | Mare, super mare | Mare, super mare | |
| Principalele zone de manipulare | La nivel mondial | Țările din Golf | Zone industriale de coastă |
Funcționarea unei instalații de tratare a apei de mare este o inginerie de sistem complexă și sofisticată. Luând ca exemplu o instalație de desalinizare a apei de mare cu osmoză inversă, procesul său de funcționare implică în principal următoarele puncte-cheie:
Esența consumului de apă: De obicei, apa este preluată din zona mării la o anumită adâncime de coastă prin conducte dedicate, sau “lacul de apă de mare” de coastă este păcălit să stocheze apă de mare în timpul mareei mari; ;
Etapa de pretratament: Apa de mare este supusă unui grilaj grosier și unui rezervor de nisip de retensionare pentru a elimina solidele în suspensie cu un diametru mai mare de 1 mm. Apoi, este filtrată printr-un filtru multi-media și un filtru de precizie pentru a reduce indicele de densitate a amestecului la sub 3, pentru a proteja membrana de osmoză inversă ulterioară! Pretratamentul include, de asemenea, sterilizarea și tratamentul de ucidere a algelor, iar generatoarele de hipoclorit de sodiu pentru apă de mare utilizate în mod obișnuit produc hipoclorit de sodiu pentru a ucide microorganismele.
Procesul de desalinizare Focus: Apa de mare pretratată este presurizată la aproximativ 5,5-6,8 MPa de o pompă de înaltă presiune și apoi intră în grupul de membrane de osmoză inversă; moleculele de apă trec prin peretele membranei pentru a deveni apă dulce, în timp ce sarea este interceptată pentru a forma apă sărată concentrată!
Etapa de postprocesare: Apa proaspătă produsă trebuie să fie mineralizată și dezinfectată. Prin adăugarea dioxidului de carbon și a mineralelor necesare, precum și prin dezinfectarea cu hipoclorit de sodiu, apa produsă în final devine adecvată pentru metoda OMS privind apa potabilă!
Deși tehnologia de tratare a apei de mare a fost aplicată cu maturitate, aceasta se confruntă încă cu provocări multiple, cum ar fi consumul de energie, costul și impactul asupra mediului, în timp ce inovațiile tehnologice au apărut una după alta.
Provocări legate de consumul de energie și inovare Desalinizarea apei de mare este o activitate intensivă din punct de vedere energetic, iar reducerea consumului de energie este principalul obiectiv al inovării tehnologice! Tehnologia osmozei inverse a redus semnificativ consumul de energie electrică pe tonă de apă prin intermediul unor dispozitive eficiente de captare a energiei;
Provocarea și îmbunătățirea costurilor Costul desalinizării apei de mare, care ajungea la $10 pe metru cub în anii 1970, a scăzut acum la $0,5-1 pe metru cub. Proiectul de desalinizare a apei de mare din Huaxia Qingdao a redus semnificativ costurile prin promovarea ratelor de localizare;
Impactul asupra mediului și fraudarea resurselor Deversarea directă a apei sărate concentrate generate în timpul desalinizării apei de mare poate afecta ecologia marină, dar noile tehnologii o transformă într-o resursă; Qingdao Water Supply Haidan Company a semnat un contract în 2023 pentru a înființa primul proiect din lume de extracție a litiului din apă sărată concentrată, care poate produce 40 de tone de carbonat de litiu din apă sărată concentrată în fiecare an, orientând o nouă cale pentru explorarea resurselor de litiu.
Tabel: Comparație între consumul de energie și investițiile în principalele procese de desalinizare a apei de mare
| Competențe | Consumul de energie electrică (kWh/m ³) | Consumul de energie termică (kJ/kg) | Costul investiției | Dificultatea exploatării și întreținerii |
|---|---|---|---|---|
| Osmoza inversă | 3.8-5.0 | Nu este necesară nicio sursă de căldură | Scăzut | Mediu |
| Evaporare flash în mai multe etape | 2.5-5.0 | 290-390 | Înaltă | Mediu |
| Distilare cu efecte multiple | 1.5-2.5 | 230-370 | Înaltă | Mediu ridicat |
Desalinizarea apei de mare a devenit o componentă principală a sistemului global de aprovizionare cu apă, în special în regiunile aride și în orașele de coastă.
Conform Asociației Internaționale de Desalinizare, există 18000 de instalații de desalinizare de top construite în întreaga lume, care furnizează peste 950000 de metri cubi de apă dulce pe zi pentru peste 150 de țări, la o reducere de 300 de milioane! Aceste instalații nu numai că rezolvă problema locală a aprovizionării cu apă potabilă, dar contribuie în primul rând la gestionarea durabilă a resurselor globale de apă!
În Israel, una dintre țările cu cea mai severă penurie de apă la nivel mondial, manipularea pe scară largă a tehnologiei de desalinizare a apei de mare a permis țării să atingă autosuficiența de bază în ceea ce privește aprovizionarea cu apă. Cele cinci mari uzine de desalinizare a apei de mare din Israel au o capacitate anuală de producție de aproximativ 600 de milioane de metri cubi, acoperind 60% din nevoile de apă ale universului; Desalinizarea apei de mare primește, de asemenea, o atenție tot mai mare; 121 de proiecte de desalinizare a apei de mare au fost finalizate la nivel național, cu o capacitate zilnică de producție de apă de 1008800 de tone;f
Odată cu progresul tehnologic și reducerea costurilor, desalinizarea apei de mare trece de la “sursa de apă de urgență” la “sursa de apă convențională” și devine o modalitate importantă de atenuare a crizei globale a apei. Prin inovarea materialelor și optimizarea proceselor, consumul de energie al instalațiilor moderne de instalații de desalinizare a apei de mare a fost redusă cu 80% în comparație cu stadiile anterioare. În viitor, acestea vor juca un rol mai important în asigurarea siguranței globale a apei!
Tehnologia de desalinizare, ca mijloc principal de abordare a deficitului global de apă, îmbunătățește continuu eficiența, reduce costurile și minimizează impactul asupra mediului prin inovare tehnologică; Odată cu maturitatea tehnologiei de cuplare a energiei regenerabile și îmbunătățirea întregului lanț industrial, se așteaptă ca desalinizarea apei de mare să joace un rol mai concentrat în construirea unui sistem durabil de utilizare a resurselor de apă, oferind garanții solide pentru ca omenirea să răspundă la provocările legate de resursele de apă.
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
