Avsalting: vår essensielle guide til avsalting og den globale vannkrisen

Avsalting: Slokking av voksende tørst rundt om i verden

med mer enn 20.000 planter nå kontrahert rundt om i verden, avsalting gjør det mulig for land å gi vannsikkerhet for fremtidige generasjoner blant voksende klimabekymringer. Ved å konvertere saltvann, kan prosessen tilby ferskvann i områder som mangler naturlig grunnvann, eller overflatevann forsyninger. Sammen med gjenbruk av vann kan avsalting tilby løsninger på vannknaphet, og i noen land gir over 90 prosent av den totale vannforsyningen. Det raskt voksende fremskrittet i gjenbruk av vann, spesielt direkte og indirekte gjenbruk av drikkevann av kommunalt avløpsvann, bruker avsaltingsmembranteknologi. Hvilke prosesser og teknologier er involvert i avsalting? Hva er forskjellen mellom MED og MSF termisk behandling? Hva er fordeler og ulemper med avsalting? Vår essential guide dykker dypere inn i avsalting og prosessene den inkluderer.

Hva er avsalting?

Avsalting refererer til en prosess som innebærer å ta saltet ut av vann for å gjøre det drikkbart. Avsalting innebærer enten behandling av sjø eller brakkvann med sikte på å skape ferskvann. For å gjøre dette involverer avsaltningsanlegg flere teknologier, fra forbehandling til pumper og membraner.

IFØLGE DEN nye International Desalination Association (IDA) Water Security Handbook, står den totale globale installerte avsaltingskapasiteten på 97.4 millioner kubikkmeter per dag (m3/dag) mens den totale globale kumulative kontraktskapasiteten er 104,7 millioner m3 / d.

Per 30. juni 2018 hadde mer enn 20.000 avsaltningsanlegg blitt kontrahert rundt om i verden. Ifølge International Water Association (IWA) gir avsalting fortsatt bare en prosent av verdens drikkevann, men dette vokser «fra år til år».Nyheten til fordel for avsalting er at verdenshavene inneholder over 97,2 prosent av planetens vannressurser, er «tørkebestandige og er praktisk talt ubegrensede».

avsaltingsprosessen kan fokusere på enten brakkvann eller sjøvann. For brakkvann har vannet et saltinnhold mindre enn 10.000 mg / L. i mellomtiden har sjøvann et høyere saltinnhold, i området 30.000 til 44.000 mg / L.

i tillegg til brakkvann Og sjøvann, kan andre kilder inkludere brønner, overflate (elver og bekker), avløpsvann og industrielt mat og prosessvann, ifølge American Membrane Technology Association (AMTA).

Rundt 44 prosent av den totale globale avsaltingskapasiteten ligger I Midtøsten og Nord-Amerika, med en forventet vekst på syv til ni prosent per år. IWA sa forventet «hot spots» for akselerert avsaltning aktivitet inkluderer I Asia, USA og Latin-Amerika.

det industrielle avsaltningsmarkedet er også viktig å referere til. MELLOM 2016-2017 vokste dette markedet alene med 21 prosent, IFØLGE IDA. Oppstrøms og nedstrøms olje & gassaktivitet utgjorde også en betydelig del av den avtalte industrielle kapasiteten i 2017.

Mining, også, så over 200,000 m3 / dag med ny kapasitet kontrakt i første halvdel av 2018 alene. Mikroelektronikk er en annen tørst industri som fører til nye muligheter for avsaltingsteknologi, med kontraktskapasitet mer enn dobling mellom 2016-2017.

Hva er avsaltingsprosessene?

det er to hovedtyper av avsaltingsprosesser: membran (omvendt osmose (RO) og nanofiltrering (NF) og termisk, som inkluderer multi-effekt destillasjon (MED), multi-trinns flash destillasjon (MSF) og mekanisk damp komprimering (MVC). Andre teknologier og prosesser inkluderer elektrodialyse (ED), forward osmose (FO) og membranedistillation (MD).

Membranbasert avsalting fortsetter å gi det store flertallet av installert avsalting kapasitet. For å sette dette i perspektiv, utgjorde membranteknologi i 2017 95,6 prosent av den årlige kontraktskapasiteten, mens termiske prosesser utgjør bare 4,4 prosent.

 Avsalting - Osmose Graf

  • Membran desalinering
  • Ifølge AMTA: Omvendt osmose (RO) Og Nanofiltrering (NF) er de ledende trykkdrevne membranprosessene. Membran konfigurasjoner inkluderer spiral såret, hul fiber, og ark med spiral er den mest brukte. Moderne membraner omfatter primært polymere materialer med celluloseacetat fortsatt brukes i mye mindre grad. Et bemerkelsesverdig eksempel er tynnfilmkompositt (TFC) membranen, som inkluderer polyamid som et aktivt lag. Avhengig av feed vann saltholdighet, driftstrykk FOR RO OG NF er i området fra 50 til 1000 PSIG (3,4 til 68 bar, 345 til 6896 kPa). Sjøvann RO krever elektrisk kraft på 3,0 til 3,5 kWhr / m3.

  • multi-effekt destillasjon (Med)
  • en lav temperatur termisk prosess, med henter ferskvann ved å utvinne damp av kokende sjøvann i en sekvens av fartøy, kjent som multiple ‘effekter’. Damp kokt av i ett fartøy kan deretter brukes til å varme den neste, da vannets kokepunkt avtar samtidig som trykket avtar. Som et resultat, Ifølge Sidem, krever bare Det første fartøyet en ekstern varmekilde. Kort sagt: fra første til siste fartøy reduseres både trykk og temperatur fra varmt til kaldt. MED-prosessen krever varmetilførsel og elektrisk kraft på 0,9 til 1,5 kWhr / m3.

  • Multi-stage flash destillasjon (MSF)
  • i kommersiell bruk siden 1950-tallet, som med, multi-stage flash (MSF) innebærer en rekke stadier. Sjøvann eller resirkulert saltlake som strømmer inne i rørene, oppvarmes av damp som er utmattet fra turbiner i varmeveksler, kalt Saltvannsvarmer. Dette oppvarmede sjøvannet strømmer gjennom saltvarmeren til fordampertrinnene, hver opererer ved lavere temperatur og trykk. Som et resultat blinker saltlake som genererer vanndamp, som kondenserer på rørene og samles i hvert trinn som destillasjonsprodukt. Den kondenserende vanndampen forvarmer saltvannet som strømmer i rørene og gjenoppretter varmen. I varmegjenvinningsstadiene blir DE siste stadiene AV LEGER UTEN GRENSER, saltvannsblåsningen og destillatet avkjølt, og gjenværende varme avvises i varmeavvisningsdelen AV LEGER UTEN GRENSER. LEGER UTEN GRENSER prosessen krever varmetilførsel og elektrisk kraft på 3,5 til 4 5 kWhr / m3.

  • Mekanisk dampkompresjon (mvc)
  • i mvc-prosessen går sjøvann inn i forvarmingsenheten hvor det utveksler termisk energi med konsentrat og produktvannavløp. Forvarmet sjøvann sprøytes over bunter av varmevekslingsrør, som er ved høyere temperatur enn sjøvann. Her fordampes sjøvannet delvis. Vanndampene komprimeres ved hjelp av en mekanisk kompressor, og de pumpes inn i slangen av varmevekslerbunter. Den komprimerte dampen kondenserer inne i slangen, frigjør energi som overføres til sjøvann sprøytet over slangen og forårsaker fordampning.

  • Elektrodialyse (ED)
  • Elektrodialyse (ED) og Elektrodialyse Reversering (EDR) prosesser drives av likestrøm (DC) der ioner strømmer gjennom ion-selektive membraner til elektroder med motsatt ladning, IFØLGE AMTA. Dette er motsatt i forhold til vann i trykkdrevne prosesser som beskrevet ovenfor. I EDR-systemer reverseres polariteten til elektrodene periodisk. Ion-overføring (perm-selektiv) anion og kation membraner skille ioner i matevannet. Disse systemene brukes primært i farvann med lave totale oppløste faste stoffer (tds).

  • Forward Osmose (FO)
  • Sammenlignet MED RO, hvor saltvann skyves gjennom en membran, bruker forward osmose (FO) osmotisk trykk generert fra en naturlig saltkonsentrasjonsgradient som drivkraft gjennom en membran. For dette arbeidet er det matvannet-ofte sjøvann – på den ene siden og membranen og deretter en trekkløsning på den andre siden. AMTA sa dette betyr at uten å bruke noe eksternt trykk, vil vannet fra mateløsningen naturlig migrere gjennom membranen til trekkløsningen. Den fortynnede oppløsningen behandles deretter for å skille produktet fra den gjenbrukbare draw-løsningen.

Avsaltingskostnader

kostnadene ved avsalting kan deles inn i følgende elementer: faste kostnader (37 prosent), arbeidskraft (4 prosent), membranutskifting (5 prosent), vedlikehold og deler (7 prosent), forbruksvarer(3 prosent) og elektrisk energi (44 prosent).

Avsalting har historisk sett blitt oppfattet som et dyrere alternativ sammenlignet med tradisjonell behandling av overflate eller grunnvann, med priser omtrent us $ 1 per kubikkmeter ($/m3). Et av de siste gjennombruddene i avsalting har imidlertid vært en forbedring i de totale kostnadene, inkludert driftsutgifter (OPEX), samt de opprinnelige kapitalutgiftene (CAPEX). I løpet av de siste 20 årene har dette blitt redusert med 80 prosent som følge av fremskritt innen teknologi og utstyr.

svært nylig har prosjektbud I Abu Dhabi, Saudi-Arabia og Israel sett prisfallet under $ 0.50 / m3 for første gang. «Etter et tiår der prisen drev oppover som følge av høye materialkostnader og høyere energikostnader, er dette veldig gode nyheter. Faktisk forventer vi at 2019 blir det beste året noensinne i avsaltingsmarkedet, » Sa Christopher Gasson, utgiver AV GWI.

med sjøvannsavsalting på $ 0.40 / m3 nærmer kostnaden den indirekte drikkevanns gjenbruk, med priser i $0.30- $ 0.40-serien.

I IDA Water Security Handbook er det flere faktorer som spiller inn hvorfor kostnadene ved avsaltning nådde et historisk lavt nylig. Dette inkluderer «kostnadseffektiv optimalisering av byggeprosessen», etter entreprenørers erfaring etter mange års bygging av store prosjekter. Dette, kombinert med nye kontraktsmessige og finansielle modeller, sammen med lavere renter i finanssektoren, bidrar til å «presse tariff nedturer».

videre bidrar de reduserte kostnadene for avsaltningsanleggskomponenter som følge av lavere petroleumspriser også til å presse prisen ned.

«i Tillegg har energibesparelser blitt realisert gjennom fremskritt innen membraner som krever mindre innløpstrykk, energieffektive gjenvinningsenheter og større omvendt osmose-tog med større pumper og motorer som er i stand til høyere effektivitet,» la Carlos Cosí, IDA OG ADMINISTRERENDE DIREKTØR I Almar Water Solutions.

Hva er verdens største avsaltningsanlegg?

som rapportert Av Aquatech Global Events, Ble Rabigh 3-prosjektet nylig tildelt I Saudi-Arabia ansett som en av verdens største anlegg, med en kapasitet på 600.000 m3 / dag. Det er imidlertid mye større avsaltningsanlegg i drift rundt om i verden. Nedenfor er en liste over fem av verdens største prosjekter.

  1. Ras Al Khair, Saudi-Arabia: 1.036.000 m3 / dag
  2. den massive Ras Al-Khair er Et hybridprosjekt som bruker både termisk flertrinns flash (MSF) og omvendt osmose (RO) teknologier. Anlegget ligger 75 km nordvest for Jubail og betjener Riyadh, og har også en betydelig kraftproduksjonskomponent med en kapasitet på 2400 MW. Hovedentreprenøren for anleggsbygging var Doosan Og konsortiumpartneren Saudi Archirodon, Med Poyry som konsulent for prosjektet.

  3. Taweelah, UAE-909,200 m3 / dag
  4. Emirates Water And Electricity Company og ACWA Power, har signert vannkjøpsavtalen, for verdens største havvann omvendt osmose avsaltningsanlegg som skal bygges På Taweelah Power and Water Complex, 50 km nord For Abu Dhabi. ACWA Power, med hovedutvikleren av prosjektet og en 40 prosent aksjonær, bekreftet den vellykkede økonomiske nedleggelsen av verdens største SWRO-anlegg, til en pris PÅ us $ 847m, har tariffen for avsaltet vann 49,05 cent / m3. Byggingen av prosjektet startet I Mai 2019 med ferdigstillelse forventet i oktober 2022. Anlegget forventes å levere 909.200 kubikkmeter vann om dagen. Når Den er ferdig, Forventes taweelah kraft-og vannutvikling å øke emiratets andel av avsaltet produsert vann AV RO fra 13 prosent i dag til 30 prosent innen 2022.

  5. Shuaiba 3, Saudi-Arabia-880.000 m3 / dag
  6. et konsortium som involverte Siemens I Tyskland for kraftverket og Doosan for termisk avsaltningsanlegg ble valgt av ACWA Power for å gi prosjektteknikk, innkjøp og bygging av anlegget. En utvidelse til anlegget er fullført, og en utvidelse er i sluttkonstruksjonsfasen med totalt 400.000 M3/dag MED RO-kapasitet lagt til, ifølge ACWA Power. Når det er ferdig, vil Shuaiba til slutt overta Ras Al Khair som det største operative avsaltningsanlegget med en total kapasitet på 1.282.000 m3 / dag.

  7. Sorek, Israel-624 000 m3 / dag
  8. Sorek kan betraktes som verdens tungvektsmembrananlegg i drift med en enorm kapasitet på 624 000 m3/dag. Ligger 15km sør For Tel Aviv I Israel og utviklet AV IDE Technologies, prosjektet var og fortsetter å være unik i bruk av 16-tommers sjøvann omvendt osmose membraner, men i en vertikal formasjon. En videreutvikling – Sorek 2-IDE Technologies og Bank Leumi har vunnet Den Israelske regjeringens PPP anbud for å bygge Og drive Sorek 2 vann avsaltingsanlegg. IDE har nå vunnet fire av de fem anbudene for å drive avsaltningsanlegg i Israel. Budet, med en enestående pris på USD 0,41 per kubikkmeter vann, krever årlig produksjon på 200 millioner kubikkmeter vann (nominell kapasitet på 548 000 m3 / dag). Når Sorek 2 er ferdig, Vil Det være det sjette avsaltingsanlegget som skal operere i Israel sammen Med Hadera, Ashkelon, Den første Sorek, Palmachim og Ashdod.

  9. JUBAIL 3A IWP – 600,000 M3/dag
  10. I år i April 2020 ble den 25-årige vannkjøpsavtalen inngått med Saudi Water Partnership Company (SWPC) av ET konsortium ledet AV ACWA Power, inkludert Gulf Investment Corporation (GIC) Og Al Bawani Water & Power Company (AWP). Under betingelsene i partnerskapet vil konsortiet ledet AV ACWA Power designe, konstruere, kommisjonere, drive og vedlikeholde avsaltningsanlegget samt tilhørende drikkevannslagring og elektriske spesialanlegg. ACWA-konsortiet leverte den laveste nivåiserte vannkostnaden på USD 0,41 per m3. Med en investeringsverdi på 650 millioner DOLLAR vil JUBAIL 3a Independent Water Plant (IWP) generere 600 000 m3 drikkevann per dag. Greenfield sjøvann omvendt osmose desalinering prosjektet vil være I Jubail, Kongeriket Saudi-Arabia. Byggekontrakten Er tildelt Et konsortium bestående Av Power China, SEPCO-III og Abengoa.

Fordeler og ulemper med avsalting

Ulemper med avsalting

en av de større miljøutfordringene knyttet til avsalting er styring av biproduktet av saltlake-et høyt saltholdighetsavfall produsert under prosessen.

I 2019 støttet Fn en artikkel med tittelen ‘the state of desalination and brine production: a global outlook’.

papiret refererte til saltlake som et salt dilemma, med avsaltningsanlegg rundt om i verden som kollektivt tømmer 142 millioner kubikkmeter hypersalint saltlake per dag.

Fire Midtøsten-nasjoner-Saudi-Arabia, Kuwait, UAE og Qatar – ble funnet å være ansvarlige for over halvparten av den globale saltvannsproduksjonen, med rapportforfattere som sier At Midtøsten-planter produserte «fire ganger så mye saltlake per kubikkmeter rent vann som planter der elvvannmembranprosesser dominerer». Det skal imidlertid bemerkes at elvvann ikke inneholder nivåene av salt som sjøvann, så sammenligningen her er ikke lik.

en annen bekymring er potensielle impingement og entrainment (i & E) virkninger knyttet til drift av åpne havinntak for sjøvann avsaltningsanlegg.

Impingement kan oppstå når organismer som er tilstrekkelig store nok til å unngå å gå gjennom skjermene, er fanget mot dem av kraften i det flytende kildevannet, ifølge EPA.

i Mellomtiden oppstår entrainment når marine organismer kommer inn i avsaltningsanleggets inntak, trekkes inn i inntakssystemet og passerer gjennom behandlingsanleggene.

imidlertid er nivået av miljøpåvirkning på marine organismer forårsaket direkte av impingement og entrainment av sjøvanninntak stedsspesifikt, ifølge Water Reuse Association. Det kan variere betydelig fra ett prosjekt til et annet, Og mer moderne anlegg som opprettholder miljøstandarder, opplever ekstremt lave nivåer av I&E.

fordeler med avsalting

Globalt er mer Enn 300 millioner mennesker avhengige av avsaltet vann for noen eller alle deres daglige behov. Totalt praktiseres avsalting i 150 land rundt om i verden med totalt 20.516 avsaltningsanlegg nå kontrahert.

i fremtiden vil etterspørselen etter ferskvann øke i takt med verdens voksende befolkning. Imidlertid er tilgjengelige ferskvannsforsyninger i begrenset forsyning og dårlig distribuert.

med klimaendringer som intensiverer tørke og flom, kan avsalting gi en garantert kilde til drikkevann fra sjøvann for å sikre at vannforsyningen tilstrekkelig oppfyller vannbehovet.

sammen med gjenbruk av vann, gir avsalting en pålitelig løsning for land å øke sine eksisterende vannforsyninger og ha ekstra kapasitet som fungerer som en ‘forsikring’, hvis de trenger det.

» Avsalting og gjenbruk av vann er ikke-konvensjonelle, miljøvennlige vannforsyningsløsninger i tråd med sirkulær vannøkonomi og tilbyr løsninger på vannknaphet,» IFØLGE IDA.

Utviklingen akselererer også på koblingen av avsaltingsprosesser med fornybar energi, for eksempel solcellepanel. Fornybar og avsalting teknologier kan kombineres for å redusere avsalting karbonavtrykk på kort sikt. Videre blir utviklingen av batteriteknologi sett på som sentral for å oppnå et heralded 24/7 uavhengig drevet avsaltningsanlegg. Et mål for 2020-2025 er satt for 20 prosent av nye anlegg som skal drives av fornybar energi av Global Clean Water Desalination Alliance.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.