من به عنوان تأمین کننده سیستم های آب دریای زیر آب اسمز معکوس ، دست اول شاهد رابطه پیچیده بین شوری آب دریا و آب شیرین کن اسمز معکوس بوده ام. این پست وبلاگ به این نتیجه می رسد که سطح شوری متغیر بر روند آب شیرین کن ، کارآیی و هزینه تأثیر می گذارد و بینش هایی را برای افرادی که راه حل های اسمز معکوس را در نظر می گیرند ، ارائه می دهد.
درک شوری آب دریا
شوری آب دریا به غلظت نمکهای محلول در آب دریا اشاره دارد ، که به طور معمول در قطعات در هزار (PPT) اندازه گیری می شود. به طور متوسط ، اقیانوس های جهان شوری حدود 35 PPT دارند ، اما این بسته به موقعیت مکانی ، آب و هوا و سایر عوامل می تواند متفاوت باشد. مناطقی با میزان تبخیر زیاد ، مانند دریای سرخ ، می توانند شوری بیش از 40 ppt داشته باشند ، در حالی که مناطقی در نزدیکی دهان رودخانه بزرگ ممکن است به دلیل ورود به آب شیرین ، دارای شوری کمتری باشند.
فرآیند نمک زدایی اسمز معکوس
اسمز معکوس (RO) یک روش نمک زدایی گسترده است که به یک غشای نیمه نفوذ پذیر برای جدا کردن نمک و سایر ناخالصی ها از آب دریا متکی است. تحت فشار زیاد ، آب دریا از طریق غشای مجبور می شود و به مولکول های آب اجازه می دهد در حالی که نمک و سایر آلاینده ها را رد می کنند ، از آن عبور کنند. محصول حاصل آب تازه و قابل شستشو است.
تأثیر شوری بر نمک زدایی اسمز معکوس
الزامات فشار
یکی از مهمترین تأثیرات شوری آب دریا بر نمک زدایی اسمز معکوس ، فشار مورد نیاز برای هدایت این فرآیند است. با افزایش شوری ، فشار اسمزی آب دریا نیز افزایش می یابد. فشار اسمزی نیرویی است که با جریان آب در غشاء مخالف است. برای غلبه بر این افزایش فشار اسمزی و نیروی نیرو از طریق غشای ، فشارهای عملیاتی بیشتری لازم است. به عنوان مثال ، آب شیرین کن با شوری 35 PPT به طور معمول نیاز به فشار عملیاتی در حدود 55 - 60 بار دارد ، در حالی که آب دریا با شوری 45 پوند ممکن است نیاز به فشارهای 70 - 80 بار داشته باشد.
الزامات فشار بالاتر پیامدهای مختلفی دارد. اول ، آنها مصرف انرژی گیاه آب شیرین کن را افزایش می دهند. انرژی بیشتری برای پمپ کردن آب دریا در فشارهای بالاتر لازم است که به نوبه خود هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد. دوم ، فشارهای بالاتر استرس بیشتری را بر روی غشاهای RO و سایر مؤلفه های سیستم نمک زدایی قرار می دهد و به طور بالقوه طول عمر آنها را کاهش می دهد و نیازهای نگهداری را افزایش می دهد.
عملکرد غشایی
شوری همچنین بر عملکرد غشاهای RO تأثیر می گذارد. با افزایش غلظت نمک در آب خوراک ، توانایی غشای رد نمک چالش برانگیز تر می شود. این می تواند منجر به کاهش میزان رد نمک شود و در نتیجه میزان نمک بالاتری در آب محصول ایجاد شود. علاوه بر این ، آب دریای شوری بالا می تواند باعث مقیاس گذاری و رسوب غشاهای RO شود. مقیاس بندی هنگامی اتفاق می افتد که نمک هایی مانند کربنات کلسیم و سولفات کلسیم از محلول خارج می شوند و یک لایه سخت و نامحلول در سطح غشای تشکیل می دهند. رسوب می تواند در اثر مواد آلی ، کلوئیدها و میکروارگانیسم های موجود در آب دریا ایجاد شود که می توانند روی غشای جمع شوند و نفوذپذیری آن را کاهش دهند.
برای کاهش این مسائل ، فرآیندهای قبل از درمان اغلب برای از بین بردن یا کاهش غلظت عوامل مقیاس گذاری و رسوب در آب خوراک استفاده می شوند. این مراحل قبل از درمان می تواند شامل فیلتراسیون ، دوز شیمیایی و ضد عفونی شود. با این حال ، این فرایندهای اضافی به پیچیدگی و هزینه سیستم آب شیرین کن می افزاید.
بازیابی آب
بازیابی آب نسبت حجم آب محصول تولید شده به حجم آب خوراک مورد استفاده است. شوری می تواند تأثیر بسزایی در بازیابی آب در آب شیرین کن اسمز معکوس داشته باشد. با افزایش شوری آب خوراک ، خطر مقیاس گذاری و رسوب نیز افزایش می یابد که حداکثر سرعت بازیابی آب را محدود می کند. برای جلوگیری از مقیاس گذاری و رسوب ، غلظت نمک در کنسانتره (آب که از غشای عبور نمی کند) باید زیر یک آستانه خاص نگه داشته شود.
به عنوان مثال ، در یک گیاه معمولی معکوس آب دریا با شوری 35 پوند ، میزان بازیابی آب 40 - 50 ٪ اغلب قابل دستیابی است. با این حال ، در مناطقی که دارای آب دریای شوری بالاتر هستند ، ممکن است میزان بازیابی آب به 30 - 40 ٪ کاهش یابد تا از مقیاس بندی و مشکلات رسوب جلوگیری شود. میزان بازیابی آب کمتر به این معنی است که برای تولید حجم معینی از آب محصول ، آب خوراک بیشتری لازم است که می تواند هزینه کلی فرآیند آب شیرین کن را افزایش دهد.
راهکارهای مقابله ای برای آب دریای بالا - شوری
فن آوری های پیشرفته غشای
برای پرداختن به چالش های مطرح شده توسط آب دریای بالا ، تولید کنندگان غشای دائماً در حال توسعه فن آوری های غشای جدید و بهبود یافته هستند. این غشاهای پیشرفته به گونه ای طراحی شده اند که میزان رد نمک بالاتری ، مقاومت بهتر در برابر مقیاس گذاری و رسوب و بهبود عملکرد در فشارهای بالاتر دارند. به عنوان مثال ، برخی از غشاهای جدید از مواد کامپوزیتی نازک و فیلم استفاده می کنند که ویژگی های افزایش نمک و ویژگی های شار را ارائه می دهند.
انرژی - طرح های کارآمد
بهره وری انرژی یک نکته مهم در آب شیرین کن اسمز معکوس است ، به خصوص هنگام برخورد با آب دریای شوری بالا. برای کاهش مصرف انرژی ، بسیاری از نیروگاه های نمک زدایی مدرن شامل دستگاه های بازیابی انرژی مانند مبدل فشار هستند. این دستگاه ها انرژی را از جریان کنسانتره ضبط می کنند و از آن استفاده می کنند تا آب خوراک ورودی را تحت فشار قرار دهد و میزان انرژی مورد نیاز از پمپ های اصلی را کاهش دهد.
سیستم های آب شیرین کن ترکیبی
در بعضی موارد ، سیستم های آب شیرین کن ترکیبی ممکن است برای بیماری آبکاری زیاد آب دریای شوری به طور مؤثرتر استفاده شود. سیستم های ترکیبی اسمز معکوس را با سایر فن آوری های آب شیرین کن ، مانند تقطیر چند اثر (MED) یا تقطیر فلش چند مرحله ای (MSF) ترکیب می کنند. این سیستم های ترکیبی می توانند از نقاط قوت هر فناوری برای دستیابی به نرخ بازیابی آب بالاتر ، کاهش مصرف انرژی و عملکرد کلی بهتر استفاده کنند.
پایان
شوری آب دریا تأثیر عمیقی بر نمک زدایی اسمز معکوس دارد. سطح شوری بالاتر نیازهای فشار را افزایش می دهد ، بر عملکرد غشای تأثیر می گذارد و میزان بازیابی آب را محدود می کند ، که همه این موارد می تواند منجر به هزینه های عملیاتی بالاتر و طرح های پیچیده تر سیستم شود. با این حال ، با پیشرفت در فن آوری غشای ، دستگاه های بازیابی انرژی و سیستم های آب شیرین کن ترکیبی ، می توان بر این چالش ها غلبه کرد و آب دریا را به طور مؤثر و به طور مؤثر آب شیرین کرد.
اگر در حال بررسی یک راه حل آب شیرین کن معکوس اسمز برای پروژه خود هستید ، ضروری است که شوری منبع آب دریا موجود را با دقت ارزیابی کنید و سیستمی را انتخاب کنید که برای شرایط خاص بهینه شود. شرکت ما طیف وسیعی ازسیستم آب شیرین کن اسمز معکوس آب دریاکه به گونه ای طراحی شده اند که سطح شوری متغیر را تحمل می کنند و تولید آب قابل اعتماد و با کیفیت را فراهم می کنند. ما نیز ارائه می دهیمسیستم های اسموز معکوس تجاریبرای کاربردهای صنعتی وآب معدن اسمز معکوسراه حل های درمانی.
اگر سؤالی دارید یا می خواهید در مورد الزامات خاص خود بحث کنید ، لطفاً برای مشاوره با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما هستیم تا بهترین راه حل نمک زدایی اسمز معکوس را برای نیازهای خود پیدا کنیم.
منابع
- الیملک ، م. ، و فیلیپ ، WA (2011). آینده آب شیرین کن آب دریا: انرژی ، فناوری و محیط زیست. علوم ، 333 (6043) ، 712 - 717.
- گرینلی ، LF ، لولر ، DF ، فریمن ، BD ، Marrot ، B. ، و Moulin ، P. (2009). نمک زدایی اسمز معکوس: منابع آب ، فناوری و چالش های امروز. تحقیقات آب ، 43 (9) ، 2317 - 2348.
- Nghiem ، LD ، Schäfer ، AI ، Alemelech ، M. ، & Waite ، TD (2013). پیشرفت در آب نمک زدایی اسمز معکوس آب دریا: رسوب و کنترل غشایی. تحقیقات آب ، 47 (17) ، 6185 - 6208.