Tecnologia de dessalinização de água do mar: aplicações e avanços
A dessalinização da água do mar, como uma solução importante para o problema global da escassez de água, atraiu inúmeras instituições de pesquisa e empresas a investir recursos significativos em pesquisa e desenvolvimento. Com o contínuo avanço da tecnologia e a redução gradual dos custos, a tecnologia de dessalinização da água do mar está gradualmente se movendo do laboratório para a aplicação industrial em larga escala. Este artigo explorará o estado atual da aplicação da tecnologia na dessalinização da água do mar, os métodos principais e suas tendências de desenvolvimento.
I. Visão Geral da Tecnologia de Dessalinização A dessalinização da água do mar refere-se a uma tecnologia que remove o sal da água do mar por meio de uma série de processos, obtendo assim água doce. Esta tecnologia não é afetada pelo tempo, localização ou clima e pode aumentar a quantidade total de água doce, fornecendo um forte suporte para resolver o problema da escassez de água. Globalmente, mais de cem instituições de pesquisa em mais de dez países se dedicam à pesquisa de dessalinização da água do mar e desenvolveram vários tipos de instalações de dessalinização da água do mar com diferentes estruturas e capacidades. Essas instalações são amplamente distribuídas em áreas costeiras, fornecendo um fornecimento estável de água doce para residentes locais e produção industrial.
II. Tecnologias de Dessalinização Principais Atualmente, as principais tecnologias de dessalinização no mercado incluem principalmente duas categorias: método de destilação e método de membrana. A destilação é um método que envolve o aquecimento da água do mar para fazê-la evaporar, condensando e coletando o vapor para obter água doce. Este método tem uma longa história e tecnologia madura, incluindo principalmente destilação de múltiplos estágios (MSF), multi-efeito de baixa temperatura (LT-MED) e tecnologias de destilação por vapor sob pressão (MVC). As tecnologias de destilação de múltiplos estágios e multi-efeito de baixa temperatura usam principalmente vapor como fonte de calor e são frequentemente combinadas com usinas de energia, extraindo o vapor residual das turbinas para produzir água destilada. A tecnologia de destilação por vapor sob pressão utiliza a tecnologia de evaporação por bomba de calor e usa apenas energia elétrica, tornando-a adequada para regiões insulares sem fontes de calor. A tecnologia de dessalinização da água do mar baseada em membrana é representada principalmente pela tecnologia de osmose reversa (RO). Esta tecnologia utiliza membranas semipermeáveis, permitindo que a água passe sob pressão, retendo sal e impurezas. Com a contínua melhoria dos materiais de membrana e a redução dos custos de fabricação, a tecnologia de osmose reversa tornou-se um dos métodos principais para a dessalinização da água do mar. Os dispositivos modernos de osmose reversa normalmente usam elementos de membrana enrolados em espiral feitos de materiais compósitos poliméricos, apresentando alta capacidade de produção de água, baixo consumo de energia e facilidade de manutenção.
III. Inovação Tecnológica e Desenvolvimento na Dessalinização da Água do Mar Nos últimos anos, a tecnologia de dessalinização da água do mar fez progressos significativos em áreas como inovação de materiais, otimização de processos e operação inteligente. Em termos de inovação de materiais, o desenvolvimento de novos métodos de adsorção compósitos e componentes seletivos de bomba iônica forneceu mais opções para a dessalinização da água do mar. Por exemplo, Israel fez avanços significativos no novo método de adsorção compósito, com uma matriz especial de óxido de ferro - carbono ativado com estrutura fractal capaz de formar uma adsorção altamente eficiente de íons cloreto em condições de temperatura normal. O projeto de água doce da UE aumentou a eficiência da dessalinização da água do mar em 45% por meio do desenvolvimento de componentes seletivos de bomba iônica. Em termos de otimização de processos, a aplicação de tecnologias inovadoras, como o método de dupla membrana, a tecnologia de pré-aquecimento da água residual e suplementação de água e a tecnologia de destilação por membrana, aprimorou ainda mais a eficiência e a economia da dessalinização da água do mar. Por exemplo, a tecnologia de pré-aquecimento da água residual e suplementação de água, pioneira pela Usina de Energia de Suhar em Omã, reduziu o consumo específico de energia do equipamento de evaporação de múltiplos estágios. A equipe do MIT e da Universidade de Xiamen fez novos progressos na tecnologia de destilação por membrana, respectivamente, adotando membranas de ar PTFE superhidrofóbicas e usando métodos de aprimoramento turbulento com irradiação ultrassônica para melhorar o fluxo e o desempenho de resistência ao sal dos componentes de destilação por membrana. Em termos de operação inteligente, com a aplicação de ferramentas digitais e o acúmulo de experiência em engenharia, a operação e a gestão de manutenção de projetos de dessalinização da água do mar tornaram-se mais refinadas e eficientes. Por exemplo, um teste piloto conduzido por uma equipe de pesquisa na província de Zhejiang sobre o modo de injeção de pulso de produtos químicos mostrou que um método de limpeza periódica de três frequências poderia reduzir a deposição de impurezas em 42%. O sistema de verificação cruzada adotado por uma usina de dessalinização da água do mar em Quanzhou, que está em operação há oito anos, reduziu significativamente os custos de manutenção.
IV. Perspectivas Futuras da Tecnologia de Dessalinização No futuro, espera-se que a tecnologia de dessalinização da água do mar faça avanços tanto em dispositivos micro-portáteis quanto nos novos sistemas de circulação industrial para projetos em larga escala. Os dispositivos micro-portáteis desenvolvidos com base em princípios microfluídicos podem atender às demandas de água doce em áreas remotas e situações de emergência. Ao mesmo tempo, a melhoria do novo sistema de circulação industrial para projetos em larga escala promoverá a aplicação e promoção da tecnologia de dessalinização da água do mar em uma escala maior.
Além disso, com a intensificação das mudanças climáticas e a crescente gravidade dos problemas de escassez de água, a tecnologia de dessalinização se tornará uma opção importante para que mais países e regiões abordem seus problemas de recursos hídricos. Governos, empresas e instituições de pesquisa devem fortalecer a cooperação para promover conjuntamente a pesquisa e aplicação da tecnologia de dessalinização e contribuir para o desenvolvimento sustentável da humanidade.
Três métodos de dessalinização da água do mar
Em primeiro lugar, a destilação é um dos métodos mais antigos utilizados para a dessalinização da água do mar.e depois condensar o vapor em água doceDurante este processo, o sal e outras impurezas permanecem na água do mar, alcançando o propósito da dessalinização da água do mar.A destilação tem a vantagem de remover completamente o sal e as impurezasNo entanto, a destilação requer uma grande quantidade de energia para aquecer a água do mar, é dispendiosa e o equipamento é volumoso, tornando-a inadequada para aplicação em larga escala.
Em segundo lugar, a osmose inversa é uma das tecnologias de dessalinização de água do mar mais utilizadas atualmente.permitindo que as moléculas de água passem pela membrana enquanto o sal e as impurezas são retidos fora da membranaA vantagem da osmose reversa é que o processo é simples, o equipamento é pequeno, o sistema de osmose reversa é muito simples, e o sistema de osmose reversa é muito simples.e é adequado para várias escalas de produçãoNo entanto, a osmose reversa requer uma grande quantidade de energia para gerar alta pressão, e o custo da membrana semi-permeável também é alto.
Finalmente, a troca de íons é um método que usa resinas específicas para remover sal e impurezas da água do mar.obtendo assim água doceA vantagem da troca de íons é que a operação é simples, o custo do equipamento é relativamente baixo e pode também obter água doce de alta qualidade.As resinas de troca de iões requerem substituição e regeneração regularesAlém disso, têm elevados requisitos de qualidade da água.
Em resumo, a destilação, a osmose reversa e a troca de íons são atualmente os métodos de dessalinização de água do mar mais utilizados.e a tecnologia adequada deve ser selecionada com base em circunstâncias específicasNo futuro, com o desenvolvimento da tecnologia e a utilização sustentável da energia, acredita-se que a tecnologia de dessalinização de água do mar se tornará cada vez mais madura.fornecer melhores soluções para o problema da escassez de água.
Equipamento de água potável direta e solar puro
Introdução ao equipamento de água potável solar direta pura
Pure solar direct drinking water equipment is a high-tech water purification system that completely relies on solar energy as the sole energy source to purify untreated or polluted raw water (such as river water, água de lago, água de poço, água salobra e até mesmo água do mar) para atender ao padrão para beber diretamente.Integra a tecnologia de geração de energia solar fotovoltaica e a tecnologia de tratamento de água eficiente (principalmente a tecnologia RO de osmose reversa), e foi concebido especificamente para resolver o problema da água potável segura em zonas sem cobertura de rede eléctrica fiável, com recursos hídricos escassos ou com má qualidade hídrica (como aldeias remotas,IlhasO objectivo principal é alcançar a auto-suficiência energética, as emissões de carbono zero, o desenvolvimento sustentável e a redução das emissões de gases de efeito estufa.operação simples e manutenção conveniente do abastecimento de água potável.
Características essenciais100% de energia solarIndependência energética: completamente livre da dependência da rede elétrica ou dos geradores de combustíveis fósseis, pode funcionar enquanto houver luz solar.Zero emissões de carbono: o processo de operação não produz gases com efeito de estufa nem poluição ambiental, tornando-se uma tecnologia verdadeiramente verde e ecológica.Forte adaptabilidade: especialmente adequado para zonas remotas e isoladas com cobertura insuficiente da rede ou sem rede.Produzir água potável direta de alta qualidadePurificação profunda: Utilizando principalmente a tecnologia de osmose reversa, pode remover eficazmente a grande maioria dos sais dissolvidos na água (com uma taxa de dessalinização superior a 95-99%), íons de metais pesados,matéria orgânica, bactérias, vírus, coloides e outras impurezas.A qualidade da água purificada cumpre as normas nacionais e internacionais de higiene (como a OMS) para a água potável direta e tem um sabor doce.Alta integração e inteligênciaDesign integrado Normalmente, painéis solares (panéis fotovoltaicos), controladores de carregamento solar, baterias de armazenamento de energia (para alimentação no escuro ou luz fraca), bombas de alta pressão,Modulos de membrana de osmose reversa (membranas RO), filtros de pré-tratamento (como algodão PP, carbono ativado), dispositivos antibacterianos pós-tratamento (como esterilizadores ultravioleta ou filtros de carbono ativado),e sistemas de controlo inteligentes são integrados num quadro compacto ou numa plataforma móvel.Operação automática: Através do controlador inteligente, o equipamento pode iniciar e parar automaticamente a bomba de alta pressão com base na intensidade da luz, otimizar o funcionamento do sistema,e alcançar a operação sem supervisãoTem normalmente funções de autoproteção (por exemplo, protecção contra a escassez de água, protecção contra a alta e baixa pressão, etc.).Monitorização do estado: pode ser equipado com um ecrã ou um módulo de monitorização remoto para mostrar o estado de funcionamento (como o fluxo de produção de água, o valor TDS da qualidade da água, a potência da bateria,pressão do sistema, etc.).Conservação de energia e melhoria da eficiênciaA bomba de alta pressão é accionada directamente pela energia solar e tem uma elevada eficiência.O controlador otimiza a correspondência da potência de entrada solar e a potência necessária pela osmose reversa para melhorar a taxa de utilização de energia.Alguns sistemas podem utilizar o calor solar para auxiliar a utilização de calor a baixa temperatura ou adotar uma tecnologia de bomba de frequência variável de alta eficiência.Modularização e escalabilidadeNo projeto, o conceito modular é frequentemente adotado, o que facilita o aumento da área do painel solar,Capacidade da bateria e número de membranas de osmose reversa em função da procura de água real.Pode ser implantado de forma flexível como um dispositivo fixo, móvel (como montado num veículo ou num navio) ou portátil de emergência.Manutenção simples e baixo custo operacional:Os principais consumíveis são o elemento de filtro de pré-tratamento e o elemento de membrana RO.Podem ser substituídas regularmente (dependendo da qualidade da água da fonte e do consumo de água).A energia é gratuita e o principal custo de funcionamento é o custo de substituição dos consumíveis.Tem um elevado grau de automação, reduzindo consideravelmente a necessidade de intervenção manual.Ampla gama de cenários de aplicaçãoÁreas rurais remotas, zonas pastorais, ilhas e outras regiões sem ou com redes eléctricas fracas.Pesquisa de campo, exploração, topografia e mapeamento, e campos de construção de engenharia.Postos de guarda de fronteira e locais de emergência em caso de desastre.Navios, villas na ilha, fazendas ecológicas.Como uma infra-estrutura sustentável, contribui para o programa mundial de água potável limpa.
Resumo:O equipamento de água potável solar pura capta a luz solar e a converte em energia elétrica para alimentar o dispositivo de pré-tratamento, bomba de alta pressão e desinfecção.Utilizando o princípio de triagem física das membranas de osmose reversa, separa várias impurezas das moléculas de água sob pressão, produzindo finalmente água pura que pode ser bebida diretamente.A elevada fiabilidade do seu efeito de purificação, bem como os seus significativos benefícios sociais e a sua compatibilidade com o ambiente na resolução do problema da água potável em zonas específicas.
A recolha e tratamento das águas residuais rurais domésticas contribuem para a revitalização ecológica das zonas rurais
Tratamento de águas residuais rurais domésticas e utilização dos recursos, promovendo o desenvolvimento de alta qualidade da agricultura rural ecológica, a primeira"Equipamento de tratamento e utilização de águas residuais integrado a energia solar pura"no campo.
O projecto Youfangzhuang de equipamento de tratamento e utilização de águas residuais integrado com energia solar pura, que foi construído na aldeia de He'an,Condado de Mengcheng com a assistência do Departamento Provincial de Ecologia e Meio Ambiente, foi concluída e colocada em uso, resolvendo o problema do tratamento de esgoto doméstico e utilização de recursos para os aldeões desta aldeia.Transformou o esgoto em tesouro e melhorou ainda mais o mapa de construção de uma bela e harmoniosa aldeia na aldeia de He'an.
Na tarde de 8 de agosto de 2024, o Departamento Provincial de Ecologia e Meio Ambiente liderou uma equipe para visitar a aldeia de He 'an no condado de Mengcheng. 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.A operação bem-sucedida deste equipamento resolveu completamente o problema do tratamento de esgoto doméstico dos aldeões locais e da transformação de resíduos em tesouros,que estabelece um novo ponto de referência para a integração profunda da energia verde e da protecção do ambiente.Esta conquista inovadora não só dá um forte impulso à melhoria do ambiente ecológico local,Mas também fornece um exemplo de referência para o tratamento de águas residuais em outras regiões.
A estação de tratamento de esgoto da aldeia de He 'an foi concluída em julho de 2024, com uma capacidade de tratamento diária de 10 metros cúbicos, e a água crua é esgoto doméstico dos agricultores.Este projecto adopta o "Equipamento Solar Integrado de Tratamento de Esgotos (Patente n.o. :ZL201921370010.9) " desenvolvido pela nossa empresa, e seleciona o processo integrado de flutuação aeróbica + micro-ar em vários estágios (SAOF).O sistema de irrigação deve ser equipado com um sistema de irrigação de alta eficiência, que permita a utilização dos recursos..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 cooperationÉ também um grande avanço na tecnologia de governação ambiental sustentável, alcançando verdadeiramente a auto-suficiência no tratamento de águas residuais e zero descarga de poluição.Esta medida inovadora não só resolve eficazmente o problema do tratamento das águas residuais rurais, mas também abre um novo caminho para a melhoria do ambiente ecológico rural e a utilização sustentável dos recursos.
No futuro, espera-se que esta tecnologia seja mais amplamente promovida e aplicada em todo o país, levando a causa de tratamento de esgoto rural em nosso país a um novo nível.contribuindo mais para a construção de belas aldeias e civilização ecológica, permitindo que as vastas zonas rurais tenham um caminho mais amplo de desenvolvimento verde e que os agricultores desfrutem de um ambiente ecológico mais belo e de uma vida mais próspera.