Meie maa, veega kaetud sinine planeedil, on üle 70% selle pinnast, mida suured ookeanid tekitavad. Vastupidiselt sellele vee arvukusele seisavad paljud piirkonnad kogu maailmas silmitsi üha raskema veepuudusega. "Põua" ja "veepuudus" on meie sõnavaras muutunud rasketeks sõnadeks. Loomulikult on inimesed pööranud oma tähelepanu ookeanidele oma praktiliselt piiramatute varudega. Kuid näiliselt väike detail -soolsus- on tohutu tehnoloogiline ja majanduslik barjäär. Miks eemaldab selle soola, et muuta merevee kasutatav mageveeks nii keeruline?
► I. Väljakutse juur
► Äärmiselt kõrge soolsus
Magestamisraskuste mõistmiseks tuleb kõigepealt aru saada, kui "soolane" merevesi on. Soolsuse kirjeldamiseks kasutame sageli "osi tuhande kohta (‰)". Maailma ookeanide keskmine soolsus on umbes 35 ‰, mis tähendab, et iga liitri liiter sisaldab umbes 35 grammi lahustunud soolasid.
Seevastu on magevee kogu lahustunud kuivainete (TDS) sisaldus, mida me iga päev joome, tavaliselt palju alla 1 ‰. Maailma Terviseorganisatsioon väidab, et kui TDS vees ületab 1 ‰, muutub selle maitse enamiku inimeste jaoks vastuvõetamatuks. See tähendab, et magestamisprotsess ei ole lihtne filtreerimine; see peabEemaldage mereveest üle 98% lahustunud sooladest- äärmiselt nõudlik eraldusnõue.
► II. Peavoolutehnoloogiad ja nende väljakutsed
Praegu jagunevad nii kõrge - täpsuse eraldamise saavutamiseks tavapärased tehnoloogiad peamiselt kahte kategooriasse:soojusmeetodidjamembraanimeetodid. Kuid mõlemad lähenemisviisid seisavad silmitsi nende enda oluliste väljakutsetega.
► Traditsioonilised soojustehnoloogiad
Termilised meetodid, nagu nimigi viitab, töötavad keeva veega sarnasel aluspõhimõttel: merevett kuumutatakse auru saamiseks, jättes soolad ja muud ained maha. Seejärel kondenseeritakse puhas aur magevee saamiseks.
Suur energiatarbimine:Selle protsessi kõige otsesem väljakutse on selletohutu energiatarbimine. Suurtes kogustes merevett keetmiseks on vaja tohutult soojusenergiat. Kuigi kaasaegsed termilised taimed kasutavad selliseid tehnoloogiaid naguMulti - lava välklambi destilleeriminejasoojuse taastumineEnergiatõhususe parandamiseks on nende põhiline energiajalajälg endiselt märkimisväärne, hoides tegevuskulusid kõrgel.
Seadmete skaleerimise probleemid:Kuna merevesi kuumutatakse pidevalt ja aurustub, kristalliseeruvad ja sadestuvad järk -järgult, moodustades, moodustadespakslimascalesoojusvahetuse torude ja seadmete pindadel. See skaala mitte ainult ei kahjusta soojusülekande efektiivsust, suurendades seeläbi energiatarbimist, vaid võib ka seadmeid söövitada, nõudes perioodilisi väljalülitusi keeruka puhastamiseks ja hoolduseks.
► Kaasaegsed membraanitehnoloogiad
Membraanmeetodid on praegune peavoolu koosPöördosmoosolles põhitehnoloogia. TüüpilinePöördosmoosi magestamise süsteemKasutab spetsiaalset pool - läbilaskvat membraani. Tohutu rakendatud rõhu korral sunnitakse veemolekulid läbi membraani, samal ajal kui soola ioonid ja muud lisandid on blokeeritud.
Märkimisväärne energiavajadus:Veemolekulide "sundimiseks", et liikuda vastu osmoosi loomulikku suunda ja läbi viia membraani, tuleb rakendada rõhk, mis ületab normaalset atmosfäärirõhku. See protsess sõltub täielikult pidevast toimimisestkõrge - rõhupumbad, tegemineelektritarbimineSelle tegevuskulude peamine komponent. Tõhus pöördosmoosi magestamissüsteem on seetõttu vaieldamatu "võimsus guzzler".
Membraanielementide põhielementide väljakutsed:Pöördosmoosi membraan on süsteemi süda, kuid see on vägaõrnjahaavatav. Mikroorganismid, orgaanilised ained ja muud merevees olevad ained saavadummistus võisaastamaMembraani pind, mis viib vee tootmise efektiivsuse languseni ja lühema elueaga. Seetõttu peab Seawater enne membraanisüsteemi sisenemist läbima keeruka Pre -. Vahepeal uurib tööstus pidevalt suurepärase jõudlusega membraanimaterjale, näiteks vastupidavam ja anti - saastuminekeraamiline magestamise membraan, lootuses laiendada kasutusaja ja vähendada hoolduskulusid.
Kontsentreeritud soolvee kõrvaldamine:Membraani magestamine ei muuda kogu sööda merevett mageveeks. Tegelikult vabastatakse märkimisväärne osa mereveest, mis sisaldab nüüd tagasilükatud soolasid"soolvee". Seda kõrvalsaadust nimetatakse sageli "magestamise kontsentraatiks" või lihtsalt "kontsentraatiks". Selle kontsentreeritud soolvee juhtimine ja käsutamine teaduslikul ja keskkonnamõeldusel, et vältida kohaliku mereökosüsteemi mõjutamist, on tõsine keskkonnaprobleem, millega iga magestamisprojekt peab käsitlema.
► III. Praktilised dilemmad rakenduses
Lisaks tehnoloogilistele väljakutsetele piirab magestamise laialdast rakendamistmajandusteadusjapaindlikkus. Suure - skaala magestamise tehase konstrueerimine nõuab märkimisväärseteelinvesteering, ning selle toimimis- ja hoolduskulud on märkimisväärsed, muutes mageldatud vee hinna palju kõrgemaks kui tavalistest allikatest.
Veevajaduste rahuldamiseks konkreetsetes stsenaariumides, näiteks kaugematel saartel, avamereplatvormidel või hädaolukordade pakkumiseks pärast katastroofe, on tekkinud paindlikum lahendus: konteineriseeritud magestamissüsteem. See mobiilne magestamise tehas integreerib kogu töötlemissüsteemi tavapärasesse veokonteinerisse, pakkudes eeliseid nagu väike jalajälg, lühike ehitusperiood ja liikuvus. See mahutitüüp merevee magestamise seadmed pakub uue lähenemisviisi detsentraliseeritud veevarustuse väljakutsete lahendamiseks. Praegu ehitatakse enamik neist konteineritega RO magestamisjaamadest vastupidise osmoosi magestamissüsteemi tehnoloogia põhjal.
Järeldus
Kokkuvõtteks võib öelda, et merevee magestamise raskus ei ole tingitud selle põhimõtete keerukusest, vaid seetõttu, et see on põhimõtteliselt eraldusprotsess, mis on energia - intensiivne, kulukas ja äärmiselt nõudlik materjalide ja tehnika osas. Kas kasutades termilisi või membraanimeetodeid, peab tööstus silmitsi seisma kolme peamise väljakutsegaenergiatarbimine, Seadmete halveneminejakeskkonnakaitse. Sellegipoolest on pideva tehnoloogilise arengu ja innovatsiooni abil kaev - kujundatud pöördosmoosi magestamissüsteem üha tõhusamaks. Seistes silmitsi globaalse vee stressi kasvava tulevikuga, on merevee magestamine kahtlemata üks hädavajalikke võtmetehnoloogiaid inimese veekindluse tagamiseks.