Аннотация С усугублением глобального изменения климата и ростом населения, опреснение морской воды технология стала основным решением для обеспечения водной безопасности в засушливых регионах. В этой статье в качестве отправной точки рассматривается технология обратного осмоса, систематически анализируется принцип работы опреснителя морской воды, обсуждаются его технологические преимущества, экологические выгоды и экономическая ценность в сочетании с типичными случаями и авторитетными данными по всему миру. В статье приводится последний отчет Международной ассоциации опреснителей (IDA) и других организаций, чтобы показать путь технологических инноваций через многомерные сравнения, обеспечивая научную основу для устойчивого управления водными ресурсами.
Обратный осмос (RO) в настоящее время является самой распространенной технологией опреснения, суть которой заключается в прогонке морской воды через полупроницаемые мембраны под высоким давлением. Как показано на примере опреснительного завода в Перте, процесс состоит из трех этапов:
Многоступенчатый флэш-генератор (MSF) испаряет и конденсирует морскую воду, постепенно понижая ее давление. В качестве примера можно привести проект Jubail III в Саудовской Аравии. Его производительность 900 000 тонн в сутки основана на использовании отработанного тепла атомной электростанции, что повышает эффективность использования энергии на 40%. По сравнению с обратным осмосом, MSF больше подходит для сочетания с проектами когенерации (табл. 1).
Сравнение основных технологий опреснения воды и цивилизации суши.
| Индикаторы | Обратный осмос (RO | Многоступенчатое флэш-испарение (MSF) |
|---|---|---|
| Потребление энергии (кВтч/м³) | 3-4 | 10-15 |
| Применимая соленость | 35 000 стр. | 50,000 стр. |
| Инвестиционные затраты | Средний Низкий | Высокий |
| Сложность обслуживания | Низкий | Высокий |
В рамках программы “Видение 2030” Саудовская Аравия построила крупнейшую в мире сеть опреснения воды, производя более 7 миллионов кубометров пресной воды в день, 60% из которых производится с использованием технологии обратного осмоса. В проекте Tawil в Объединенных Арабских Эмиратах (суточная производственная мощность 900 000 тонн) используются коррозионностойкие дуплексные мембранные модули из нержавеющей стали, разработанные CEC, с показателем опреснения 99,9%.
Китай уже построил такие эталонные проекты, как Zhoushan Liuheng Island (36 000 тонн/день) и Qingdao Dongjiakou (100 000 тонн/день) и др. Опреснительная база в Бохайском заливе, которая будет введена в эксплуатацию в 2025 году, будет использовать комбинированную технологию “ядерная энергия + обратный осмос”, а ежегодные поставки воды, как ожидается, достигнут 120 миллионов кубических метров.
Соленость опресненного концентрированного рассола может достигать 70 000 ppm, что требует ускоренного смешивания с океаном через диффузоры. В проекте Ашкелон в Израиле используется многоточечная система сброса для снижения градиента солености до уровня естественной морской воды в пределах 3%.
Проект NEOM New City в Саудовской Аравии объединяет фотоэлектрическую генерацию и гравитационное накопление энергии, что позволяет сократить потребление энергии в системе RO до 2,8 кВт-ч/м³. По оценкам IDA, если мировая опреснительная промышленность будет полностью использовать возобновляемые источники энергии, то ежегодные выбросы углекислого газа сократятся на 120 миллионов тонн.
Система FO-MBC, разработанная в Массачусетском технологическом институте, использует осмотическую разницу давлений для опреснения воды, при этом потребление энергии на 30% меньше, чем при обратном осмосе. Графеновая мембрана имеет эффективность отбора ионов в 5 раз выше, чем у обычных материалов, и в настоящее время находится на стадии опытной эксплуатации. .
Ближневосточные предприятия извлекают из концентрированного рассола бром, магний и другие элементы с добавленной стоимостью $0,5/м³. Комплекс “опреснение-соль-химия”, построенный компанией SWCC в Саудовской Аравии, ежегодно извлекает более 2 млн тонн хлорида натрия.
Проект DEWA в Дубае регулирует давление и скорость потока в мембране в режиме реального времени с помощью алгоритмов искусственного интеллекта, продлевая срок службы оборудования на 20%. Его цифровая платформа-близнец моделирует колебания производительности в экстремальных климатических условиях и улучшает реакцию на принятие решений на 50%.
За последнее десятилетие стоимость опреснения методом обратного осмоса снизилась с US$1,5/м³ до US$0,5/м³. Ожидается, что к 2027 году объем мирового рынка опреснения превысит US$30 млрд, а темпы роста составят 8,4%.
Технология опреснения воды, прошедшая путь от лаборатории до промышленного внедрения, не только изменила структуру водных ресурсов засушливых районов, но и породила перекрестные инновации в области зеленой энергетики, новых материалов и интеллектуального управления. Благодаря технологическому прогрессу и политической поддержке этот научно-технический подвиг “просить воду у моря” будет и дальше стимулировать устойчивое развитие человечества. Как сказал президент Международной водной ассоциации, “опреснительная техника - это не вариант, а необходимость, это голубое звено между цивилизацией океана и цивилизацией суши”.”
Kysearo - ведущая китайская компания, специализирующаяся на разработке и производстве высокоэффективных систем очистки воды.
Имея более чем 20-летний опыт работы в отрасли, мы занимаемся восстановлением различных источников воды, включая морскую воду, воду из колодцев, скважин, водопроводную воду, подземные воды и т.д.
Продукция
Компания
Связаться с
