{{{sourceTextContent.title}}}

Dienen einer durstigen Welt: Tendenzen im Entsalzen

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Technologien für gute Qualitätstrinkwasser.

{{{sourceTextContent.description}}}

Die Frage ist klar: Wie wird die wachsende globale Nachfrage nach Wasser befriedigt? Obgleich viele Anträge existieren, sind die Antworten nicht so klar.

Nach Ansicht UNESCO? s-Enzyklopädie des Entsalzens und des Wasservorkommens (DESWARE)? Zusätzlich zur Wasserknappheit ist chemische und biologische Verschmutzung der Trinkwasser-Versorgungsmaterialien ein globales hauptsächlichproblem. „Ein großer Anteil der Bevölkerung der Welt haben nicht Zugang zu gute Qualitätstrinkwasser, und herum 80% der Krankheiten der Welt sind unzulänglichen Wasserversorgungen, Hygiene und Wasserbehandlung. zuzuschreibend?

Obgleich ungefähr 71% der Erde? s-Oberfläche wird mit Wasser umfaßt, ist mehr als 96% von dem salzig salzig, oder. Infolgedessen konnte wirkungsvolle und praktische Entsalzentechnologie große Fortschr1tte zum Lösen der Welt bilden? s-Wasserversorgungprobleme. Ab 2013 gab es mehr als 17.000 Entsalzungsanlagen in 150 Ländern und pro Tag produzierte mehr als 21 Milliarde Gallonen Wasser, entsprechend der internationalen Entsalzen-Verbindung.

Hindernisse existieren jedoch zur Erhöhung jener Zahlen.

Das US-geologische Studie (USGS) definiert Süßwasser? das heißt, Safe für das Trinken? als, weniger als 1.000 PPMs aufgelöstes Salz habend. Die Konzentration im Meerwasser ist 35.000 PPMs. Wasser mit weniger als 10.000 PPMs aufgelösten Salzen wird als unreines definiert und wird im Oberflächenwasser und in den UntertageGrundwasserleitern gefunden. Sogar mit verhältnismäßig kleinen Konzentrationen des Salzes, bietet unreines Wasser einen unangenehmen Geschmack an, der es nicht annehmbar als Trinkwasser bildet.

Die Technologien für Entsalzen des Meerwassers und des unreinen Wassers unterscheiden sich, obgleich es irgendeine Deckung gibt.

Meerwasser: Umgekehrte Osmose

Meerwasserentsalzen unter Verwendung der umgekehrten Osmose (RO), ein Prozeßvorhandenes seit den siebziger Jahren, gehört zu den überwiegendsten Technologien weltweit. Der Vorteil von RO ist, dass er große Mengen des behandelten Wassers produzieren kann. Z.B. ist die größte RO-Anlage in der westlichen Hemisphäre in Carlsbad, Calif. im Bau und wird erwartet, 50 Million Gallonen Trinkwasser ein Tag für Diego-Grafschaftanfang 2016 zu liefern.

Aber RO erfordert bedeutende Energieaufnahme. Was mehr ist, weil es nur ungefähr 50% des Eingangsmeerwassers entsalzt, muss das andere 50%, das eine hohe Konzentration der Salze hat, als Abfall irgendwie entladen werden.

RO erfordert eine Pumpe, das Eingangswasser unter Druck zu setzen, um es durch eine halbdurchlässige Plastikmembrane zu zwingen. Eine elektrische Pumpe gewöhnlich wird benutzt, um diesen Druck beizubehalten. Die Elektrizitätskosten für den Betrieb der Pumpe können ein Hauptfaktor in den Gesamtkosten der Technologie sein. Da die 80er-Jahreforschung gelaufen ist, neue Membranenmaterialien zu entwickeln, die weniger Druck erfordern und weisen Sie auch einen größeren Prozentsatz des Salzes zurück. Die modernen RO-Membranen, hergestellt vom zusammengesetzten Dünnfilmpolyamid, haben einer Verkleinerung mit 30mal in der Energieeffizienz und einer ungefähr gleichen Verkleinerung im Salzdurchgang ermöglicht, der mit den frühen Zelluloseazetatmembranen verglichen wird.

Forschung wird erfolgt, um zu sehen, wenn das Einatom starke Carbonmaterial graphene benannte, entdeckt 2002, könnte verwendet werden, um eine perforierte Carbonmembrane zu produzieren, die den erforderlichen Druck weiterhin verringern würde. Diese Annäherung ist jedoch unwahrscheinlich, entwicklungsfähig zu sein in naher Zukunft.

? Sie können einige über der anderen Technologien sprechen? sagt Menachem Elimelech, Direktor der Universität von Yale? s-Klimatechnik-Programm in New-Haven, Anschl.? aber, wenn Sie Wasser für das Trinkwasser-Versorgungsmaterial produzieren müssen, denke ich noch, dass RO die Goldaktie. ist? Erforschen Sie, dass er an würde verwenden Nanotechnologie, um Bakterium-beständige Membranen zu entwickeln arbeitet. Ein Durchbruch könnte helfen, das Problem biofilms zu lösen, die auf Membranenoberflächen sich im Laufe der Zeit entwickeln. Diese Filme erhöhen die Last auf der Pumpe und werfen die Menge von Energie erfordert, um sie laufen zu lassen auf.

Arbeitslabor

Eine vor kurzem geöffnete Entsalzungsanlage in Hadera, Israel, ordnet unter der Welt? s-größte Betriebsmeerwasser RO-Entsalzungsanlagen. In seinem dritten Jahr der Anwendung, hat er einen Durchschnitt von mehr als 100 Million Gallonen pro Tag Süßwasser produziert. Er dient auch als Arbeitslabor, damit nachforschenmethoden Kosten verringern.

Ein Großteil dieser Bemühung ist die Fähigkeit, Produktionsrate während eines 24-stündigen Zeitraums zu verschieben, um mit den steigenden und fallenden Kosten Elektrizität übereinzustimmen. Diese Verschiebung in der Produktion kann erfolgt werden, weil das System eine Kombination der Maßeinheiten umfaßt, die parallel laufen, von dem jedes separat gesteuert werden kann. Die Anlage benutzt auch ein Energiewiederaufnahmensystem, wie für moderne RO-Anlagen typisch ist, in denen der salzige Hochdruckabfluß einen Druckaustauscher laufen lässt, um einen bedeutenden Anteil der Abfallenergie vorzuspannen, um die Hochdruckpumpe zu unterstützen.

Die Kosten der Entsalzung des Meerwassers unter Verwendung RO schwanken weit durch Position, abhängig von den Kosten von Elektrizität. Industrieexperten wie Gary-Chipslette, Konstrukteur des Perths, Australien Entsalzungsanlage, Fürsprecher, der alternative Energiequellen verwendet.

Die zweite Hauptschwierigkeit mit RO-Entsalzen ist schwieriger zu überwinden: wie man das in hohem Grade salzige Abwasser entledigt, genannt Salzlösung, die die unvermeidliche Nebenerscheinung ist. Typische Salzlösung hat um zweimal die Salzkonzentration als das Eingangsmeerwasser. Obgleich Experten hinsichtlich der Umweltfolgen des Dumpings der großen Mengen Salzlösung in die Ozeane anderer Meinung sind, haben einige (z.B., Sabine Lattemann des deutschen BundesUmweltamts) Forschung geleitet, die eine negative Auswirkung der erhöhten Salzigkeit auf Marineorganismen zeigt.

Wegen der möglicherweise Hochenergie und der Klimakosten der umgekehrten Osmose, sind Bemühungen laufend, Technologien zu entwickeln, um Niedrigsalzigkeit unreines Wasser zu behandeln, das in den unter der Oberfläche liegenden Grundwasserleitern und im Oberflächenwasser auftritt. Wasser in einer Grundwasserleiter besetzt die Räume zwischen Bodenpartikeln und zerbrochenem Felsen unter der Erde? s-Oberfläche und neigt, in Richtung zu den natürlichen Entladungsaufstellungsorten wie Frühlingen, Flüssen, Seen, Lagunen, Sümpfen und dem Meer zu fließen.

Entsprechend einem Artikel im amerikanischen Hochschulinternationales Gesetz-Bericht, mehr als Hälfte Welt? s-Bevölkerung hängt vom Grundwasser für ihre grundlegenden Bedürfnisse ab. Es wird zur Oberfläche für Wohn-, industriellen und landwirtschaftlichen Gebrauch gepumpt.

Jedoch in den US alleine, entsprechend dem USGS? In vielen Teilen des Landes, übersteigen Grundwasserzurücknahmen Nachladenrate und haben Grundwasserniveau Abnahmen, Verkleinerungen zum Volumen des Grundwassers in der Lagerung, unterere streamflow und Seniveaus oder Landsenkung. verursacht? Das USGS fährt fort? Entwicklung des unreinen Grundwassers als alternative Wasserquelle kann helfen, Interessen über die zukünftige Verwendbarkeit des Wassers zu adressieren.?

Entsprechend dem USGS liegt mineralisiertes Grundwasser die meisten der Vereinigten Staaten zugrunde. Ein UNESCO-Papier, ein Grundwasser und eine globale Änderung: Tendenzen, Gelegenheiten und Herausforderungen, Echos diese Einschätzung aber verlängert sie weltweit.

Unreines Grundwasser-Entsalzen

Einige Entsalzentechnologien zusätzlich zu RO sind in den verschiedenen Stadien der Entwicklung, zum des unreinen Grundwassers zu behandeln. Im Allgemeinen sind diese Systeme und beschränkt kleiner. Weil es eine niedrigere Konzentration des Salzes enthält? es? s definierte häufig einfach als Wasser, das die Geschmäcke dieses ist, die zu trinken zu salzig sind? unreines Wasser kann mit einer untereren Energieaufnahme als Meerwasser gereinigt werden.

Behandeltes Wasser kann in den ländlichen Gebieten nützlich sein, die keinen Zugang zu den allgemeinen Wasserversorgungen haben. Z.B. entwickelte eine neue MIT-Studie einen Plan für ein selbstständiges Solar-angetriebenes Entsalzensystem, basiert auf der Technik von electrodyalisis, um genügend unreines Wasser zu behandeln, um die Notwendigkeiten eines Dorfs in Indien mit 2.000 bis 5.000 Leuten zu liefern.

? Die Faktoren, die auf die Wahl von Elektrodialyse in Indien zeigen, umfassen beide verhältnismäßig niedrigen Niveaus von Salzigkeit? von 500 bis 3.000 Milligramme pro den Liter reichen, verglichen mit Meerwasser an ungefähr 35.000 mg/l? sowie der Mangel der Region an elektrischer Leistung? sagt Forscher Amo-Winter. Seins verbinden, Natasha Wright, sagt? Selbst wenn das Wasser technisch sicher zu trinken ist, löst das nicht das Problem, wenn Leute ablehnen, es wegen des unangenehmen salzigen Geschmacks zu trinken.? Die Forscher wählten Solarelectrodyalisis (ED), weil es Süßwasser ungefähr an der Hälfte Energieverbrauch eines RO-Systems produzieren könnte.

Electrodyalisis

Der Entsalzenmechanismus von electrodyalisis ist gegenüber dem von RO. In RO fließt das Salzwasser eine Membrane durch und die aufgelösten Körper bleiben nach. Im electrodyalisis durch Kontrast, werden die aufgelösten Körper durch die Membranen und das Wasser gezogen? jetzt entsalzt? Flüsse aus dem System heraus.

Die Prozessarbeiten durch das Führen des unreinen Wassers zwischen zwei gegenüber belastete Elektroden. Da die meisten Salze, die im Wasser aufgelöst werden, Ionen sind, - aufgeladen (kationisch) und negativ - positiv aufgeladen (anionisch), werden die Ionen zu den Elektroden der gegenüberliegenden Polarität angezogen. Zwischen den Elektroden vermittelt die Membranen, die entworfen sind, um nur Kationen oder nur Anionen zu führen. Die Membranen werden mit Distanzscheiben gestapelt, die die Flüsse der Salzlösung, die negativ oder positiv haben - belastete Ionenpartikel trennen. Die zwei Ströme kombinieren und fließen aus dem System heraus als Salzlösung.

Electrodyalisis produziert ein viel größeres Verhältnis des entsalzenen Wassers zur Salzlösung als RO. Es ist auch weniger energie-intensiv, da es niedrigeren Gegendruck gibt, damit die Pumpen überwinden, und die Menge der elektrischen Energie verwendet im gegenwärtigen Ionenfluß ist direkt zur Menge der entfernten Salze proportional. Die Gleichrichter, zum des Wechselstroms in den Gleichstrom umzuwandeln brauchten für die Elektroden sind gewöhnlich ein Großteil des Systems. Jedoch weil die Maßeinheit, die für das indische Pilotprojekt vorgeschlagen wird, die Elektroden mit dem Gleichstrom einzieht, der durch photo-voltaische Solarzellen produziert wird, prüfte das Gleichrichterstadium nicht notwendiges.

Ein Papier in der 11. Februar 2014-Ausgabe des MIT-Technologie-Berichts schlägt eine Änderung am grundlegenden ED-System vor, indem es einen Filter hinzufügt, der von gesinterten Glaspartikeln dem entsalzten Ausgangswasserstrom hergestellt wird. Dieses würde jede mikroskopischen Schmutzpartikel und Bakterium entfernen, die nicht in den Dialysestadien beseitigt wurden.

Die DESWARE Enzyklopädie verzeichnet eine Vielzahl der ED-Installationen und reicht von einer landwirtschaftlichen Wasserquelle in Indien, das 30 m3 pro Tag produziert, bis zu einem System, 400 m3 von Trinkwasser aus einem Ausbohrungsloch in Riyadh pro Tag produzierend, Saudi-Arabien, bis eine zur Verfügung stellen500 m3 pro Tag für eine Chemiefabrik in Westdeutschland.

Solardestillation

Eine neue Firma, WaterFx, hat eine Demonstration angebracht Solarstille (CSS) am Panoche Wasser-Bezirk in Kalifornien konzentriert? s Central Valley, eins der Welt? s die meisten produktiven landwirtschaftlichen Gebiete. Süßwasser für bewässerngetreide erhalten und müssend dann überschüssige Salzlösung sich entledigen, ist Hauptunkosten für Landwirte. Der CSS zielt darauf ab, beide Probleme anzusprechen, indem es Bewässerungabfluß an Süßwasser des Erzeugnisses aufbereitet und die Salzlösung an festes Salz des Erzeugnisses und andere Mineralien als Nebenerscheinungen verwendet, die eine Einnahmequelle sein können.

Die Technologie setzt eine der ältesten Entsalzentechnologien ein? Destillation? aber wird durch ein 525 Fuß lang, Solarreflektor mit 400 Kilowatt angetrieben. Der Reflektor konzentriert Tageslicht auf ein Rohr, das mit Öl gefüllt wird. Der Reihe nach wird das erhitzte Öl an einen Verdampfer des mehrfachen Effektes geliefert, um Dampf, für das Kondensieren und die Wiederherstellung des Süßwassers zu erzeugen. Das Endstadium ist ein thermisches Speichersystem, das den Prozess über Nacht laufen lassen kann, als es keine Sonne gibt.

In einem Video sagt Aaron Mandell, ein Firma Cofounder, dass, welches unterschieden seinem System von den traditionellen Destillationsystemen ist, dass es die Leistungsfähigkeit erhöht und die Rate der Verdampfung bis zum ungefähr 30mal beschleunigt hat. Zusätzlich da das Volumen der Salzlösung, die verarbeitet werden muss, herum 7% des Gesamtprozeßflusses ist, übersteigt die Salzlösungkonzentration 210.000 PPMs aufgelöste Gesamtkörper (TDS). Dieses ermöglicht handelsüblicher Kristallisationsausrüstung, für das Produzieren der festen Nebenerscheinungen benutzt zu werden, die eher als als Abfall entledigt worden verkauft werden können.

Die Installation bei Panoche ist eine einzelne Maßeinheit und wenn, das Funktionieren an der vollen Kapazität, ungefähr 65.000 Gallonen Salz- und Mineral-freiemwasser pro Tag produziert. Es wird projektiert, dass Maßeinheiten dieser Größe ohne Begrenzung praktisch kombiniert werden können, um den Ausgang linear oben einzustufen.

Aussicht

Weltweit ist Nachfrage nach Süßwasser wachsend und vorhandene Versorgungsmaterialien sind in zunehmendem Maße belastet. Dieses regt eine Umdrehung in Richtung zum Entsalzen als Weise, Süßwasser zu produzieren an, eher als, es zurücknehmend aus natürlich vorkommenden Quellen. sind allgemeine und Privatinitiativen laufend, neue Technologien sowie zu entwickeln, um die ältere zu verbessern. Für Grenzgebiete bedeutet dieses gewöhnlich große Installationen für die Umwandlung des Meerwassers. Für binnenländische Bereiche ist die Antwort häufig in dezentralisierten Systemen für die Entsalzung des unreinen Grundwassers.

{{medias[15].title}}

{{medias[15].description}}