Rezumat Odată cu agravarea schimbărilor climatice globale și a creșterii populației, desalinizarea apei de mare a devenit o soluție de bază pentru securitatea apei în regiunile aride. Acest articol ia ca punct de plecare tehnologia osmozei inverse, analizează sistematic principiul de funcționare al desalinizării apei de mare și discută avantajele sale tehnologice, beneficiile pentru mediu și valoarea economică în combinație cu cazuri tipice și date autorizate din întreaga lume. Articolul citează cel mai recent raport al International Desalination Association (IDA) și al altor organizații pentru a arăta calea inovării tehnologice prin comparații multidimensionale, oferind o bază științifică pentru gestionarea durabilă a resurselor de apă.
Osmoza inversă (OI) este în prezent cea mai răspândită tehnologie de desalinizare, al cărei nucleu constă în trecerea apei de mare prin membrane semipermeabile prin presiune ridicată. Așa cum se arată la uzina de desalinizare Perth, procesul constă în trei etape:
Sistemul Multi-stage flash (MSF) evaporă și condensează apa de mare prin depresurizarea treptată a acesteia. Să luăm ca exemplu proiectul Saudi Arabia Jubail III, a cărui capacitate de 900 000 tone/zi se bazează pe căldura reziduală a centralei nucleare, ceea ce îmbunătățește utilizarea energiei cu 40%. În comparație cu RO, MSF este mai potrivită pentru combinarea cu proiectele de cogenerare (tabelul 1).
Comparație între tehnologiile principale de desalinizare și civilizația terestră.
| Indicatori | Osmoza inversă (RO | Vaporizare rapidă în mai multe etape (MSF) |
|---|---|---|
| Consumul de energie (kWh/m³) | 3-4 | 10-15 |
| Salinitatea aplicabilă | 35,000 ppm | 50,000 ppm |
| Costuri de investiții | Mediu Scăzut | Înaltă |
| Complexitatea întreținerii | Scăzut | Înaltă |
Arabia Saudită a construit cea mai mare rețea de desalinizare din lume prin “Vision 2030”, producând peste 7 milioane de metri cubi de apă dulce pe zi, din care 60% sunt produse cu ajutorul tehnologiei RO. Proiectul Tawil din Emiratele Arabe Unite (capacitate de producție zilnică de 900 000 de tone) adoptă module cu membrană din oțel inoxidabil duplex rezistent la coroziune dezvoltate de CEC, cu o rată de desalinizare de 99,9%.
China a construit deja proiecte de referință precum Zhoushan Liuheng Island (36 000 tone/zi) și Qingdao Dongjiakou (100 000 tone/zi) etc. Baza de desalinizare din Golful Bohai, care urmează să fie pusă în funcțiune în 2025, va adopta tehnologia cuplată “energie nucleară + RO”, iar aprovizionarea anuală cu apă ar trebui să ajungă la 120 de milioane de metri cubi.
Salinitatea saramurii concentrate desalinizate poate ajunge la 70.000 ppm, ceea ce necesită amestecarea accelerată a oceanelor prin difuzoare. Proiectul Ashkelon din Israel utilizează un sistem de evacuare în mai multe puncte pentru a reduce gradientul de salinitate la 3% față de apa de mare naturală.
Proiectul NEOM New City din Arabia Saudită integrează producția de energie fotovoltaică și stocarea energiei gravitaționale pentru a reduce consumul de energie RO la 2,8 kWh/m³. Conform estimărilor IDA, dacă industria globală de desalinizare aplică integral energia regenerabilă, emisiile anuale de carbon pot fi reduse cu 120 de milioane de tone.
Sistemul FO-MBC dezvoltat de MIT utilizează diferența de presiune osmotică pentru a conduce desalinizarea, cu un consum de energie cu 30% mai mic decât RO. Membrana de grafen are o eficiență de filtrare a ionilor de 5 ori mai mare decât cea a materialelor convenționale și se află acum în faza pilot .
Întreprinderile din Orientul Mijlociu extrag brom, magneziu și alte elemente din saramura concentrată, cu o valoare adăugată de $0,5/m³. Complexul “desalinizare-sare chimică” construit de SWCC în Arabia Saudită recuperează anual peste 2 milioane de tone de clorură de sodiu.
Proiectul Dubai DEWA ajustează presiunea membranei și debitul în timp real prin algoritmi AI, prelungind durata de viață a echipamentelor cu 20%. Platforma sa geamănă digitală simulează fluctuațiile de capacitate în condiții climatice extreme și îmbunătățește răspunsul decizional cu 50%.
În ultimul deceniu, costul desalinizării RO a scăzut de la US$1,5/m³ la US$0,5/m³. Se preconizează că piața mondială a desalinizării va depăși $30 de miliarde de dolari până în 2027, cu o creștere CAGR de 8,4%.
Tehnologia de desalinizare, de la laborator la industrializare, nu numai că a remodelat modelul resurselor de apă din zonele aride, dar a generat, de asemenea, inovarea încrucișată a energiei verzi, a materialelor noi și a controlului inteligent. Cu ajutorul progreselor tehnologice și al sprijinului politic, această performanță științifică și tehnologică de “a cere apă din mare” va continua să stimuleze dezvoltarea durabilă a omenirii. După cum a declarat președintele Asociației Internaționale a Apei, “ingineria desalinizării nu este o opțiune, ci o necesitate - este legătura albastră dintre civilizația oceanică și civilizația terestră”.”
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
