Като доставчик на системи за морска вода от обратна осмоза, свидетел съм от първа ръка на сложната връзка между солеността на морската вода и обезсоляването на обрасната осмоза. Тази публикация в блога се задълбочава как различните нива на соленост влияят върху процеса на обезсоляване, ефективността и разходите, предлагайки прозрения за тези, които обмислят решения за обратна осмоза.
Разбиране на солеността на морската вода
Солеността на морската вода се отнася до концентрацията на разтворени соли в морска вода, обикновено измерена на части на хиляда (PPT). Средно световните океани имат соленост от около 35 ppt, но това може да варира значително в зависимост от местоположението, климата и други фактори. Зоните с високи нива на изпаряване, като Червено море, могат да имат соленост над 40 ppt, докато регионите в близост до големи речни усти могат да имат по -ниски солености поради принос на сладка вода.
Процесът на обезсоляване на обратната осмоза
Обратната осмоза (RO) е широко използван метод за обезсоляване, който разчита на полу -пропусклива мембрана за отделяне на сол и други примеси от морска вода. При високо налягане морската вода се принуждава през мембраната, което позволява на водните молекули да преминат през, като същевременно отхвърлят солите и други замърсители. Полученият продукт е прясна, питейна вода.
Въздействие на солеността върху обезсоляването на обратната осмоза
Изисквания за налягане
Едно от най -значимите въздействия на солеността на морската вода върху обезсоляването на обратната осмоза е натискът, необходим за задвижване на процеса. С увеличаването на солеността се увеличава и осмотичното налягане на морската вода. Осмотичното налягане е силата, която се противопоставя на потока на водата през мембраната. За да се преодолее това повишено осмотично налягане и сила на водата през мембраната, са необходими по -високо работно налягане. Например, обезсоляващата морска вода със соленост 35 ppt обикновено изисква работно налягане от около 55 - 60 бара, докато морската вода със соленост от 45 ppt може да изисква натиск от 70 - 80 бара.
По -високите изисквания за налягане имат няколко последици. Първо, те увеличават потреблението на енергия на централата за обезсоляване. Необходима е повече енергия за изпомпване на морската вода при по -високо налягане, което от своя страна повишава оперативните разходи. Второ, по -високото налягане поставя по -голям стрес върху мембраните на RO и други компоненти на системата за обезсоляване, което потенциално намалява живота им и увеличават изискванията за поддръжка.
Мембрана
Солеността също влияе върху работата на RO мембраните. С увеличаването на концентрацията на сол в захранващата вода, способността на мембраната да отхвърля солите става по -предизвикателна. Това може да доведе до намаляване на скоростта на отхвърляне на солта, което води до по -високо съдържание на сол във водата на продукта. В допълнение, морската вода с висока соленост може да причини мащабиране и замърсяване на RO мембраните. Мащабирането възниква, когато соли като калциев карбонат и калциев сулфат се утаяват от разтвора и образуват твърд, неразтворим слой върху повърхността на мембраната. Замърсяването може да бъде причинено от органична материя, колоиди и микроорганизми в морската вода, които могат да се натрупат върху мембраната и да намалят неговата пропускливост.
За да се смекчат тези проблеми, често се използват процеси за пречистване за отстраняване или намаляване на концентрацията на средства за мащабиране и замърсяване в захранващата вода. Тези стъпки преди лечение могат да включват филтрация, химическа доза и дезинфекция. Тези допълнителни процеси обаче добавят към сложността и цената на системата за обезсоляване.
Възстановяване на водата
Възстановяването на водата е съотношението на обема на продуктовата вода, произведена към обема на използваната захранваща вода. Солеността може да окаже значително влияние върху възстановяването на водата при обезсоляването на обратната осмоза. С увеличаването на солеността на хранителната вода, рискът от мащабиране и замърсяване също се увеличава, което ограничава максималната скорост на възстановяване на водата. За да се предотврати мащабирането и замърсяването, концентрацията на соли в концентрата (водата, която не преминава през мембраната), трябва да се държи под определен праг.
Например, в типично растение за обратна осмоза на морската вода със соленост 35 ppt, честотата на възстановяване на водата от 40 - 50% често е постижима. Въпреки това, в райони с по -висока морска вода на солеността може да се наложи степента на възстановяване на водата да бъде намалена до 30 - 40%, за да се избегнат проблеми с мащабирането и замърсяването. По -ниската степен на възстановяване на водата означава, че е необходима повече захранваща вода за производство на даден обем на продуктовата вода, което може да увеличи общата цена на процеса на обезсоляване.
Стратегии за справяне с висока соленост морска вода
Разширени мембранни технологии
За да се справят с предизвикателствата, породени от морската вода с висока соленост, производителите на мембрани непрекъснато разработват нови и подобрени мембранни технологии. Тези усъвършенствани мембрани са проектирани да имат по -високи степени на отхвърляне на сол, по -добра устойчивост на мащабиране и замърсяване и подобрени характеристики при по -високо налягане. Например, някои нови мембрани използват тънки филмови композитни материали, които предлагат засилено отхвърляне на сол и характеристики на потока.
Енергия - ефективни дизайни
Енергийната ефективност е ключово съображение при обезсоляването на обратната осмоза, особено при справяне с морската вода с висока соленост. За да се намали консумацията на енергия, много съвременни растения за обезсоляване включват устройства за възстановяване на енергия, като обмен на под налягане. Тези устройства улавят енергията от потока концентрат и я използват за предварително натискане на входящата захранваща вода, намалявайки количеството енергия, необходимо от основните помпи.
Хибридни системи за обезсоляване
В някои случаи хибридните системи за обезсоляване могат да се използват за по -ефективно обезсоляване с висока соленост. Хибридните системи комбинират обратна осмоза с други технологии за обезсоляване, като дестилация на мулти - ефект (MED) или многостепенна дестилация на светкавицата (MSF). Тези хибридни системи могат да се възползват от силните страни на всяка технология, за да постигнат по -високи нива на възстановяване на водата, по -ниска консумация на енергия и по -добри общи характеристики.
Заключение
Солеността на морската вода има дълбоко влияние върху обезсоляването на обратната осмоза. По -високите нива на соленост увеличават изискванията за налягане, влияят на работата на мембраната и ограничават скоростта на възстановяване на водата, като всички от които могат да доведат до по -високи работни разходи и по -сложни дизайни на системата. Въпреки това, с напредъка в мембранната технология, устройствата за възстановяване на енергия и хибридните системи за обезсоляване, е възможно да се преодолеят тези предизвикателства и да се обезсоляват ефективно с високата соленост морска вода и да се разходи - ефективно.
Ако обмисляте решение за обезсоляване на обратната осмоза за вашия проект, от съществено значение е внимателно да оцените солеността на наличния източник на морска вода и да изберете система, която е оптимизирана за специфичните условия. Нашата компания предлага гама отСистема за обезсоляване на осмоза на морската водакоито са предназначени да се справят с различни нива на соленост и осигуряват надеждно, висококачествено производство на вода. Ние също предлагамеТърговски системи за обратна осмозаза индустриални приложения иОбратна осмоза мина за минаразтвори за лечение.
Ако имате някакви въпроси или искате да обсъдите вашите специфични изисквания, не се колебайте да се свържете с нас за консултация. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да намерим най -доброто решение за обезсоляване на обратната осмоза за вашите нужди.
ЛИТЕРАТУРА
- Elimelech, M., & Phillip, WA (2011). Бъдещето на обезсоляването на морската вода: енергия, технология и околната среда. Science, 333 (6043), 712 - 717.
- Greenlee, LF, Lawler, DF, Freeman, BD, Marrot, B., & Moulin, P. (2009). Обезсоряване на обратната осмоза: източници на вода, технологии и днешните предизвикателства. Водни изследвания, 43 (9), 2317 - 2348.
- Nghiem, Ld, Schäfer, AI, Elimelech, M., & Waite, TD (2013). Напредък в обезсоляването на осмозата на морската вода: Замърсяване и контрол на мембраната. Водни изследвания, 47 (17), 6185 - 6208.