Technologie voor zeewaterontzilting: toepassingen en vooruitgang
Zeewaterontzilting, als een belangrijke oplossing voor het wereldwijde watertekort, heeft talloze onderzoeksinstituten en bedrijven aangetrokken om aanzienlijke middelen te investeren in onderzoek en ontwikkeling. Met de voortdurende vooruitgang van de technologie en de geleidelijke verlaging van de kosten, verschuift de zeewaterontzoutingstechnologie geleidelijk van het laboratorium naar grootschalige industriële toepassing. Dit artikel zal de huidige status van de technologische toepassing in zeewaterontzilting, de gangbare methoden en hun ontwikkelingstrends onderzoeken.
I. Overzicht van Ontzoutingstechnologie Zeewaterontzilting verwijst naar een technologie die zout uit zeewater verwijdert door middel van een reeks processen, waardoor zoet water wordt verkregen. Deze technologie wordt niet beïnvloed door tijd, locatie of klimaat en kan de totale hoeveelheid zoet water vergroten, wat een sterke ondersteuning biedt voor het oplossen van het probleem van waterschaarste. Wereldwijd zijn meer dan honderd onderzoeksinstituten in meer dan tien landen toegewijd aan het onderzoek naar zeewaterontzilting en hebben verschillende soorten zeewaterontzoutingsfaciliteiten met verschillende structuren en capaciteiten ontwikkeld. Deze faciliteiten zijn wijdverspreid in kustgebieden en zorgen voor een stabiele zoetwatervoorziening voor lokale bewoners en industriële productie.
II. Gangbare Ontzoutingstechnologieën Momenteel omvatten de gangbare ontzoutingstechnologieën op de markt voornamelijk twee categorieën: destillatiemethode en membraanmethode. Destillatie is een methode waarbij zeewater wordt verwarmd om het te laten verdampen, waarna de stoom wordt gecondenseerd en opgevangen om zoet water te verkrijgen. Deze methode heeft een lange geschiedenis en volwassen technologie, voornamelijk bestaande uit meerfasige flash-destillatie (MSF), lagedruk-meervoudige effect (LT-MED) en drukvapordestillatie (MVC)-technologieën. Meerfasige flash-destillatie en lagedruk-meervoudige effect-technologieën gebruiken voornamelijk stoom als warmtebron en worden vaak gecombineerd met energiecentrales, waarbij de afvalstoom van turbines wordt gewonnen om gedestilleerd water te produceren. De drukvapordestillatietechnologie maakt gebruik van warmtepompdamptechnologie en gebruikt alleen elektrische energie, waardoor deze geschikt is voor eilandregio's zonder warmtebronnen. Membraangebaseerde zeewaterontzoutingstechnologie wordt voornamelijk vertegenwoordigd door omgekeerde osmose (RO)-technologie. Deze technologie maakt gebruik van semi-permeabele membranen, waardoor water onder druk kan passeren terwijl zout en onzuiverheden worden vastgehouden. Met de voortdurende verbetering van membraanmaterialen en de verlaging van de productiekosten, is omgekeerde osmose-technologie een van de gangbare methoden voor zeewaterontzilting geworden. Moderne omgekeerde osmose-apparaten gebruiken doorgaans spiraalvormige membraanelementen gemaakt van polymeercomposietmaterialen, met een hoge waterproductiecapaciteit, een laag energieverbruik en een eenvoudig onderhoud.
III. Technologische Innovatie en Ontwikkeling in Zeewaterontzilting De afgelopen jaren heeft de zeewaterontzoutingstechnologie aanzienlijke vooruitgang geboekt op gebieden als materiaalinnovatie, procesoptimalisatie en intelligente werking. Op het gebied van materiaalinnovatie heeft de ontwikkeling van nieuwe composietadsorptiemethoden en selectieve ionenpomponderdelen meer opties geboden voor zeewaterontzilting. Israël heeft bijvoorbeeld aanzienlijke doorbraken gerealiseerd in de nieuwe composietadsorptiemethode, met een speciale fractale ijzeroxide-geactiveerde koolstofmatrix die in staat is tot een zeer efficiënte adsorptie van chloride-ionen onder normale temperatuuromstandigheden. Het EU-zoetwaterproject heeft de ontzoutingsefficiëntie van zeewater met 45% verhoogd door de ontwikkeling van selectieve ionenpomponderdelen. Op het gebied van procesoptimalisatie heeft de toepassing van innovatieve technologieën zoals de dubbele membraanmethode, de technologie van voorverwarming van restwater en wateraanvulling, en membraandestillatietechnologie de efficiëntie en economie van zeewaterontzilting verder verbeterd. De door de Suhar-energiecentrale in Oman ontwikkelde technologie voor voorverwarming van restwater en wateraanvulling heeft bijvoorbeeld het specifieke energieverbruik van de meerfasige flash-verdampingsapparatuur verminderd. Het team van MIT en Xiamen University heeft nieuwe vooruitgang geboekt in membraandestillatietechnologie, respectievelijk door superhydrofobe PTFE-luchtspleetmembranen toe te passen en turbulente verbeteringsmethoden met ultrasone bestraling te gebruiken om de flux en zoutbestendigheid van de membraandestillatiecomponenten te verbeteren. Op het gebied van intelligente werking is de werking en het onderhoudsbeheer van zeewaterontzoutingsprojecten verfijnder en efficiënter geworden, met de toepassing van digitale tools en de accumulatie van technische ervaring. Een pilottest uitgevoerd door een onderzoeksteam in de provincie Zhejiang op de puls-injectiemodus van chemicaliën toonde bijvoorbeeld aan dat een driefrequente periodieke reinigingsmethode de afzetting van onzuiverheden met 42% kan verminderen. Het cross-checking systeem dat wordt gebruikt door een zeewaterontzoutingsinstallatie in Quanzhou die al acht jaar in bedrijf is, heeft de onderhoudskosten aanzienlijk verlaagd.
IV. Toekomstperspectieven van Ontzoutingstechnologie In de toekomst wordt verwacht dat de zeewaterontzoutingstechnologie doorbraken zal realiseren in zowel micro-draagbare apparaten als de nieuwe industriële circulatiesystemen voor grootschalige projecten. De micro-draagbare apparaten die zijn ontwikkeld op basis van microfluïdische principes kunnen voldoen aan de zoetwaterbehoeften in afgelegen gebieden en noodsituaties. Tegelijkertijd zal het verbeteren van het nieuwe industriële circulatiesysteem voor grootschalige projecten de toepassing en promotie van zeewaterontzoutingstechnologie op grotere schaal bevorderen.
Bovendien zal de ontzoutingstechnologie, met de intensivering van klimaatverandering en de toenemende ernst van waterschaarsteproblemen, een belangrijke optie worden voor meer landen en regio's om hun waterproblemen aan te pakken. Regeringen, bedrijven en onderzoeksinstituten moeten de samenwerking versterken om gezamenlijk het onderzoek en de toepassing van ontzoutingstechnologie te bevorderen en bij te dragen aan de duurzame ontwikkeling van de mensheid.
Drie methoden voor ontzilting van zeewater
Ten eerste is destillatie een van de vroegste methoden die werden toegepast voor ontzilting van zeewater. Deze methode gebruikt destillatieapparatuur om zeewater te verwarmen tot het kookpunt, stoom te genereren en vervolgens de stoom te condenseren tot zoet water. Tijdens dit proces blijven zout en andere onzuiverheden in het zeewater achter, waardoor het doel van ontzilting van zeewater wordt bereikt. Het voordeel van destillatie is dat het zout en onzuiverheden volledig kan verwijderen, waardoor zuiver zoet water wordt verkregen. Destillatie vereist echter een grote hoeveelheid energie om het zeewater te verwarmen, is kostbaar en de apparatuur is omvangrijk, waardoor het niet geschikt is voor grootschalige toepassing.
Ten tweede is omgekeerde osmose een van de meest gebruikte ontzoutingstechnologieën voor zeewater op dit moment. Deze methode gebruikt hoge druk om zeewater door semi-permeabele membranen te filteren, waardoor watermoleculen door het membraan kunnen passeren, terwijl zout en onzuiverheden buiten het membraan worden vastgehouden. Door dit proces kan hoogwaardig zoet water worden verkregen. Het voordeel van omgekeerde osmose is dat het proces eenvoudig is, de apparatuur klein van formaat is en geschikt is voor verschillende productieschalen. Omgekeerde osmose vereist echter een grote hoeveelheid energie om hoge druk te genereren, en de kosten van het semi-permeabele membraan zijn ook hoog.
Ten slotte is ionenwisseling een methode die specifieke harsen gebruikt om zout en onzuiverheden uit zeewater te verwijderen. Deze methode maakt gebruik van ionenwisselaarharsen om zoutionen en onzuiverheden in zeewater te adsorberen, waardoor zoet water wordt verkregen. Het voordeel van ionenwisseling is dat de werking eenvoudig is, de kosten van de apparatuur relatief laag zijn en het ook hoogwaardig zoet water kan opleveren. Ionenwisselaarharsen vereisen echter regelmatige vervanging en regeneratie, en de kosten zijn hoog. Bovendien stellen ze hoge eisen aan de waterkwaliteit.
Samenvattend zijn destillatie, omgekeerde osmose en ionenwisseling momenteel de meest gebruikte ontzoutingsmethoden voor zeewater. Elke methode heeft zijn unieke voordelen en beperkingen, en de juiste technologie moet worden geselecteerd op basis van specifieke omstandigheden. In de toekomst, met de ontwikkeling van technologie en het duurzaam gebruik van energie, wordt verwacht dat de ontzoutingstechnologie voor zeewater steeds volwassener zal worden, waardoor betere oplossingen worden geboden voor het probleem van watertekort.
Zuivere zonne-energie directe drinkwaterapparatuur
Introductie tot Pure Solar Direct Drinkwaterapparatuur
Pure solar direct drinkwaterapparatuur is een hightech waterzuiveringssysteem dat volledig afhankelijk is van zonne-energie als enige energiebron om onbehandeld of vervuild ruw water (zoals rivierwater, meerwater, putwater, brak water en zelfs zeewater) te zuiveren om te voldoen aan de norm voor direct drinken. Het integreert zonnepanelen (fotovoltaïsche) stroomopwekkingstechnologie en efficiënte waterbehandelingstechnologie (voornamelijk omgekeerde osmose RO-technologie) en is specifiek ontworpen om het probleem van veilig drinkwater op te lossen in gebieden zonder betrouwbare elektriciteitsnetdekking, met schaarse waterbronnen of slechte waterkwaliteit (zoals afgelegen dorpen, eilanden, pastorale gebieden, veldoperatiekampen, rampgebieden en milieumonitoringstations, enz.). Het belangrijkste doel is om energie-zelfvoorziening, nul-emissies, eenvoudige bediening en gemakkelijk onderhoud van de drinkwatervoorziening te bereiken.
Kernkenmerken100% op zonne-energieEnergie-onafhankelijkheid: Volledig vrij van afhankelijkheid van het elektriciteitsnet of generatoren op fossiele brandstoffen, het kan werken zolang er zonlicht is.Nul-emissies: Het operationele proces produceert geen broeikasgassen of milieuvervuiling, waardoor het een echt groene en milieuvriendelijke technologie is.Sterke aanpasbaarheid: Bijzonder geschikt voor afgelegen en geïsoleerde gebieden met onvoldoende netdekking of helemaal geen net.Produceer hoogwaardig direct drinkwaterDiepe zuivering: Voornamelijk met behulp van omgekeerde osmose-technologie, kan het effectief de overgrote meerderheid van opgeloste zouten in water verwijderen (met een ontziltingspercentage van meer dan 95-99%), zware metaalionen, organische stoffen, bacteriën, virussen, colloïden en andere onzuiverheden.De gezuiverde waterkwaliteit voldoet aan de nationale en internationale (zoals WHO) hygiënenormen voor direct drinkwater en heeft een zoete smaak.Hoge integratie en intelligentieGeïntegreerd ontwerp Typisch worden zonnepanelen (fotovoltaïsche panelen), zonne-oplaadcontrollers, energieopslagbatterijen (voor stroomvoorziening in het donker of bij zwak licht), hogedrukpompen, omgekeerde osmosemembraanmodules (RO-membranen), voorbehandelingsfilters (zoals PP-katoen, actieve kool), nabehandelingsantibacteriële apparaten (zoals ultraviolette sterilisatoren of actieve koolfilters) en intelligente besturingssystemen geïntegreerd op een compact frame of mobiel platform.Automatische werking: Via de intelligente controller kan de apparatuur automatisch de hogedrukpomp starten en stoppen op basis van de intensiteit van het licht, de werking van het systeem optimaliseren en onbeheerde werking bereiken. Het heeft meestal zelfbeschermingsfuncties (zoals watertekortbescherming, hoge- en lagedrukbescherming, enz.).Statusbewaking: Het kan worden uitgerust met een beeldscherm of een bewakingsmodule op afstand om de werkstatus weer te geven (zoals waterproductiestroom, waterkwaliteit TDS-waarde, batterijvermogen, systeemdruk, enz.).Energiebesparing en efficiëntieverbeteringDe hogedrukpomp wordt direct aangedreven door zonne-energie en heeft een hoge efficiëntie.De controller optimaliseert de matching van de zonne-ingangsvermogen en het vermogen dat nodig is door omgekeerde osmose om de energiebenuttingsgraad te verbeteren.Sommige systemen kunnen zonne-warmte gebruiken voor hulp bij lage-temperatuur warmtegebruik of efficiënte variabele frequentiepomptechnologie toepassen.Modularisatie en schaalbaarheidIn het ontwerp wordt vaak het modulaire concept gehanteerd, wat de toename van het zonnepaneeloppervlak, de batterijcapaciteit en het aantal omgekeerde osmosemembranen vergemakkelijkt, afhankelijk van de werkelijke waterverbruiksbehoefte.Het kan flexibel worden ingezet als een vast, mobiel (zoals op voertuigen of schepen gemonteerd) of draagbaar noodapparaat.Eenvoudig onderhoud en lage bedrijfskosten:De belangrijkste verbruiksartikelen zijn het voorbehandelingsfilterelement en het RO-membraanelement. Onder normale omstandigheden kunnen ze regelmatig worden vervangen (afhankelijk van de kwaliteit van het bronwater en het waterverbruik).Energie is gratis en de belangrijkste bedrijfskosten zijn de kosten voor het vervangen van verbruiksartikelen.Het heeft een hoge mate van automatisering, waardoor de behoefte aan handmatige tussenkomst aanzienlijk wordt verminderd.Breed scala aan toepassingsscenario'sAfgelegen plattelandsgebieden, pastorale gebieden, eilanden en andere regio's zonder of met zwakke elektriciteitsnetten.Veldonderzoek, exploratie, landmeting en engineeringconstructiekampen.Grenswachtposten en noodhulp bij rampen.Schepen, eilandvilla's, ecologische boerderijen.Als duurzame infrastructuur draagt het bij aan het wereldwijde programma voor schoon drinkwater.
Samenvatting:De pure solar direct drinkwaterapparatuur vangt zonlicht op en zet dit om in elektrische energie om de voorbehandeling, hogedrukpomp en desinfectie-apparaat aan te drijven. Door het fysieke screeningsprincipe van omgekeerde osmosemembranen te gebruiken, scheidt het verschillende onzuiverheden van watermoleculen onder druk, waardoor uiteindelijk zuiver water wordt geproduceerd dat direct kan worden gedronken. De kernwaarde ligt in de volledige autonomie van de energie, de hoge betrouwbaarheid van het zuiveringseffect, evenals de aanzienlijke sociale voordelen en milieuvriendelijkheid bij het oplossen van het drinkwaterprobleem in specifieke gebieden.
De inzameling en behandeling van huishoudelijk afvalwater op het platteland dragen bij aan de ecologische revitalisering van plattelandsgebieden
Het is de bedoeling van de Commissie om het milieu te beschermen tegen de uitstoot van afvalwater en de natuurlijke hulpbronnen, en de ontwikkeling van een hoogwaardige ecologische landbouw te bevorderen."zuivere zonne-energie geïntegreerde afvalwaterverwerking en -behandeling apparatuur"in het platteland.
Het Youfangzhuang zuivere zonne-energie geïntegreerde afvalwater benutting en behandeling apparatuur project, dat werd gebouwd in He 'an Village,Mengcheng County met de hulp van de provinciale afdeling ecologie en milieuHet project is voltooid en in gebruik genomen, waardoor het probleem van huishoudelijke afvalwaterbehandeling en hulpbronnengebruik voor de dorpelingen van dit dorp is opgelost.Het heeft rioolwater in een schat veranderd en de bouw van een mooi en harmonieus dorp in He'an Village verder verbeterd..
Op de middag van 8 augustus 2024 bezocht de provinciale afdeling ecologie en milieu een team in He 'an Village in Mengcheng County. They conducted an on-site inspection of the completion and operation of the country's first pure solar integrated sewage utilization and treatment equipment jointly developed by Bengbu University and Baolu Optoelectronics Co., LTD.De succesvolle werking van deze apparatuur heeft het probleem van de behandeling van huishoudelijk afvalwater door de lokale dorpelingen en de verwerking van afvalstoffen tot een schat volledig opgelost.tot vaststelling van een nieuwe benchmark voor de diepe integratie van groene energie en milieubescherming.Deze innovatieve prestatie geeft niet alleen een sterke impuls aan de verbetering van het lokale ecologische milieu,Het is een zeer goed voorbeeld voor de behandeling van afvalwater in andere regio's..
Het afvalwaterzuiveringsstation van He 'an Village is in juli 2024 voltooid, met een dagelijkse zuiveringscapaciteit van 10 kubieke meter, en het ruwe water is huishoudelijk afvalwater van boeren.Dit project gebruikt de "Solar Integrated Wastewater Treatment Equipment (Patent nr.. :ZL201921370010.9) " ontwikkeld door ons bedrijf, en selecteert het geïntegreerde meervoudige fase aerobe + micro air flotation proces (SAOF).het heeft een langdurige stabiele naleving van de lozingsnormen bereikt en kan worden gepompt voor irrigatie voor hulpbronnengebruik.The "first pure solar power supply + intelligent pumping irrigation system in the country" put into use in this project represents the gratifying achievements made by Bengbu University and Baolu Optoelectronics in the in-depth development of school-enterprise cooperationHet is ook een grote doorbraak in duurzame milieubeheersingstechnologie, waardoor echt zelfvoorziening in afvalwaterbehandeling en nulvervuiling wordt bereikt.Deze innovatieve maatregel lost niet alleen het probleem van afvalwaterzuivering in het platteland opDe Commissie is van mening dat de maatregelen van de Gemeenschap op het gebied van de milieubeheer en de milieubeheer van het platteland een belangrijke bijdrage kunnen leveren tot de verbetering van de milieu- en milieuvriendelijkheid op het platteland en tot een duurzaam gebruik van de hulpbronnen.
In de toekomst zal deze technologie naar verwachting breder worden gepromoot en toegepast in het hele land, waardoor de landelijke afvalwaterbehandeling in ons land naar een nieuw niveau wordt gebracht.meer bijdragen aan de bouw van mooie dorpen en ecologische beschaving, waardoor de uitgestrekte plattelandsgebieden een bredere weg van groene ontwikkeling kunnen volgen en de landbouwers een mooier ecologisch milieu en een welvarender leven kunnen genieten.