Technologia odsalania wody morskiej: Zastosowania i postępy
Odsalanie wody morskiej jako ważne rozwiązanie globalnego problemu niedoboru wodyprzyciągnęło liczne instytucje badawcze i przedsiębiorstwa do inwestowania znaczących zasobów w badania i rozwójWraz z ciągłym postępem technologii i stopniowym zmniejszaniem kosztów technologia odsalania wody morskiej stopniowo przemieszcza się z laboratorium do zastosowań przemysłowych na dużą skalę.W tym artykule omówiono obecny stan zastosowań technologicznych w odsalanie wody morskiej, głównych metod i ich trendów rozwoju.
I. Przegląd technologii odsalaniaOdsalanie wody morskiej odnosi się do technologii, która usuwa sól z wody morskiej poprzez szereg procesów, otrzymując w ten sposób wodę słodką.lub klimatu, może zwiększyć całkowitą ilość wody słodkiej, stanowiąc silne wsparcie dla rozwiązania problemu niedoboru wody.ponad sto instytucji badawczych w ponad dziesięciu krajach zajmuje się badaniami nad odsalanie wody morskiej, a także rozwinęły różnego rodzaju instalacje odsalania wody morskiej o różnych strukturach i pojemnościach.zapewnienie stabilnego zaopatrzenia miejscowych mieszkańców w wodę słodką i produkcję przemysłową.
II. Główne technologie odsalaniaObecnie główne technologie odsalania na rynku obejmują głównie dwie kategorie: metodę destylacji i metodę membranową.Destylacja jest metodą, która polega na podgrzewaniu wody morskiej, aby spowodować jej odparowanie, a następnie skondensowaniu i gromadzeniu pary w celu uzyskania świeżej wody.głównie zawierająca wieloetapową destylację błyskawiczną (MSF), technologii wieloefektywnych niskotemperaturowych (LT-MED) oraz technologii destylacji par ciśnieniowych (MVC).Wieloetapowa destylacja błyskawiczna i technologie wieloefektywne o niskiej temperaturze wykorzystują głównie parę jako źródło ciepła i są często łączone z elektrowniamiTechnologia destylacji pary ciśnieniowej wykorzystuje technologię parowania pompą ciepła i zużywa tylko energię elektryczną.sprawiając, że jest odpowiedni dla regionów wyspiarskich bez źródeł ciepła.Technologia odsalania wody morskiej na bazie błony jest głównie reprezentowana przez technologię odwrotnej osmozy (RO).umożliwiające przepływ wody pod ciśnieniem przy zachowaniu soli i zanieczyszczeńWraz z ciągłym ulepszaniem materiałów membranowych i zmniejszeniem kosztów produkcji technologia odwrotnej osmozy stała się jedną z głównych metod odsalania wody morskiej.Nowoczesne urządzenia odwrotnej osmozy zazwyczaj używają elementów membrany spiralnej wykonanej z polimerowych materiałów kompozytowych, o wysokiej zdolności produkcyjnej wody, niskim zużyciu energii i łatwej konserwacji.
III. Innowacje technologiczne i rozwój w zakresie odsalania wody morskiejW ostatnich latach technologia odsalania wody morskiej poczyniła znaczący postęp w takich dziedzinach, jak innowacyjność materiałów, optymalizacja procesów i inteligentna obsługa.Z punktu widzenia innowacji materiałowych, rozwój nowych metod adsorpcji kompozytów i komponentów pomp jonowych selektywnych zapewnił więcej możliwości odsalania wody morskiej.Izrael dokonał znaczących przełomów w nowej metodzie adsorpcji kompozytowej, ze specjalną fraktowo-strukturowaną matrycą tlenku żelaza - węgla aktywnego, zdolną do tworzenia wysoce wydajnej adsorpcji jonów chlorku w warunkach normalnej temperatury.Projekt UE dotyczący wody słodkiej zwiększył wydajność odsalania wody morskiej o 45% dzięki opracowaniu komponentów pomp jonowych selektywnych.Z punktu widzenia optymalizacji procesu stosowanie innowacyjnych technologii, takich jak metoda podwójnej membrany, technologia podgrzewania wody pozostałej i uzupełniania wody,Technologia destylacji membranowej zwiększyła efektywność i oszczędność odsalania wody morskiejNa przykład,technologia przedgrzewania wody pozostałowej i uzupełniania wody, wprowadzona przez elektrownię Suhar w Omanie, zmniejszyła zużycie energii węglowej przez wieloetapowe urządzenia parowania błyskawicznegoZespół z MIT i Uniwersytetu Xiamen dokonał nowych postępów w technologii destylacji membranowej, odpowiednio, 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.Z punktu widzenia inteligentnej obsługi, dzięki zastosowaniu narzędzi cyfrowych i gromadzeniu doświadczeń inżynierskich,zarządzanie eksploatacją i utrzymaniem projektów odsalania wody morskiej stało się bardziej wyrafinowane i wydajneNa przykład, 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%System kontroli krzyżowej przyjęty przez instalację odsalania wody morskiej w Quanzhou, która działa od ośmiu lat, znacząco obniżył koszty utrzymania.
IV. Przyszłe perspektywy technologii odsalaniaOczekuje się, że w przyszłości technologia odsalania wody morskiej dokona przełomu zarówno w mikroprzenośnych urządzeniach, jak i w nowych systemach przemysłowego krążenia dla dużych projektów.Mikroprzenośne urządzenia opracowane w oparciu o zasady mikrofluidów mogą zaspokajać zapotrzebowanie na wodę słodką w odległych obszarach i w sytuacjach awaryjnychJednocześnie ulepszenie nowego przemysłowego systemu cyrkulacji dla dużych projektów będzie sprzyjać zastosowaniu i promowaniu technologii odsalania wody morskiej na większą skalę.
Ponadto, ze względu na nasilenie się zmian klimatycznych i rosnący problem niedoboru wody,Technologia odsalania stanie się ważną opcją dla większej liczby krajów i regionów w celu rozwiązania problemów związanych z zasobami wody- rządy, przedsiębiorstwa i instytucje badawcze powinny wzmocnić współpracę w celu wspólnego wspierania badań i stosowania technologii odsalania;i przyczynić się do zrównoważonego rozwoju ludzkości.
Trzy metody odsalania wody morskiej
Po pierwsze, destylacja jest jedną z najwcześniejszych metod stosowanych do odsalania wody morskiej.a następnie skondensowanie pary do świeżej wodyPodczas tego procesu sól i inne zanieczyszczenia pozostają w wodzie morskiej, osiągając cel odsalania wody morskiej.Zaletą destylacji jest całkowite usuwanie soli i zanieczyszczeńDestylacja wymaga jednak dużej ilości energii do ogrzewania wody morskiej, jest kosztowna, a sprzęt jest nieporęczny, co czyni ją nieodpowiednią do zastosowania na dużą skalę.
Po drugie, odwrotna osmoza jest obecnie jedną z najczęściej stosowanych technologii odsalania wody morskiej.umożliwiając molekułom wody przechodzenie przez membranę, podczas gdy sól i zanieczyszczenia są zatrzymywane poza membranąZa pomocą tego procesu można uzyskać wodę słodką o wysokiej jakości.i nadaje się do różnych skal produkcjiJednakże odwrotna osmoza wymaga dużej ilości energii do wytworzenia wysokiego ciśnienia, a koszt membrany półprzepuszczalnej jest również wysoki.
Wreszcie, wymiana jonów jest metodą, która wykorzystuje specjalne żywice do usuwania soli i zanieczyszczeń z wody morskiej.W ten sposób uzyskuje się słodką wodęZaletą wymiany jonów jest prosta obsługa, stosunkowo niski koszt wyposażenia oraz możliwość uzyskania wysokiej jakości wody słodkiej.żywice wymiany jonów wymagają regularnej wymiany i regeneracjiPonadto mają one wysokie wymagania dotyczące jakości wody.
Podsumowując, destylacja, odwrotna osmoza i wymiana jonów są obecnie najczęściej stosowanymi metodami odsalania wody morskiej.i odpowiednia technologia powinna być wybrana na podstawie szczególnych okolicznościW przyszłości, wraz z rozwojem technologii i zrównoważonym wykorzystaniem energii, uważa się, że technologia odsalania wody morskiej stanie się coraz bardziej dojrzała,zapewnienie lepszych rozwiązań problemu niedoboru wody.
Sprzęt do bezpośredniej wody pitnej z wykorzystaniem energii słonecznej
Wprowadzenie do urządzeń do bezpośredniego uzdatniania wody pitnej zasilanych energią słoneczną
Urządzenia do bezpośredniego uzdatniania wody pitnej zasilane energią słoneczną to zaawansowany technologicznie system oczyszczania wody, który całkowicie opiera się na energii słonecznej jako jedynym źródle energii do oczyszczania nieuzdatnionej lub zanieczyszczonej wody surowej (takiej jak woda rzeczna, jeziorna, studzienna, słonawa, a nawet woda morska) do standardu wody pitnej. Integruje technologię wytwarzania energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych i wydajną technologię uzdatniania wody (głównie technologię odwróconej osmozy RO) i jest specjalnie zaprojektowany, aby rozwiązać problem bezpiecznej wody pitnej w obszarach bez niezawodnego pokrycia siecią energetyczną, z ograniczonymi zasobami wodnymi lub słabą jakością wody (takich jak odległe wioski, wyspy, obszary pasterskie, obozy operacyjne w terenie, obszary dotknięte katastrofami i stacje monitoringu środowiska itp.). Jego głównym celem jest osiągnięcie samowystarczalności energetycznej, zerowej emisji dwutlenku węgla, prostej obsługi i wygodnej konserwacji dostaw wody pitnej.
Główne cechy100% zasilanie energią słonecznąNiezależność energetyczna: Całkowicie wolne od zależności od sieci energetycznej lub generatorów paliw kopalnych, może działać tak długo, jak jest światło słoneczne.Zerowa emisja dwutlenku węgla: Proces działania nie wytwarza żadnych gazów cieplarnianych ani zanieczyszczeń środowiska, co czyni go naprawdę zieloną i przyjazną dla środowiska technologią.Silna adaptacja: Szczególnie odpowiedni dla odległych i odizolowanych obszarów z niewystarczającym pokryciem sieci lub bez sieci w ogóle.Produkcja wysokiej jakości wody pitnejGłębokie oczyszczanie: Głównie przy użyciu technologii odwróconej osmozy, może skutecznie usuwać zdecydowaną większość rozpuszczonych soli w wodzie (ze stopniem odsalania ponad 95-99%), jony metali ciężkich, materię organiczną, bakterie, wirusy, koloidy i inne zanieczyszczenia.Oczyszczona jakość wody spełnia krajowe i międzynarodowe (takie jak WHO) standardy higieniczne dla wody pitnej i ma słodki smak.Wysoka integracja i inteligencjaZintegrowana konstrukcja Zazwyczaj panele słoneczne (panele fotowoltaiczne), kontrolery ładowania słonecznego, akumulatory (do zasilania w ciemności lub słabym świetle), pompy wysokociśnieniowe, moduły membran odwróconej osmozy (membrany RO), filtry wstępnego uzdatniania (takie jak bawełna PP, węgiel aktywny), urządzenia antybakteryjne do obróbki końcowej (takie jak sterylizatory ultrafioletowe lub filtry z węglem aktywnym) i inteligentne systemy sterowania są zintegrowane na kompaktowej ramie lub platformie mobilnej.Automatyczna praca: Poprzez inteligentny kontroler, urządzenie może automatycznie uruchamiać i zatrzymywać pompę wysokociśnieniową w oparciu o intensywność światła, optymalizować działanie systemu i osiągać pracę bez nadzoru. Zazwyczaj posiada funkcje samoobrony (takie jak ochrona przed brakiem wody, ochrona przed wysokim i niskim ciśnieniem itp.).Monitorowanie stanu: Może być wyposażony w ekran wyświetlacza lub moduł zdalnego monitoringu, aby pokazywać stan pracy (takie jak przepływ produkcji wody, wartość TDS jakości wody, moc baterii, ciśnienie systemu itp.).Oszczędność energii i poprawa wydajnościPompa wysokociśnieniowa jest napędzana bezpośrednio energią słoneczną i ma wysoką wydajność.Kontroler optymalizuje dopasowanie mocy wejściowej z paneli słonecznych i mocy wymaganej przez odwróconą osmozę, aby poprawić wskaźnik wykorzystania energii.Niektóre systemy mogą wykorzystywać ciepło słoneczne do wspomagania niskotemperaturowego wykorzystania ciepła lub stosować wysokowydajną technologię pomp zmiennoczęstotliwościowych.Modularyzacja i skalowalnośćW projekcie często stosuje się koncepcję modułową, która ułatwia zwiększenie powierzchni paneli słonecznych, pojemności akumulatorów i liczby membran odwróconej osmozy w zależności od rzeczywistego zapotrzebowania na wodę.Może być elastycznie wdrażany jako urządzenie stacjonarne, mobilne (takie jak montowane na pojeździe lub na statku) lub awaryjne przenośne.Prosta konserwacja i niskie koszty eksploatacji:Głównymi materiałami eksploatacyjnymi są elementy filtracyjne do wstępnego uzdatniania i elementy membran RO. W normalnych warunkach można je regularnie wymieniać (w zależności od jakości wody źródłowej i zużycia wody).Energia jest darmowa, a głównym kosztem operacyjnym są wydatki na wymianę materiałów eksploatacyjnych.Posiada wysoki stopień automatyzacji, znacznie zmniejszając potrzebę interwencji manualnej.Szeroki zakres scenariuszy zastosowańOdległe obszary wiejskie, obszary pasterskie, wyspy i inne regiony bez lub ze słabymi sieciami energetycznymi.Badania terenowe, eksploracja, geodezja i mapowanie oraz obozy budowlane.Stanowiska straży granicznej i miejsca pomocy w przypadku katastrof.Statki, wille na wyspach, gospodarstwa ekologiczne.Jako zrównoważona infrastruktura, przyczynia się do globalnego programu czystej wody pitnej.
Podsumowanie: Urządzenia do bezpośredniego uzdatniania wody pitnej zasilane energią słoneczną wychwytują światło słoneczne i przekształcają je w energię elektryczną, aby napędzać wstępne uzdatnianie, pompę wysokociśnieniową i urządzenie dezynfekcyjne. Wykorzystując zasadę fizycznego przesiewania membran odwróconej osmozy, oddziela różne zanieczyszczenia od cząsteczek wody pod ciśnieniem, ostatecznie wytwarzając czystą wodę, którą można pić bezpośrednio. Jego podstawowa wartość polega na całkowitej autonomii energii, wysokiej niezawodności efektu oczyszczania, a także na jego znaczących korzyściach społecznych i przyjazności dla środowiska w rozwiązywaniu problemu wody pitnej w określonych obszarach.
Zbieranie i oczyszczanie ścieków domowych na obszarach wiejskich przyczynia się do ożywienia ekologicznego obszarów wiejskich
Wiejskie oczyszczanie ścieków krajowych i wykorzystanie zasobów, promujące wysokiej jakości rozwój wiejskich rolnictwa ekologicznego, pierwszego„Wykorzystanie i leczenie czystego słonecznego zintegrowane ścieki”w kraju.
Projekt wykorzystania i uzdatniania kanalizacji i oczyszczania Solar Youfangzhuang, który został zbudowany w „wiosce, hrabstwa Mengcheng przy pomocy prowincjonalnego Departamentu Ekologii i Środowiska, został zakończony i wykorzystany, rozwiązując problem domowego oczyszczania ścieków i wykorzystania zasobów dla wioski. Zamieniło ścieki w skarb i dodatkowo poprawiło mapę budowlaną pięknej i harmonijnej wioski w „wiosce”.
Po południu 8 sierpnia 2024 r. Departament Ekologii i Środowiska prowincji poprowadził zespół do odwiedzenia „wioski w hrabstwie Mengcheng. Przeprowadzili kontrolę nad ukończeniem i działaniem pierwszego w kraju zintegrowanego zintegrowanego sprzętu ścieków i uzdatniania, opracowanego wspólnie przez Bengbu University i Baolu Optoelectronics Co., Ltd.Udane działanie tego sprzętu całkowicie rozwiązało problem oczyszczania ścieków domowych lokalnych wieśniaków i przekształcania odpadów w skarb, ustanawiając nowy punkt odniesienia dla głębokiej integracji zielonej energii i ochrony środowiska.To innowacyjne osiągnięcie nie tylko wstrzykuje silny impuls do poprawy lokalnego środowiska ekologicznego, ale także stanowi wysoce referencyjny przykład oczyszczania ścieków w innych regionach.
Stacja oczyszczania ścieków w wiosce została ukończona w lipcu 2024 r., Z codzienną oczyszczaniem 10 metrów sześciennych, a surowa woda to ścieki domowe od rolników. Projekt ten przyjmuje „Zintegrowany sprzęt do oczyszczania ścieków (nr patentu: ZL201921370010.9)” opracowany przez naszą firmę i wybiera zintegrowany wieloetapowy proces flotacji Aerobic + Micro Air (SAOF). Dzięki ilościowej podnoszenia i doskonałym zarządzaniu osiągnęło długoterminowe stabilne zgodność ze standardami rozładowania i może być pompowany do nawadniania w celu wykorzystania zasobów.„Pierwszy czysty zasilacz energii słonecznej + inteligentny system nawadniania pompowania w kraju” zastosowany w tym projekcie reprezentuje satysfakcjonujące osiągnięcia dokonane przez Bengbu University i Baolu optoelektronikę w dogłębnym rozwoju współpracy w zakresie przedsięwzięcia szkolnego. Jest to również poważny przełom w zrównoważonej technologii zarządzania środowiskiem, naprawdę osiągając samowystarczalność w oczyszczaniu ścieków i zerowe zwolnienie zanieczyszczenia. Ten innowacyjny ruch nie tylko skutecznie rozwiązuje problem oczyszczania ścieków na obszarach wiejskich, ale także otwiera nową ścieżkę poprawy wiejskiego środowiska ekologicznego i zrównoważonego wykorzystania zasobów.
W przyszłości oczekuje się, że technologia ta będzie szerzej promowana i stosowana w całym kraju, doprowadzając do obróbki ścieków wiejskich w naszym kraju do nowego poziomu, przyczyniając się bardziej do budowy pięknych wiosek i cywilizacji ekologicznej, umożliwiając rozległym obszarom wiejskim na szerszą ścieżkę zielonej rozwoju i umożliwiając rolnikom bardziej pięknym środowisku ekologicznym i bardziej wymuszonym życiu.