В условиях все более дефицитных мировых водных ресурсов, опреснение океанической воды стал важным способом решения проблемы снабжения пресной водой! Технология обратного осмоса благодаря своей высокой эффективности стал основным выбором.
Установка для опреснения океанской воды методом обратного осмоса - это устройство, которое обманывает полупроницаемые мембраны, перехватывая соль и растворяя примеси под высоким давлением, позволяя проходить только молекулам воды. В отличие от традиционной дистилляции, обратный осмос основан на физическом разделении мембран, а не на фазовом переходе, поэтому имеет преимущества и недостатки с точки зрения потребления энергии, занимаемой площади и сложности оборудования.
Установка для опреснения воды в океане использует принцип обратного осмоса, при котором на морскую воду подается давление через насос высокого давления, в результате чего молекулы воды подвергаются обратному осмосу через полупроницаемую мембрану, тем самым отделяя соль и примеси. Эта способность позволяет увеличить или уменьшить содержание соли в морской воде с примерно 36000 миллиграммов на литр до менее 200 миллиграммов на литр, при этом скорость опреснения достигает 99% или более, а качество получаемой воды лучше, чем у обычной водопроводной воды!
Суть обратного осмоса заключается в избирательной проницаемости полупроницаемых мембран. В процессе естественной проницаемости растворители в разбавленных растворах будут естественным образом проникать через полупроницаемую мембрану в сторону концентрированного раствора до тех пор, пока разница уровней жидкости с обеих сторон не образует равновесие осмотического давления.
Процесс очистки опреснительной установки для океанической воды с обратным осмосом представляет собой многоступенчатый точный процесс, включающий в себя в основном следующие объекты:
Мембрана обратного осмоса является основным компонентом опреснения морской воды, а механизм ее работы основан на принципе селективного разделения. Мембраны обратного осмоса имеют чрезвычайно мелкие поры (0,1-1 нанометр), которые могут эффективно блокировать крупные молекулы, такие как гидратированные ионы соли, и пропускать только молекулы воды;
При стандартных условиях 25 ℃ осмотическое давление морской воды составляет около 2,5 МПа. При программировании обратного осмоса применяется манипуляционное давление 5,5-6,8 МПа для создания градиента давления обратного осмоса для молекул воды через полиамидную композитную мембрану!
Современные мембранные компоненты обратного осмоса часто используют композитные мембраны рулонного типа или мембранные элементы серии Dow SW, которые обладают такими характеристиками, как высокая скорость опреснения, защита от загрязнения и т.д., и могут адаптироваться к суровым экологическим требованиям кораблей, островов и т.д.!
Система предварительной обработки является ключевым звеном, обеспечивающим долгосрочную стабильную работу системы обратного осмоса. Предварительная обработка морской воды должна решать следующие задачи: в морской воде содержится большое количество микроорганизмов, бактерий и водорослей, размножение которых может повлиять на нормальную работу установки. Мутность морской воды сильно меняется в зависимости от приливов и отливов, что может привести к нестабильности процесса предварительной очистки. Морская вода обладает сильной коррозионной активностью и предъявляет особые требования к материалам оборудования!
Предварительная обработка обычно включает многоступенчатый процесс фильтрации “мультимедийный фильтр+ультрафильтрация+компактный фильтр”, направленный на удаление коллоидов и взвешенных примесей в морской воде, снижение индекса загрязнения (FI) до требований к входному отверстию мембраны обратного осмоса (SDI<3) и эффективное продление срока службы мембраны обратного осмоса; предварительная обработка также включает стерилизацию и обработку для уничтожения водорослей. В некоторых проектах используются генераторы гипохлорита натрия для морской воды, которые производят гипохлорит натрия путем электролиза морской воды, эффективно уничтожая бактерии, водоросли и микроорганизмы в морской воде.
После опреснения морской воды методом обратного осмоса качество воды становится чистым, а содержание солей значительно снижается. Обычно перед непосредственным употреблением она требует доочистки; доочистка включает в себя такие операции, как регулирование минерализации и дезинфекция, которые используются для регулирования жесткости и щелочности воды и добавления необходимых минералов для человеческого организма, что делает качество воды пригодным для использования в качестве питьевой воды по методу ВОЗ!
Качество пресной воды, получаемой с помощью установки обратного осмоса, превосходит качество обычной водопроводной воды и удовлетворительного качества питьевой воды; на примере Израиля можно сказать, что эта страна удовлетворила 60% потребности страны в воде за счет применения крупных установок по опреснению морской воды, а качество получаемой воды полностью соответствует стандартам жизнеобеспечения и законам о питьевой воде!
Следует отметить, что морская вода неприемлема и может быть употреблена сразу после простого кипячения! Кипячение может только убить бактерии, но не может удалить соль и минералы из морской воды;
При простом кипячении морской воды вода испаряется, оставляя после себя повышенную концентрацию соли. Если нет сопутствующего дистилляционного и конденсационного устройства для регенерации пара и конденсации его в пресную воду, она не может быть использована. Портативные солнечные дистилляционные или испарительные конденсационные системы действительно могут производить небольшое количество пресной воды, но их производственная мощность и энергоэффективность уступают системам обратного осмоса в крупномасштабном водоснабжении.
Стоимость установки по опреснению океанской воды в основном состоит из энергопотребления (приводимого в действие насосами высокого давления), инвестиций в создание установки (высокое давление и коррозионностойкие материалы), замены мембран и расхода химикатов, а также эксплуатации и обслуживания (искусственное, очистка и мониторинг). Высокое содержание соли в морской воде требует более высокого рабочего давления и более частого обслуживания, особенно в условиях притока маслянистой или мутной воды, что еще больше увеличивает затраты;
В процессе опреснения океанской воды методом обратного осмоса около половины океанской воды превращается в пресную, а оставшаяся часть становится концентрированной соленой водой! Соленость этой концентрированной соленой воды примерно в два раза выше, чем у обычной морской воды, и ее необходимо правильно очищать, чтобы предотвратить любое воздействие на окружающую среду.
Основной подход заключается в медленном закачивании концентрированной соленой воды обратно в океан через диффузор. Этот метод может способствовать быстрому смешиванию концентрированной соленой воды с морской водой, снижая воздействие на местную морскую среду.
Стоимость потребления энергии - одна из основных эксплуатационных расходов установок по опреснению океанической воды! Установки для опреснения океанической воды значительно сократили эксплуатационное потребление энергии за счет ее поглощения и монтажа.
Основными энергопринимающими устройствами являются энергопринимающее устройство сетевого энергообмена и гидравлическая турбина устройство для рекуперации энергии. В качестве примера можно привести завод по опреснению морской воды в Джубейле (Саудовская Аравия), где используется система рекуперации энергии и интеллектуальная система управления, что позволяет снизить эксплуатационное потребление энергии на 30% по сравнению с традиционными процессами!
С развитием новых технологий, таких как фотоэлектрическое соединение обратного осмоса, потребление энергии при опреснении океанической воды сократилось на 80% по сравнению с предыдущими этапами, а стоимость еще больше снизилась; стоимость современного опреснения морской воды составляет около 3 юаней за тонну, и с развитием технологий его экономичность будет еще больше улучшаться;
Установка для опреснения воды в океане с обратным осмосом является основным решением проблемы нехватки пресной воды в прибрежных и засушливых регионах. Хотя первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы относительно высоки, с развитием мембранных технологий, энергосбережения и автоматизированной подготовки, экономичность и устойчивость решений обратного осмоса постепенно улучшаются!
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
