Deniz suyu tuzsuzlaştırma teknolojisi: Uygulamalar ve Gelişmeler
Küresel su kıtlığı sorununa önemli bir çözüm olarak deniz suyu arıtımı, çok sayıda araştırma kurumu ve işletmeyi araştırma ve geliştirmeye önemli kaynaklar yatırmaya teşvik etmiştir. Teknolojinin sürekli gelişmesi ve maliyetlerin kademeli olarak azalmasıyla birlikte, deniz suyu arıtma teknolojisi yavaş yavaş laboratuvardan büyük ölçekli endüstriyel uygulamaya geçmektedir. Bu makale, deniz suyu arıtımında teknoloji uygulamasının mevcut durumunu, ana yöntemleri ve bunların gelişim eğilimlerini inceleyecektir.
I. Arıtma Teknolojisine Genel Bakış Deniz suyu arıtımı, bir dizi işlemle deniz suyundan tuzu uzaklaştırarak tatlı su elde etme teknolojisini ifade eder. Bu teknoloji, zamandan, konumdan veya iklimden etkilenmez ve tatlı su miktarını artırabilir, su kıtlığı sorununu çözmek için güçlü bir destek sağlar. Küresel olarak, ondan fazla ülkede yüzün üzerinde araştırma kurumu deniz suyu arıtımı araştırmalarına adanmıştır ve farklı yapı ve kapasitelere sahip çeşitli deniz suyu arıtma tesisleri geliştirmiştir. Bu tesisler, kıyı bölgelerinde yaygın olarak dağıtılmakta, yerel sakinler ve endüstriyel üretim için istikrarlı tatlı su temini sağlamaktadır.
II. Ana Arıtma Teknolojileri Şu anda, piyasadaki ana arıtma teknolojileri temel olarak iki kategoriye ayrılmaktadır: damıtma yöntemi ve membran yöntemi. Damıtma, deniz suyunu ısıtarak buharlaşmasını, ardından buharı yoğunlaştırıp toplayarak tatlı su elde etme yöntemidir. Bu yöntem uzun bir geçmişe ve olgun bir teknolojiye sahiptir ve başlıca çok aşamalı flaş damıtma (MSF), düşük sıcaklıklı çok etkili (LT-MED) ve basınçlı buhar damıtma (MVC) teknolojilerini içerir. Çok aşamalı flaş damıtma ve düşük sıcaklıklı çok etkili teknolojiler, ısı kaynağı olarak çoğunlukla buhar kullanır ve genellikle santrallerle birleştirilir, türbinlerden atık buharı çıkararak damıtılmış su üretir. Basınçlı buhar damıtma teknolojisi, ısı pompası buharlaşma teknolojisini kullanır ve yalnızca elektrik enerjisi kullanır, bu da onu ısı kaynağı olmayan ada bölgeleri için uygun hale getirir. Membran bazlı deniz suyu arıtma teknolojisi, temel olarak ters ozmoz (RO) teknolojisi ile temsil edilir. Bu teknoloji, suyun basınç altında geçmesine izin verirken tuz ve safsızlıkları tutan yarı geçirgen membranlar kullanır. Membran malzemelerinin sürekli iyileştirilmesi ve üretim maliyetlerinin düşmesiyle birlikte, ters ozmoz teknolojisi deniz suyu arıtımı için ana yöntemlerden biri haline gelmiştir. Modern ters ozmoz cihazları tipik olarak, yüksek su üretim kapasitesi, düşük enerji tüketimi ve kolay bakım özelliklerine sahip, polimer kompozit malzemelerden yapılmış spiral sarımlı membran elemanları kullanır.
III. Deniz Suyunun Arıtımında Teknolojik İnovasyon ve Gelişme Son yıllarda, deniz suyu arıtma teknolojisi, malzeme inovasyonu, proses optimizasyonu ve akıllı operasyon gibi alanlarda önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Malzeme inovasyonu açısından, yeni kompozit adsorpsiyon yöntemlerinin ve seçici iyon pompası bileşenlerinin geliştirilmesi, deniz suyu arıtımı için daha fazla seçenek sunmuştur. Örneğin, İsrail, normal sıcaklık koşullarında yüksek verimli klorür iyonları adsorpsiyonu oluşturabilen özel bir fraktal yapılı demir oksit - aktif karbon matrisi ile yeni kompozit adsorpsiyon yönteminde önemli atılımlar yapmıştır. AB'nin tatlı su projesi, seçici iyon pompası bileşenlerinin geliştirilmesiyle deniz suyunun arıtma verimliliğini %45 artırmıştır. Proses optimizasyonu açısından, çift membran yöntemi, artık suyu ön ısıtma ve su takviyesi teknolojisi ve membran damıtma teknolojisi gibi yenilikçi teknolojilerin uygulanması, deniz suyu arıtımının verimliliğini ve ekonomisini daha da artırmıştır. Örneğin, Umman'daki Suhar Santrali tarafından öncülük edilen artık su ön ısıtma ve su takviyesi teknolojisi, çok aşamalı flaş buharlaşma ekipmanının özgül enerji tüketimini azaltmıştır. MIT ve Xiamen Üniversitesi'nden ekip, sırasıyla süper hidrofobik PTFE hava boşluğu membranları benimseyerek ve membran damıtma bileşenlerinin akışını ve tuz direnç performansını iyileştirmek için ultrasonik ışınlama ile türbülans artırma yöntemleri kullanarak membran damıtma teknolojisinde yeni ilerlemeler kaydetmiştir. Akıllı operasyon açısından, dijital araçların uygulanması ve mühendislik deneyiminin birikimiyle, deniz suyu arıtma projelerinin işletme ve bakım yönetimi daha rafine ve verimli hale gelmiştir. Örneğin, Zhejiang Eyaletindeki bir araştırma ekibi tarafından kimyasalların darbe enjeksiyon modu üzerinde yapılan bir pilot test, üç frekanslı periyodik temizleme yönteminin safsızlıkların birikimini %42 oranında azaltabileceğini göstermiştir. Sekiz yıldır faaliyette olan Quanzhou'daki bir deniz suyu arıtma tesisinin benimsediği çapraz kontrol sistemi, bakım maliyetlerini önemli ölçüde azaltmıştır.
IV. Arıtma Teknolojisinin Gelecek Beklentileri Gelecekte, deniz suyu arıtma teknolojisinin hem mikro-taşınabilir cihazlarda hem de büyük ölçekli projeler için yeni endüstriyel dolaşım sistemlerinde atılımlar yapması beklenmektedir. Mikroakışkan prensiplerine dayalı olarak geliştirilen mikro-taşınabilir cihazlar, uzak bölgelerdeki ve acil durumlardaki tatlı su taleplerini karşılayabilir. Aynı zamanda, büyük ölçekli projeler için yeni endüstriyel dolaşım sisteminin iyileştirilmesi, deniz suyu arıtma teknolojisinin daha geniş bir ölçekte uygulanmasını ve tanıtılmasını teşvik edecektir.
Ayrıca, iklim değişikliğinin yoğunlaşması ve su kıtlığı sorunlarının artan ciddiyeti ile birlikte, arıtma teknolojisi, daha fazla ülke ve bölgenin su kaynakları sorunlarını ele almak için önemli bir seçenek haline gelecektir. Hükümetler, işletmeler ve araştırma kurumları, arıtma teknolojisinin araştırılmasını ve uygulanmasını ortaklaşa teşvik etmek ve insanlığın sürdürülebilir kalkınmasına katkıda bulunmak için işbirliğini güçlendirmelidir.
Deniz suyu arıtma yöntemleri
İlk olarak, damıtma, deniz suyunun tuzsuzlaştırılması için kullanılan en eski yöntemlerden biridir.Sonra buharı tatlı suya yoğunlaştırırız.Bu süreç sırasında, tuz ve diğer kirlilikler deniz suyunda kalır ve deniz suyunun tuzsuzlaştırılmasının amacına ulaşır.Destilasyonun avantajı, tuz ve kirlilikleri tamamen ortadan kaldırmasıdırBununla birlikte, damıtma, deniz suyunu ısıtmak için büyük miktarda enerji gerektirir, pahalıdır ve ekipman büyüktür, bu nedenle büyük ölçekli uygulama için uygun değildir.
İkincisi, ters osmose, şu anda en yaygın kullanılan deniz suyu tuzsuzlaştırma teknolojilerinden biridir.Su moleküllerinin zardan geçmesine izin verirken tuz ve kirlilikler zarın dışında tutulurBu işlemle, yüksek kaliteli tatlı su elde edilebilir. Ters osmozun avantajı, işlemin basit olması, ekipmanın küçük olması,ve çeşitli üretim ölçekleri için uygundur.Bununla birlikte, ters osmose yüksek basınç üretmek için büyük miktarda enerji gerektirir ve yarı geçirgen zarın maliyeti de yüksektir.
Son olarak, iyon değişimi, deniz suyundan tuz ve kirlilikleri çıkarmak için özel reçinler kullanan bir yöntemdir.Böylece tatlı su elde ediliyor.İyon değişiminin avantajı, işlemin basit olması, ekipman maliyetinin nispeten düşük olması ve ayrıca yüksek kaliteli tatlı su elde edebilmesidir.İyon değişim reçinleri düzenli olarak değiştirilmeli ve yenilenmelidir.Ayrıca, su kalitesi için yüksek gereksinimleri vardır.
Özetle, damıtma, ters osmose ve iyon değişimi şu anda en yaygın olarak kullanılan deniz suyu tuzsuzlaştırma yöntemleridir.ve uygun teknoloji özel koşullara göre seçilmelidirGelecekte, teknolojinin gelişmesi ve enerjinin sürdürülebilir kullanımı ile birlikte, deniz suyu tuzsuzlaştırma teknolojisinin giderek daha olgunlaşacaklarına inanılıyor.Su sıkıntısı sorununa daha iyi çözümler sunmak.
Saf güneş enerjili doğrudan içme suyu ekipmanı
Saf Güneş Enerjili Doğrudan İçme Suyu Ekipmanı'na Giriş
Saf güneş enerjili doğrudan içme suyu ekipmanı, ham veya kirli ham suyu (nehir suyu, göl suyu, kuyu suyu, acı su ve hatta deniz suyu gibi) doğrudan içme standardına uygun hale getirmek için tamamen güneş enerjisine dayanan, yüksek teknolojili bir su arıtma sistemidir. Güneş fotovoltaik enerji üretimi teknolojisini ve verimli su arıtma teknolojisini (özellikle ters ozmoz RO teknolojisi) entegre eder ve güvenilir şebeke kapsamının olmadığı, kıt su kaynaklarına veya kötü su kalitesine sahip (uzak köyler, adalar, mera alanları, saha operasyon kampları, afet bölgeleri ve çevre izleme istasyonları vb. gibi) bölgelerde güvenli içme suyu sorununu çözmek için özel olarak tasarlanmıştır. Temel amacı, içme suyu tedarikinde enerji kendi kendine yeterliliğini, sıfır karbon emisyonunu, basit işletimi ve uygun bakımı sağlamaktır.
Temel Özellikler%100 güneş enerjisiyle çalışırEnerji bağımsızlığı: Şebekeye veya fosil yakıt jeneratörlerine bağımlılıktan tamamen uzaktır, güneş ışığı olduğu sürece çalışabilir.Sıfır karbon emisyonu: Çalışma süreci herhangi bir sera gazı veya çevresel kirlilik üretmez, bu da onu gerçekten yeşil ve çevre dostu bir teknoloji yapar.Güçlü uyarlanabilirlik: Özellikle yetersiz şebeke kapsamına veya hiç şebekeye sahip olmayan uzak ve izole alanlar için uygundur.Yüksek kaliteli doğrudan içme suyu üretirDerin arıtma: Esas olarak ters ozmoz teknolojisini kullanarak, sudaki çözünmüş tuzların büyük çoğunluğunu (%95-99'un üzerinde bir tuzdan arındırma oranıyla), ağır metal iyonlarını, organik maddeyi, bakterileri, virüsleri, kolloidleri ve diğer safsızlıkları etkili bir şekilde giderebilir.Arıtılmış su kalitesi, doğrudan içme suyu için ulusal ve uluslararası (örneğin WHO) hijyen standartlarını karşılar ve tatlı bir tada sahiptir.Yüksek entegrasyon ve zekaEntegre tasarım Tipik olarak, güneş panelleri (fotovoltaik paneller), güneş şarj kontrolörleri, enerji depolama bataryaları (karanlıkta veya zayıf ışıkta güç kaynağı için), yüksek basınçlı pompalar, ters ozmoz membran modülleri (RO membranları), ön arıtma filtreleri (PP pamuk, aktif karbon gibi), arıtma sonrası antibakteriyel cihazlar (ultraviyole sterilizatörler veya aktif karbon filtreler gibi) ve akıllı kontrol sistemleri, kompakt bir çerçeve veya mobil platform üzerine entegre edilmiştir.Otomatik çalışma: Akıllı kontrolör aracılığıyla, ekipman ışık yoğunluğuna göre yüksek basınçlı pompayı otomatik olarak başlatıp durdurabilir, sistem çalışmasını optimize edebilir ve gözetimsiz çalışma sağlayabilir. Genellikle kendi kendini koruma işlevlerine sahiptir (su sıkıntısı koruması, yüksek ve düşük basınç koruması vb. gibi).Durum izleme: Çalışma durumunu (su üretim akışı, su kalitesi TDS değeri, pil gücü, sistem basıncı vb. gibi) göstermek için bir ekran veya uzaktan izleme modülü ile donatılabilir.Enerji tasarrufu ve verimlilik iyileştirmesiYüksek basınçlı pompa doğrudan güneş enerjisiyle çalışır ve yüksek verimliliğe sahiptir.Kontrolör, enerji kullanım oranını iyileştirmek için güneş giriş gücünün ve ters ozmozun gerektirdiği gücün eşleşmesini optimize eder.Bazı sistemler, düşük sıcaklıkta ısı kullanımı yardımı için güneş ısısını kullanabilir veya yüksek verimli değişken frekanslı pompa teknolojisini benimseyebilir.Modülerleştirme ve ölçeklenebilirlikTasarımda, gerçek su tüketimi talebine göre güneş paneli alanını, pil kapasitesini ve ters ozmoz membran sayısını artırmayı kolaylaştıran modüler konsept sıklıkla benimsenir.Sabit, mobil (araç üzerine monte edilmiş veya gemiye monte edilmiş gibi) veya acil durum taşınabilir bir cihaz olarak esnek bir şekilde konuşlandırılabilir.Basit bakım ve düşük işletme maliyeti:Ana sarf malzemeleri ön arıtma filtre elemanı ve RO membran elemanıdır. Normal şartlar altında, düzenli olarak değiştirilebilirler (kaynak suyunun kalitesine ve su tüketimine bağlı olarak).Enerji ücretsizdir ve ana işletme maliyeti sarf malzemelerini değiştirme masrafıdır.Yüksek derecede otomasyona sahiptir, bu da manuel müdahale ihtiyacını büyük ölçüde azaltır.Geniş uygulama senaryolarıŞebekesi olmayan veya zayıf şebekeye sahip uzak kırsal alanlar, mera alanları, adalar ve diğer bölgeler.Saha araştırmaları, keşif, haritalama ve mühendislik inşaat kampları.Sınır karakolları ve acil durum afet yardım alanları.Gemiler, ada villaları, ekolojik çiftlikler.Sürdürülebilir bir altyapı olarak, küresel temiz içme suyu programına katkıda bulunur.
Özet:Saf güneş enerjili doğrudan içme suyu ekipmanı, güneş ışığını yakalar ve ön arıtma, yüksek basınçlı pompa ve dezenfeksiyon cihazını çalıştırmak için elektrik enerjisine dönüştürür. Ters ozmoz membranlarının fiziksel eleme ilkesini kullanarak, basınç altında çeşitli safsızlıkları su moleküllerinden ayırır ve sonuçta doğrudan içilebilen saf su üretir. Temel değeri, enerjisinin tam özerkliğinde, arıtma etkisinin yüksek güvenilirliğinde ve belirli alanlarda içme suyu sorununu çözmede önemli sosyal faydalarında ve çevre dostu olmasındadır.
Kırsal içi atık sularının toplanması ve arıtılması, kırsal alanların ekolojik canlanmasına katkıda bulunur
Kırsal evsel kanalizasyon arıtma ve kaynak kullanımı, ilk olan kırsal ekolojik tarımın yüksek kaliteli gelişimini destekleyen"Saf Güneş Entegre Kanalizasyon Kullanımı ve Tedavi Ekipmanı"ülkede.
İl Ekoloji ve Çevre Bölümü'nün yardımıyla Mengcheng İlçesi'ne inşa edilen bir köyde inşa edilen YouFangzhuang Pure Solar Entegre Kanalizasyon Kullanımı ve Tedavi Ekipmanı Projesi, bu köyün köylüleri için yerli kanalizasyon tedavisi ve kaynak kullanımı sorununu çözerek tamamlandı ve kullanıma sunuldu. Kanalizasyonu hazineye dönüştürdü ve bir köyde güzel ve uyumlu bir köyün inşaat haritasını daha da geliştirdi.
8 Ağustos 2024 öğleden sonra, İl Ekoloji ve Çevre Bakanlığı bir ekibin Mengcheng İlçesinde bir köyü ziyaret etmesine yol açtı. Bengbu Üniversitesi ve Baolu Optoelectronics Co., Ltd tarafından ortaklaşa geliştirilen ilk saf güneş enerjisi entegre kanalizasyon kullanımı ve tedavi ekipmanlarının tamamlanması ve işletilmesinin yerinde bir incelemesini gerçekleştirdiler.Bu ekipmanın başarılı çalışması, yerel köylülerin evsel kanalizasyon arıtma ve atıkları hazineye dönüştürme sorununu tamamen çözdü ve yeşil enerjinin ve çevre korumasının derin entegrasyonu için yeni bir ölçüt oluşturdu.Bu yenilikçi başarı sadece yerel ekolojik ortamın iyileştirilmesine güçlü bir ivme enjekte etmekle kalmaz, aynı zamanda diğer bölgelerde kanalizasyon arıtımı için oldukça referans bir örnek sağlar.
He'nin kanalizasyon arıtma istasyonu 'Temmuz 2024'te günlük 10 metreküp arıtma kapasitesi ile tamamlandı ve çiğ su çiftçilerin evsel kanalizasyon. Bu proje, şirketimiz tarafından geliştirilen "Güneş Entegre Kanalizasyon Arıtma Ekipmanı (Patent No: ZL201921370010.9)" ı benimser ve entegre çok aşamalı aerobik + mikro hava yüzdürme işlemini (SAOF) seçer. Kantitatif kaldırma ve ince yönetim yoluyla, deşarj standartlarına uzun süreli kararlı uyum sağlamıştır ve kaynak kullanımı için sulama için pompalanabilir.Bu projede kullanılan "Ülkede İlk Saf Güneş Güç Kaynağı + Ülkedeki Akıllı Pompalama Sulama Sistemi", Bengbu Üniversitesi ve Baolu Optoelektronik tarafından okul girişim işbirliğinin derinlemesine geliştirilmesinde yapılan tatmin edici başarıları temsil ediyor. Aynı zamanda sürdürülebilir çevre yönetişim teknolojisinde büyük bir atılımdır, kanalizasyon tedavisinde gerçekten kendi kendine yeterliliğe ve sıfır kirlilik deşarjı elde etmektedir. Bu yenilikçi hareket sadece kırsal kanalizasyon arıtma sorununu etkili bir şekilde çözmekle kalmaz, aynı zamanda kırsal ekolojik ortamın iyileştirilmesi ve kaynakların sürdürülebilir kullanımı için yeni bir yol açar.
Gelecekte, bu teknolojinin ülke çapında daha geniş bir şekilde tanıtılması ve uygulanması, ülkemizdeki kırsal kanalizasyon arıtma nedenini yeni bir seviyeye taşıması, güzel köylerin ve ekolojik medeniyetin inşasına daha fazla katkıda bulunması, geniş bir kırsal alanların daha geniş bir yeşil gelişim yoluna sahip olmasını sağladığı ve çiftçilerin daha güzel bir ekolojik ortamın ve daha fazla yaşamın tadını çıkarmasına izin vermesi bekleniyor.