Като доставчик на системи за обратна осмоза с морска вода (SWRO) често ме питат за консумацията на енергия от тази технология. Това е основателна загриженост, особено като се имат предвид високите разходи, свързани с производството на енергия и нарастващият акцент върху устойчивостта. И така, нека се потопим и проучим как точно изглежда консумацията на енергия при обратната осмоза с морска вода.
Разбиране на обратната осмоза в морската вода
Първо, нека накратко да обобщим как работи обратната осмоза с морска вода. SWRO е процес, който използва полупропусклива мембрана за отстраняване на сол и други примеси от морската вода, което я прави подходяща за различни приложения, включително питейна вода и индустриални приложения.
Морската вода се изпомпва под високо налягане срещу мембраната. Налягането принуждава водните молекули през малките пори в мембраната, оставяйки след себе си соли, минерали и други замърсители. Чистата вода, която преминава през нея, се нарича пермеат, докато оставената концентрирана саламура е отпадък.
Фактори, влияещи върху потреблението на енергия
Консумацията на енергия на система за обратна осмоза с морска вода не е универсална. Зависи от няколко ключови фактора:
Соленост на морската вода
Колкото по-солена е водата, толкова по-голямо налягане е необходимо, за да се принуди водата да премине през мембраната. Морската вода обикновено има концентрация на сол от около 35 000 части на милион (ppm). Ако водоизточникът има по-висока соленост, системата трябва да работи по-усилено и по този начин да консумира повече енергия. Например водата от райони с висока скорост на изпарение или затворени морета може да има по-високи нива на сол.
Скорост на потока
Количеството вода, което искате системата да произвежда за единица време, също оказва влияние върху потреблението на енергия. По-високият дебит изисква повече вода да бъде изтласкана през мембраната, което означава, че е необходима повече енергия за генериране на необходимото налягане. Ако управлявате широкомащабна инсталация за обезсоляване, която доставя вода на цял град, дебитът ще бъде много по-висок в сравнение с малка система за едно промишлено съоръжение.
Ефективност на мембраната
Качеството и ефективността на полупропускливата мембрана играят решаваща роля. По-новите мембрани са проектирани да имат по-висока водопропускливост, което означава, че е необходимо по-малко налягане за постигане на същия дебит. Това може значително да намали консумацията на енергия. Например, някои усъвършенствани мембрани могат да позволят преминаването на повече вода с по-ниско приложено налягане, спестявайки разходи за енергия.
Скорост на възстановяване
Степента на възстановяване е процентът на входящата морска вода, която се превръща в прясна вода. По-високият процент на възстановяване означава, че повече вода се използва ефективно, но също така изисква повече енергия. Това е така, защото с увеличаването на степента на възстановяване концентрацията на сол в оставащия саламура също се повишава, което прави по-трудно натискането на водата през мембраната.
Типични данни за консумация на енергия
Средно системата за обратна осмоза с морска вода консумира между 3 до 10 киловатчаса (kWh) енергия на кубичен метър произведена прясна вода. По-малките, по-малко ефективни системи могат да попаднат в горния край на този диапазон, докато по-големите, по-модерни инсталации с устройства за възстановяване на енергия могат да се доближат до долния край.
За сравнение, в ранните дни на SWRO технологията потреблението на енергия беше много по-високо, често надхвърлящо 15 kWh на кубичен метър. Благодарение на напредъка в мембранната технология, устройствата за оползотворяване на енергията и дизайна на системата, ние сме свидетели на значително намаляване на потреблението на енергия през годините.
Енергия - Устройства за възстановяване
Един от най-ефективните начини за намаляване на потреблението на енергия при обратна осмоза с морска вода е чрез използването на устройства за възстановяване на енергия (ERD). Тези устройства улавят енергията под налягане от потока от отпадъчен солен разтвор и я прехвърлят към входящата морска вода. Това намалява количеството допълнителна енергия, необходима за изпомпване на морската вода до необходимото налягане.
Има два основни вида ERD: ротационни и с положително изместване. Ротационни ERD, като турбини, преобразуват енергията на налягането в механична енергия, която след това може да се използва за задвижване на захранващата помпа. ERD с положително изместване, от друга страна, директно прехвърлят налягането от потока на саламура към входящата морска вода. И двата вида могат да постигнат икономии на енергия до 60%.
Въздействие върху разходите и устойчивостта
Консумацията на енергия при обратна осмоза с морска вода има пряко въздействие както върху цената, така и върху екологичната устойчивост на процеса.
цена
Енергията обикновено е най-големият оперативен разход за SWRO система. Всъщност това може да представлява до 50% от общите оперативни разходи. Чрез намаляване на потреблението на енергия можем да направим процеса на обезсоляване по-рентабилен. Това е особено важно за широкомащабни проекти за обезсоляване, където дори малко намаляване на потреблението на енергия може да доведе до значителни спестявания във времето.
Устойчивост
От гледна точка на околната среда намаляването на потреблението на енергия е от решаващо значение. Колкото по-малко енергия използва една SWRO система, толкова по-нисък е нейният въглероден отпечатък. Много инсталации за обезсоляване сега търсят начини да интегрират възобновяеми енергийни източници, като слънчева или вятърна енергия, за да намалят допълнително въздействието си върху околната среда.
Нашата роля като доставчик
В нашата компания ние се ангажираме да предоставяме SWRO системи, които са не само ефективни по отношение на производството на вода, но и енергийно ефективни. Ние предлагаме гама отСистема за обезсоляване на морска водарешения, които са предназначени да отговорят на специфичните нужди на нашите клиенти, независимо дали става въпрос за дребномащабно промишлено приложение или широкомащабна общинска инсталация за обезсоляване.
Ние също така предоставямеОбезсоляване на солена водаиСистема за деминерализацияопции, които могат да имат различни профили на потребление на енергия в зависимост от водоизточника и изискванията за пречистване.
Свържете се с нас за вашите нужди
Ако сте на пазара за система за обратна осмоза с морска вода или ако имате въпроси относно консумацията на енергия и как тя е свързана с вашия проект, ще се радваме да чуем от вас. Нашият екип от експерти може да ви помогне да разберете факторите, които влияят на потреблението на енергия и да препоръча най-подходящата система за вашите изисквания.
Не се колебайте да се свържете и да започнете дискусия относно вашите нужди от пречистване на водата. Ние сме уверени, че можем да ви предоставим рентабилно и устойчиво SWRO решение.
Референции
- Greenlee, LF, Lawler, DF, Freeman, BD, Marrot, B., & Moulin, P. (2009). Обезсоляване чрез обратна осмоза: преглед на най-съвременното състояние на техниката. Journal of Membrane Science, 336 (1 - 2), 1 - 22.
- Elimelech, M., & Phillip, WA (2011). Бъдещето на обезсоляването на морска вода: енергия, технология и околна среда. Наука, 333 (6043), 712 - 717.
- McCutcheon, JR, & Elimelech, M. (2007). Консумация на енергия и разходи за производство на вода за конвенционални и възобновяеми енергийни процеси за обезсоляване. Обезсоляване, 214 (1 - 3), 356 - 372.