Има различни начини за генериране на вода за консумация от човека, като един от най-ефективните е чрез обезсоляване. Този процес се извършва в инсталации за обезсоляване, чиято основна цел е да превърнат солена или солена вода във вода, подходяща за консумация от човека, селскостопанско напояване или промишлена употреба. Благодарение на технологичния напредък, този процес се е подобрил значително, позволявайки да се улови повече вода и да се генерират по-големи обеми обезсолена вода ефективно. Това е от съществено значение за решаването на проблемите с недостига на вода в различни части на света.
В тази статия обясняваме подробно всички фази, които съставляват процеса на обезсоляване. Освен това ще разгледаме характеристиките на съвременните инсталации за обезсоляване, техните основни предимства и недостатъци, както и основната роля, която играят в глобалното управление на водите.
Фази на процеса на обезсоляване в инсталация за обезсоляване
Процесът на обезсоляване е сложен и е разделен на няколко фази, предназначени да гарантират, че резултатът е вода с оптимално качество за използване. Всяка фаза е от решаващо значение, за да се гарантира, че водата е годна за пиене или използваема в други области. По-долу разбиваме всяка от тези фази.
1. Улавяне на морска вода
Първата стъпка в процеса на обезсоляване е събиране на морска вода. В зависимост от използвания метод каптажът може да бъде отворен (чрез морски зауствания) или затворен (чрез дълбоки кладенци). Изборът между тези методи ще зависи от фактори като качеството на водата и въздействието върху околната среда, което искате да сведете до минимум.
- Отворено заснемане: Този метод включва използването на морски водостоци, които вземат вода директно от океана. Въпреки че е проста процедура, тя може да доведе до улавяне на морски живот, причинявайки възможни щети на морската екосистема.
- Затворен каптаж: Тази система се използва чрез дълбоки кладенци, позволяващи естествено филтриране на водата през земята. В резултат на това уловената вода съдържа по-малко примеси и изисква по-малко химикали за по-нататъшно третиране.
Освен това, за да се избегне отрицателното въздействие върху екосистемата, всеки водоприемник е проектиран да бъде възможно най-малко инвазивен, свеждайки до минимум увреждането на видовете и морската среда.
2. Предварителна обработка
След събирането водата преминава през процес на предварителна обработка чиято цел е да елиминира примеси и частици, които биха могли да попречат на следващия етап на обезсоляване. Този процес помага за предотвратяване на корозия и запушване на мембрани и друго оборудване.
Предварителната обработка може да бъде разделена на няколко подфази:
- Физикохимични: Това включва процеси като флокулация, коагулация и утаяване. Тези стъпки позволяват отстраняването на суспендирани частици и твърди вещества. Например, водата се подкислява и се добавят химикали, за да се предотврати образуването на котлен камък върху мембраните.
- Мембранна филтрация: На този етап много по-малки частици се отстраняват чрез процеси като микрофилтрация или ултрафилтрация. Това гарантира елиминирането на частиците, причиняващи запушване.
- Предварителна обработка за изпаряване: В някои инсталации, които използват термично изпарение, е от съществено значение да се премахнат некондензиращите газове и определени неразтворими соли, които могат да намалят ефективността на процеса на топлопредаване.
3. Процес на обезсоляване
След това предварително обработената вода отива в процеса на обезсоляване. Най-използваният метод е Обратна осмоза, въпреки че има и други като дестилация и замразяване. Обратната осмоза се е доказала като най-ефикасната и разпространена поради баланса между цена и ефективност.
В Обратна осмоза, морската вода се подлага на високо налягане, така че да премине през полупропусклива мембрана, която задържа соли и други примеси. Този процес произвежда два потока: един от прясна вода и друг от концентрирана отпадъчна вода, известна като саламура. Средно една инсталация за обезсоляване може да преработи приблизително 45 литра прясна вода на всеки 100 литра солена вода.
Освен това през последните десетилетия технологията се подобри значително. Днес по-високи добиви могат да бъдат получени с намалена консумация на енергия от приблизително 2.3 kWh на кубичен метър вода, значително намаление в сравнение с 8 kWh/m³, консумирани в първите инсталации през XNUMX-те години на миналия век.
4. Последващо третиране в инсталацията за обезсоляване
El последваща обработка Извършва се след обезсоляване, когато водата е отделена от солите. Този процес е предназначен да оптимизира водата според нейната крайна употреба, независимо дали за човешка, селскостопанска или промишлена консумация.
- Корекция на алкалността: Жизненоважно е да добавите определени минерали към обезсолена вода, за да балансирате pH и да подобрите вкуса.
- Контрол на бора: Във водата, предназначена за селско стопанство, е от решаващо значение да се контролират нивата на бор, тъй като при високи концентрации той може да увреди чувствителните култури.
5. Управление на саламура
Неизбежен страничен продукт от процеса на обезсоляване е саламура. Неговото управление е от съществено значение, за да се избегнат отрицателните екологични въздействия върху морската среда. В повечето случаи саламурата е предварително разредена, преди да бъде върната в океана. Този метод свежда до минимум увреждането на морската екосистема, тъй като повишената соленост в крайбрежните води може да засегне морския живот, особено чувствителните видове като Posidonia oceanica.
Предимства и недостатъци на инсталацията за обезсоляване
Инсталациите за обезсоляване предлагат ценни решения за недостига на вода, но също така имат определени недостатъци, които трябва да се вземат предвид. По-долу разглеждаме ползите и предизвикателствата от прилагането му.
Предимство
- Неизчерпаем източник на вода: Обезсоляването използва морска вода, източник, който по принцип е неизчерпаем.
- Намаляване на зависимостта от водоносни хоризонти: Чрез получаване на вода от морето се намалява свръхексплоатацията на водоносни хоризонти, реки и езера.
- Лесна интеграция с възобновяема енергия: Инсталациите за обезсоляване могат да се комбинират с възобновяеми енергийни източници, като слънчева или вятърна, което намалява техния въглероден отпечатък.
- Ефективно решение в сухи райони: Той е от съществено значение в региони с недостиг на прясна вода, като Близкия изток или Средиземно море.
Недостатъци
- Висока първоначална цена: Инсталациите за обезсоляване изискват големи капиталови инвестиции както за тяхното изграждане, така и за тяхната експлоатация и поддръжка.
- Значителна консумация на енергия: Въпреки че се подобри, обезсоляването все още е енергоемък процес.
- Влияние върху околната среда: Неправилното управление на саламура може да увреди близките морски екосистеми.
- Проблеми с някои земеделски култури: Използването на обезсолена вода в селското стопанство може да бъде проблематично, ако нивата на определени минерали, като бор, не се контролират.
Обезсоляващи инсталации в Испания
Испания е една от водещите страни по обезсоляване както в Европа, така и в света. В момента в страната има повече от 900 инсталации за обезсоляване, много от които са разположени на брега на Средиземно море и на островите. Тези растения произвеждат значително количество вода, подходяща за консумация от човека и за други цели.
Една от основните инсталации за обезсоляване е Инсталация за обезсоляване на Торевиеха, в Аликанте, който има капацитет да произвежда до 80 кубически хектометра вода годишно. Тази централа доставя вода на повече от 440,000 8,000 души и напоява около XNUMX XNUMX хектара посеви. Той също така подчертава Инсталация за обезсоляване на El Prat, в Каталуния, която може да снабди до 4,5 милиона души по време на периоди на суша.
Като цяло, инсталациите за обезсоляване представляват жизнеспособно, дългосрочно решение за смекчаване на ефектите от недостига на вода. Въпреки предизвикателствата си, Испания продължава да инвестира в подобряване на ефективността и устойчивостта на тези инсталации, интегрирането им с възобновяеми енергийни източници и намаляване на въздействието им върху околната среда.