Technologie de dessalement de l'eau de mer : Applications et progrès
La désalinisation de l'eau de mer, comme solution importante au problème mondial de la pénurie d'eau,a attiré de nombreux établissements et entreprises de recherche à investir des ressources importantes dans la recherche et le développementAvec l'avancement continu de la technologie et la réduction progressive des coûts, la technologie de dessalement de l'eau de mer passe progressivement du laboratoire à l'application industrielle à grande échelle.Cet article examine l'état actuel de l'application de la technologie dans le dessalement de l'eau de mer, les méthodes courantes et leurs tendances de développement.
I. Vue d'ensemble de la technologie de dessalementLa désalinisation de l'eau de mer fait référence à une technologie qui élimine le sel de l'eau de mer par une série de processus, obtenant ainsi de l'eau douce.ou climat, et peut augmenter la quantité totale d'eau douce, apportant un soutien important à la résolution du problème de la pénurie d'eau.plus d'une centaine d'institutions de recherche dans plus de dix pays sont dédiées à la recherche sur le dessalement de l'eau de mer, et ont développé différents types d'installations de dessalement d'eau de mer avec des structures et des capacités différentes.assurer un approvisionnement stable en eau douce pour les résidents locaux et la production industrielle.
II. Les technologies de dessalement courantesÀ l'heure actuelle, les technologies de dessalement courantes sur le marché comprennent principalement deux catégories: méthode de distillation et méthode à membrane.La distillation est une méthode qui consiste à chauffer l'eau de mer pour la faire évaporer, puis à condenser et à collecter la vapeur pour obtenir de l'eau douce.y compris principalement la distillation flash en plusieurs étapes (MSF), les technologies à faible température multi-effet (LT-MED) et les technologies de distillation à vapeur sous pression (MVC).Les technologies de distillation flash en plusieurs étapes et les technologies à effet multiple à basse température utilisent principalement la vapeur comme source de chaleur et sont souvent combinées avec des centrales électriques.La technologie de distillation à vapeur sous pression utilise la technologie d'évaporation par pompe à chaleur et utilise uniquement de l'énergie électrique.le rendant adapté aux régions insulaires sans sources de chaleur.La technologie de dessalement de l'eau de mer à base de membrane est principalement représentée par la technologie d'osmose inverse (RO).permettant à l'eau de passer sous pression tout en conservant le sel et les impuretésAvec l'amélioration continue des matériaux de membrane et la réduction des coûts de fabrication, la technologie d'osmose inverse est devenue l'une des méthodes courantes de dessalement de l'eau de mer.Les appareils d'osmose inverse modernes utilisent généralement des éléments de membrane en spirale en matériaux composites polymères, avec une grande capacité de production d'eau, une faible consommation d'énergie et une facilité d'entretien.
III. Innovation technologique et développement dans le domaine du dessalement des eaux de merCes dernières années, la technologie de dessalement de l'eau de mer a fait de grands progrès dans des domaines tels que l'innovation des matériaux, l'optimisation des processus et le fonctionnement intelligent.En termes d'innovation matérielle, le développement de nouvelles méthodes d'adsorption composite et de composants de pompes ioniques sélectives a fourni plus d'options pour le dessalement de l'eau de mer.Israël a réalisé des percées significatives dans la nouvelle méthode d'adsorption composite, avec une matrice spéciale de carbone actif à oxyde de fer à structure fractale capable de former une adsorption très efficace des ions chlorure dans des conditions de température normale.Le projet de l'UE sur l'eau douce a permis d'augmenter de 45% l'efficacité du dessalement de l'eau de mer grâce au développement de composants de pompes ioniques sélectives.En ce qui concerne l'optimisation des processus, l'application de technologies innovantes telles que la méthode à double membrane, la technologie de préchauffage de l'eau résiduelle et de complémentation de l'eau,La technologie de désalinisation par membrane a encore amélioré l'efficacité et l'économie de la désalinisation de l'eau de mer.Par exemple,la technologie de préchauffage de l'eau résiduelle et de complémentation en eau mise au point par la centrale électrique de Suhar à Oman a permis de réduire la consommation d'énergie spécifique de l'équipement d'évaporation flash en plusieurs étapesL'équipe du MIT et de l'université de Xiamen ont fait de nouveaux progrès dans la technologie de distillation par membrane, respectivement. by adopting superhydrophobic PTFE air gap membranes and using turbulent enhancement methods with ultrasonic irradiation to improve the flux and salt resistance performance of the membrane distillation components.En termes de fonctionnement intelligent, avec l'application d'outils numériques et l'accumulation d'expérience en ingénierie,la gestion de l'exploitation et de l'entretien des projets de dessalement de l'eau de mer est devenue plus affinée et efficacePar exemple, a pilot test conducted by a research team in Zhejiang Province on the pulse injection mode of chemicals showed that a three-frequency periodic cleaning method could reduce the deposition of impurities by 42%Le système de contrôle croisé adopté par une usine de dessalement d'eau de mer à Quanzhou, en exploitation depuis huit ans, a considérablement réduit les coûts d'entretien.
IV. Perspectives futures de la technologie de dessalementÀ l'avenir, la technologie de dessalement de l'eau de mer devrait faire des percées tant dans les appareils micro-portables que dans les nouveaux systèmes de circulation industrielle pour les projets à grande échelle.Les micro-appareils portables développés sur la base des principes microfluidiques peuvent répondre aux besoins en eau douce dans les zones reculées et en cas d'urgenceDans le même temps, l'amélioration du nouveau système de circulation industrielle pour les grands projets favorisera l'application et la promotion de la technologie de dessalement de l'eau de mer à plus grande échelle.
En outre, avec l'intensification du changement climatique et la gravité croissante des problèmes de pénurie d'eau,La technologie de dessalement deviendra une option importante pour un plus grand nombre de pays et de régions pour résoudre leurs problèmes de ressources en eau- les gouvernements, les entreprises et les institutions de recherche devraient renforcer leur coopération pour promouvoir conjointement la recherche et l'application de la technologie de dessalement,et contribuer au développement durable de l'humanité.
Trois méthodes de dessalement de l'eau de mer
Premièrement, la distillation est l'une des premières méthodes appliquées pour le dessalement de l'eau de mer. Cette méthode utilise un équipement de distillation pour chauffer l'eau de mer jusqu'à son point d'ébullition, générant de la vapeur, puis condensant la vapeur en eau douce. Au cours de ce processus, le sel et autres impuretés restent dans l'eau de mer, atteignant ainsi le but du dessalement de l'eau de mer. L'avantage de la distillation est qu'elle peut éliminer complètement le sel et les impuretés, obtenant ainsi de l'eau douce pure. Cependant, la distillation nécessite une grande quantité d'énergie pour chauffer l'eau de mer, est coûteuse et l'équipement est volumineux, ce qui la rend peu adaptée à une application à grande échelle.
Deuxièmement, l'osmose inverse est l'une des technologies de dessalement de l'eau de mer les plus largement utilisées à l'heure actuelle. Cette méthode utilise une haute pression pour filtrer l'eau de mer à travers des membranes semi-perméables, permettant aux molécules d'eau de passer à travers la membrane tandis que le sel et les impuretés sont retenus à l'extérieur de la membrane. Grâce à ce processus, de l'eau douce de haute qualité peut être obtenue. L'avantage de l'osmose inverse est que le processus est simple, l'équipement est de petite taille et il convient à diverses échelles de production. Cependant, l'osmose inverse nécessite une grande quantité d'énergie pour générer une haute pression, et le coût de la membrane semi-perméable est également élevé.
Enfin, l'échange d'ions est une méthode qui utilise des résines spécifiques pour éliminer le sel et les impuretés de l'eau de mer. Cette méthode utilise des résines échangeuses d'ions pour adsorber les ions sel et les impuretés dans l'eau de mer, obtenant ainsi de l'eau douce. L'avantage de l'échange d'ions est que l'opération est simple, le coût de l'équipement est relativement faible et il peut également obtenir de l'eau douce de haute qualité. Cependant, les résines échangeuses d'ions nécessitent un remplacement et une régénération réguliers, et le coût est élevé. De plus, elles ont des exigences élevées en matière de qualité de l'eau.
En résumé, la distillation, l'osmose inverse et l'échange d'ions sont actuellement les méthodes de dessalement de l'eau de mer les plus largement utilisées. Chaque méthode a ses avantages et ses limites uniques, et la technologie appropriée doit être sélectionnée en fonction des circonstances spécifiques. À l'avenir, avec le développement de la technologie et l'utilisation durable de l'énergie, on pense que la technologie de dessalement de l'eau de mer deviendra de plus en plus mature, offrant de meilleures solutions au problème de la pénurie d'eau.
Équipement d'eau potable directe solaire
Introduction aux équipements d'eau potable directe à énergie solaire pure
L'équipement d'eau potable directe à énergie solaire pure est un système de purification d'eau de haute technologie qui repose entièrement sur l'énergie solaire comme seule source d'énergie pour purifier l'eau brute non traitée ou polluée (telle que l'eau de rivière, l'eau de lac, l'eau de puits, l'eau saumâtre et même l'eau de mer) afin de répondre aux normes de consommation directe. Il intègre la technologie de production d'énergie solaire photovoltaïque et une technologie efficace de traitement de l'eau (principalement la technologie d'osmose inverse RO), et est spécialement conçu pour résoudre le problème de l'eau potable sûre dans les zones sans couverture de réseau électrique fiable, avec des ressources en eau rares ou une mauvaise qualité de l'eau (telles que les villages reculés, les îles, les zones pastorales, les camps d'opérations sur le terrain, les zones sinistrées et les stations de surveillance environnementale, etc.). Son objectif principal est d'atteindre l'autosuffisance énergétique, zéro émission de carbone, une exploitation simple et une maintenance pratique de l'approvisionnement en eau potable.
Caractéristiques principales100 % alimenté par l'énergie solaireIndépendance énergétique : Entièrement indépendant du réseau électrique ou des générateurs à combustibles fossiles, il peut fonctionner tant qu'il y a du soleil.Zéro émission de carbone : Le processus de fonctionnement ne produit aucun gaz à effet de serre ni pollution environnementale, ce qui en fait une technologie véritablement verte et respectueuse de l'environnement.Forte adaptabilité : Particulièrement adapté aux zones reculées et isolées avec une couverture de réseau insuffisante ou inexistante.Produire de l'eau potable directe de haute qualitéPurification en profondeur : Utilisant principalement la technologie d'osmose inverse, il peut éliminer efficacement la grande majorité des sels dissous dans l'eau (avec un taux de dessalement de plus de 95 à 99 %), les ions de métaux lourds, les matières organiques, les bactéries, les virus, les colloïdes et autres impuretés.La qualité de l'eau purifiée répond aux normes d'hygiène nationales et internationales (telles que l'OMS) pour l'eau potable directe et a un goût agréable.Haute intégration et intelligenceConception intégrée Typiquement, des panneaux solaires (panneaux photovoltaïques), des contrôleurs de charge solaire, des batteries de stockage d'énergie (pour l'alimentation en cas d'obscurité ou de faible luminosité), des pompes haute pression, des modules à membrane d'osmose inverse (membranes RO), des filtres de prétraitement (tels que le coton PP, le charbon actif), des dispositifs antibactériens de post-traitement (tels que les stérilisateurs ultraviolets ou les filtres à charbon actif) et des systèmes de contrôle intelligents sont intégrés sur un châssis compact ou une plateforme mobile.Fonctionnement automatique : Grâce au contrôleur intelligent, l'équipement peut démarrer et arrêter automatiquement la pompe haute pression en fonction de l'intensité de la lumière, optimiser le fonctionnement du système et permettre un fonctionnement sans surveillance. Il dispose généralement de fonctions d'auto-protection (telles que la protection contre le manque d'eau, la protection contre les hautes et basses pressions, etc.).Surveillance de l'état : Il peut être équipé d'un écran d'affichage ou d'un module de surveillance à distance pour afficher l'état de fonctionnement (tel que le débit de production d'eau, la valeur TDS de la qualité de l'eau, la puissance de la batterie, la pression du système, etc.).Économie d'énergie et amélioration de l'efficacitéLa pompe haute pression est directement alimentée par l'énergie solaire et a un rendement élevé.Le contrôleur optimise l'adaptation de la puissance d'entrée solaire et de la puissance requise par l'osmose inverse pour améliorer le taux d'utilisation de l'énergie.Certains systèmes peuvent utiliser la chaleur solaire pour une assistance à l'utilisation de la chaleur à basse température ou adopter une technologie de pompe à fréquence variable à haut rendement.Modularisation et évolutivitéDans la conception, le concept modulaire est souvent adopté, ce qui facilite l'augmentation de la surface des panneaux solaires, de la capacité des batteries et du nombre de membranes d'osmose inverse en fonction de la demande réelle de consommation d'eau.Il peut être déployé de manière flexible en tant que dispositif fixe, mobile (tel que monté sur véhicule ou sur navire) ou portable d'urgence.Maintenance simple et faible coût d'exploitation :Les principaux consommables sont l'élément filtrant de prétraitement et l'élément membranaire RO. Dans des circonstances normales, ils peuvent être remplacés régulièrement (en fonction de la qualité de l'eau de source et de la consommation d'eau).L'énergie est gratuite, et le principal coût d'exploitation est la dépense de remplacement des consommables.Il a un degré élevé d'automatisation, ce qui réduit considérablement le besoin d'intervention manuelle.Large éventail de scénarios d'applicationZones rurales reculées, zones pastorales, îles et autres régions sans ou avec des réseaux électriques faibles.Recherche sur le terrain, exploration, levés et cartographie, et camps de construction d'ingénierie.Postes de garde-frontières et sites de secours en cas de catastrophe.Navires, villas insulaires, fermes écologiques.En tant qu'infrastructure durable, il contribue au programme mondial d'eau potable propre.
Résumé : L'équipement d'eau potable directe à énergie solaire pure capte la lumière du soleil et la convertit en énergie électrique pour alimenter le prétraitement, la pompe haute pression et le dispositif de désinfection. En utilisant le principe de criblage physique des membranes d'osmose inverse, il sépare diverses impuretés des molécules d'eau sous pression, produisant finalement de l'eau pure qui peut être bue directement. Sa valeur fondamentale réside dans l'autonomie complète de son énergie, la grande fiabilité de son effet de purification, ainsi que ses avantages sociaux et son respect de l'environnement importants pour résoudre le problème de l'eau potable dans des zones spécifiques.
La collecte et le traitement des eaux usées domestiques rurales contribuent à la revitalisation écologique des zones rurales
Traitement et valorisation des eaux usées domestiques rurales, favorisant le développement de haute qualité de l'agriculture écologique rurale, le premier "équipement intégré de traitement et d'utilisation des eaux usées à énergie solaire pure" du pays.
Le projet d'équipement intégré de traitement et d'utilisation des eaux usées à énergie solaire pure de Youfangzhuang, construit dans le village de He'an, comté de Mengcheng, avec l'aide du Département provincial de l'écologie et de l'environnement, a été achevé et mis en service, résolvant le problème du traitement et de la valorisation des eaux usées domestiques pour les villageois de ce village. Il a transformé les eaux usées en trésor et a encore amélioré la carte de construction d'un village beau et harmonieux dans le village de He'an.
Dans l'après-midi du 8 août 2024, le Département provincial de l'écologie et de l'environnement a dirigé une équipe pour visiter le village de He'an dans le comté de Mengcheng. Ils ont effectué une inspection sur place de l'achèvement et du fonctionnement du premier équipement intégré de traitement et d'utilisation des eaux usées à énergie solaire pure du pays, développé conjointement par l'Université de Bengbu et Baolu Optoelectronics Co., LTD.Le fonctionnement réussi de cet équipement a complètement résolu le problème du traitement des eaux usées domestiques des villageois locaux et de la transformation des déchets en trésor, établissant une nouvelle référence pour l'intégration profonde de l'énergie verte et de la protection de l'environnement.Cette réalisation innovante injecte non seulement une forte impulsion à l'amélioration de l'environnement écologique local, mais fournit également un exemple hautement référentiel pour le traitement des eaux usées dans d'autres régions.
La station de traitement des eaux usées du village de He'an a été achevée en juillet 2024, avec une capacité de traitement quotidienne de 10 mètres cubes, et l'eau brute est constituée d'eaux usées domestiques provenant des agriculteurs. Ce projet adopte l'"Équipement intégré de traitement des eaux usées à énergie solaire (brevet n° : ZL201921370010.9)" développé par notre société, et sélectionne le procédé intégré aérobie multi-étapes + micro-flottation à l'air (SAOF). Grâce à un levage quantitatif et à une gestion fine, il a obtenu une conformité stable à long terme aux normes de rejet et peut être pompé pour l'irrigation pour la valorisation des ressources.Le "premier système d'irrigation par pompage intelligent + alimentation solaire pure du pays" mis en service dans ce projet représente les réalisations réjouissantes de l'Université de Bengbu et de Baolu Optoelectronics dans le développement approfondi de la coopération école-entreprise. C'est également une percée majeure dans la technologie de gouvernance environnementale durable, réalisant véritablement l'autosuffisance en matière de traitement des eaux usées et le rejet zéro pollution. Cette initiative innovante résout non seulement efficacement le problème du traitement des eaux usées rurales, mais ouvre également une nouvelle voie pour l'amélioration de l'environnement écologique rural et l'utilisation durable des ressources.
À l'avenir, cette technologie devrait être promue et appliquée plus largement dans tout le pays, propulsant la cause du traitement des eaux usées rurales dans notre pays vers un nouveau niveau, contribuant davantage à la construction de beaux villages et à la civilisation écologique, permettant aux vastes zones rurales d'avoir une voie de développement vert plus large, et permettant aux agriculteurs de profiter d'un environnement écologique plus beau et d'une vie plus prospère.