Установки для опреснения воды: Станции для опреснения воды

Содержание

Станции для опреснения воды

Проблемы водоснабжения характерны для некоторых российских регионов — не только приморских, где наблюдается повышенное содержание солей. Современные установки опреснения воды обеспечивают необходимый уровень очистки и высокую производительность. В них используются разные технологии уменьшения общего содержания солей натрия и магния до приемлемых значений.

Опреснение осуществляется методами, основанными на различных физико-химических принципах. Последнее определяет технико-экономические показатели и эксплуатационные качества станций опреснения, их преимущества и недостатки. Одним из наиболее эффективных методов является обратный осмос, на основе которого строится большинство опреснительных установок.

Опреснение воды: определение и история развития

Процесс опреснения воды предполагает снижение содержания растворенных солей, для того чтобы сделать ее пригодной для питья и использования в хозяйственной деятельности. Степень (глубина) очистки определяется требованиями заказчика и возможностями используемого оборудования. В большинстве случаев жидкость доводится до кондиций, установленных действующими санитарными нормативами.

Исследования в сфере опреснения воды в промышленных масштабах начались еще в 30-е годы прошлого века, а первые технологии начали активно использоваться в США. В Советском союзе в 1972 году на Шевченковской АЭС (г. Актау, Казахстан) была запущена единственная в мире ядерная установка для опреснения морской воды. Наибольшие объемы опреснения морской воды производятся в Израиле и в странах Персидского залива, которые расположены в пустынных районах.

Основные методы промышленного опреснения воды

Современные технологии позволяют существенно уменьшить избыточную солёность воды, в том числе и морской (океанской), и добываемой из подземных источников. Для этого используются самые разнообразные методы:

  1. Ионообменные фильтры для очистки морской воды. В них осуществляется связывание ионов натрия, магния и кальция и их замена заряженными частицами других элементов, которыми насыщены гранулы из специальных полимерных смол.
  2. Электрохимические установки для опреснения воды. Экспериментальные комплексы, в которых от потока морской воды с помощью специального электронного устройства отделяется некоторая его часть с пониженной концентрацией солей.
  3. Промышленное опреснение методом дистилляции. Выпаривание с последующей конденсацией воды — один из самых распространенных и наиболее старых методов. Метод постоянно совершенствуется и помимо обычного используются вакуумный и термокомпрессионный, а также многостадийная флеш-дистилляция.
  4. Вымораживание. Основано на разнице между температурами замерзания чистой воды и солевых растворов. В установке по опреснению поддерживается такой режим, при котором первая переходит в твердое агрегатное состояние. При этом насыщенный рассол сохраняет текучесть и просто сливается в дренаж.
  5. Станция обратного осмоса для опреснения воды. Полупроницаемые мембраны имеют поры, сквозь которые проходят только молекулы воды. Все виды солей, в том числе и хлориды щелочноземельных металлов задерживаются на мембранном элементе.

Обратноосмотические системы по опреснению воды в последние годы получают все большое распространение. С их помощью получают до 70% опресненной воды из суммарного объема мирового производства, что говорит об их высокой эффективности.

Обратноосмотические системы опреснения соленой воды

Эта технология была разработана в средине прошлого века и впервые в промышленности была применена в 70-х годах. Метод обратного осмоса является наиболее выгодным и эффективным способом опреснения соленой воды как морской, так и из иных источников. Для этих целей используются специальные мембраны с рабочим давлением в пределах от 25 до 60 атмосфер.

Такие фильтроэлементы изготавливаются из материалов с особой внутренней структурой. В состав оборудования для опреснения морской воды входят дополнительные блоки, регулирующие процессы осадкообразования и обеспечивающие очистку мембран. Тем самым существенно повышается ресурс оборудования, и снижаются эксплуатационные затраты.

Принцип действия системы для опреснения воды

В описываемых станциях опреснения воды для уменьшения содержания солей используется явление обратного осмоса. Согласно принципу Ла Шеталье-Брауна любая система стремится к равновесию и при приложении внешнего воздействия, в ней начинаются компенсирующие его процессы. На практике это работает следующим образом:

  • На полупроницаемую мембрану подается морская вода. Нагнетающий ее насос развивает давление существенно превышающее осмотическое.
  • В результате начинается процесс обратный прямому осмосу: растворитель диффундирует сквозь мембрану, а концентрация солевого раствора перед ней существенно повышается.
  • Насыщенный рассол сбрасывается в дренаж и на его место поступает новая порция соленой (морской) воды.

Обратноосмотические мембраны установок по опреснению воды в зависимости от типа, способны задерживать высокомолекулярные химические соединения и соли тяжелых металлов. Вместе с тем они пропускают растворенный в воде углекислый газ и кислород. Пермеат имеет сравнительно невысокий показатель pH — менее 7,0 , что обеспечивает ему слабокислую реакцию.

Особенности устройства оборудования для опреснения воды

Промышленные и бытовые опреснители, работающие с использованием принципа обратного осмоса, имеют достаточно сложную конструкцию. В их состав входит следующие элементы:

  1. Полупроницаемая мембрана. Основной элемент системы опреснения воды представляет собой пластину из специального материала, на одну из сторон которого нанесено водонепроницаемое покрытие. Она сворачивается в рулон и помещается в герметичный цилиндрический корпус, к торцам которого подсоединены входной и выходной трубопроводы.
  2. Оборудование предфильтрации. Обычно это многоступенчатый комплекс из механических и сорбционных фильтров, задерживающих твердые нерастворимые частицы и поглощающих газы.
  3. Нагнетающий насос. Преимущественно используются роторные или центробежные многоступенчатые агрегаты, способные развивать давление 10 МПа и выше.
  4. Устройство дозирования ингибитора осадкообразования. Оно необходимо для замедления процессов, вызывающих появление отложений на рабочих поверхностях мембраны.
  5. Система химической промывки. Она необходима для удаления нежелательных отложений в застойных зонах обратноосмотических модулей.
  6. Оборудование контроля и управления. Большинство описываемых систем работают в автоматическом и полуавтоматическом режиме, а расход и основные показатели пермеата и концентрата отслеживаются при помощи расходомеров и TDS-метров. Специальный клапан перекрывает подачу воды в случае ее утечки.
  7. Комплекс минерализации. Обеспечивает насыщение воды глубокой очистки необходимыми микроэлементами, что делает ее пригодной для питья и приготовления пищи.

Современные системы очистки морской воды изготавливаются в блочно-модульном исполнении, что существенно упрощает их размещение и монтаж. Такие установки опреснения имеют общую раму, что облегчает процессы обслуживания и ремонта. В случае выхода из строя может быть проведена оперативная замена их целиком или отдельных элементов.

Преимущества обратноосмотического оборудования опреснения воды

Такого рода системы по опреснению морской воды имеют оптимальные технико-экономические параметры. Первичные затраты на приобретение обратноосмотических установок опреснения морской воды, а также на монтажные и пусконаладочные работу сравнительно невысоки. И это далеко не единственное преимущество описываемых систем:

  • Невысокие эксплуатационные расходы.
  • Непрерывный режим работы.
  • Большая производительность.
  • Высокий уровень автоматизации технологических процессов.

Ко всему прочему промышленные установки опреснения воды на основе обратного осмоса обеспечивают снижение общего содержания солей в воде на 97-99%, что делает ее пригодной для человека. Пермеат может использоваться в пищевой промышленности, фармацевтике и медицине без дополнительной обработки.

Классификация оборудования опреснения воды

Специализированные установки обратного осмоса по очистке морской воды различаются по назначению и производительности. По этим признакам и различают следующие разновидности мембранного опреснения систем для соленой воды:

  1. Промышленные опреснители воды. Применяются для очистки воды на предприятиях для производства продукции и различных технологических процессов.
  2. Судовые фильтры для опреснения. Предназначены для морских и океанских судов для обеспечения жизнедеятельности команды и пассажиров, а также для работы механизмов и машин во время плавания.
  3. Бытовые системы опреснения воды. Используются для опреснения воды из подземных и открытых источников в автономных системах водоснабжения домовладений и отдельно стоящих зданий.

Производительность промышленных, судовых или бытовых обратноосмотических систем опреснения морской воды зависит от потребностей заказчика. Этот показатель может колебаться в очень широком диапазоне от нескольких сот литров до тысяч тонн в час.

Купить установки опреснения морской воды можно у нас

Компания Diasel Engineering предлагает обширную номенклатуру обратноосмотических установок опреснения воды для частных лиц и предприятий. Мы осуществляем проектирование, поставку, монтаж систем и выполнение пусконаладочных работ. При их изготовлении используются импортные и российские комплектующие от ведущих мировых производителей.

На все оборудование опреснительных установок промышленных, судовых и бытовых предоставляются гарантии на длительные сроки. Проводим обучение обслуживающего персонала, выполняем плановые и внеочередные регламентные работы на обратноосмотических системах. Заявки на разработку и поставку оборудования по опреснению морской воды принимаем онлайн, по электронной почте [email protected] и по телефону 8-499-391-39-59, наши специалисты готовы проконсультировать вас.

Опреснитель морской воды СОМ О 750-60

Предназначена для опреснения морской воды до воды питьевой, в том числе снижения содержания железа, органических веществ, хлоридов, солей жесткости, цветности, а также удаления всех бактерий и вирусов.

Установка компактная, автоматическая, оснащена контроллером Siemens с оригинальной программой управления, обеспечивающим многоступенчатую систему защиты и реализацию функций, значительно повышающих ресурс мембран. Установка оборудована встроенным блоком химической промывки мембранных элементов.

Может применяться для водоснабжения небольших судов и в мобильных комплексах опреснения.

Установка оборудована механическим барьерным фильтром картриджного типа. Для обеспечения длительного ресурса мембран перед системой опреснения может быть размещен блок предварительной подготовки воды.

Параметр Значение
Номинальная производительность 0,7-0,8 м3 В зависимости от состава и температуры исходной воды
Рабочее давление 50–70 кг/см2
Номинальный расход по входной воде 2,5 м3/ч 
Тип фильтрующего элемента (мембрана) Полиамидная, композиционная обратноосмотическая рулонного типа 4040
Количество мембран
Тип корпуса мембраны 2 корпуса 4040*2 1200 psi 
Тип насоса Плунжерный насос высокого давления фирмы Speck (Германия), электродвигатель Siemens
Напряжение питания 380 В, 50 Гц 
Установленная мощность 11 кВт 
Габариты установки (ШхГхВ), мм 2600*510*1700 
Рама Нержавеющая сталь 

Опреснение морской воды до стандарта питьевой.

Может использоваться на судах, в жилых объектов и для обеспечения водой технологических линий.

  • Оригинальная система контроля и управления на базе программируемого контроллера Logo фирмы Siemens.
  • Автоматическое включение и выключение системы по мере наполнения выходного бака.
  • Автоматические промывки мембранных элементов прямым током.
  • Регулирование потока концентрата и рабочего давления с помощью вентилей.
  • Защита от «сухого хода», которая срабатывает при исчезновении воды на входе в установку.
  • Защита по линии высокого давления, которая срабатывает при понижении рабочего давления ниже установленного уровня.
  • Защита электродвигателя насоса от перегрузки.
  • Защита по напряжению питания от пропадания фазы, перекоса фаз, изменения порядка следования фаз и короткого замыкания.
  • Возможность блокировать работу установки при промывке предварительных Фильтров.
  • Учет времени наработки установки в режиме фильтрации
  • Контроль потоков фильтрата, концентрата и рецикла с помощью поплавковых ротаметров.
  • Контроль входного и рабочего давлений с помощью манометров.
  • Встроенный блок химической промывки мембранных элементов
  • Заполнение примембранного пространства очищенной водой в конце каждого цикла фильтрации
  • Контроль качества воды на входе в систему и после очистки
  • Контроль загрязнения входного картриджного фильтра
  • Возможность программирования под требования Заказчика для интеграции во внешнюю систему диспетчеризации  

Установки опреснения морской воды | Архив С.О.К. | 2012

Опресняемая вода поступает в опреснительные камеры, где под действием электрического поля катионы и анионы растворенных в воде солей движутся в противоположных направлениях к катоду и аноду соответственно. Поскольку катионитовые мембраны проницаемы в электрическом поле для катионов, но непроницаемы для анионов, а анионитовые мембраны проницаемы для анионов, но непроницаемы для катионов, в опреснительных камерах происходит селективное разделение определенных типов ионов солей. При этом удаляемые из воды соли концентрируются в рассольных камерах, откуда они удаляются вместе с промывочной соленой водой.

Расход электроэнергии на опреснение воды электродиализом зависит от исходного солесодержания опресняемой воды (2 Вт⋅ч на 1 л при опреснении воды с солесодержанием 2,5–3 г/л и 4–5 Вт⋅ч на 1 л при опреснении воды с содержанием солей 5–6 г/л). Выход пресной воды в электродиализных установках составляет 90–95 %.В нашей стране получили распространение электродиализные опреснительные установки серии ЭДУ (ЭДУ5, ЭДУ50, ЭДУ100, ЭДУ1000) производительностью от 5 до 1000 м3 пресной воды в сутки. Они применяются для опреснения морской воды при получении питьевой и технической воды, при обессоливании сточных вод гальванического производства (гальванических стоков), для концентрирования сточных вод, содержащих ценные компоненты (например, драгоценные металлы), перед последующим извлечением этих компонентов [20].Чаще всего процесс электродиализа применяют для обессоливания воды, содержащей не более 10 г/л растворенных солей. В этом случае процесс электродиализа является более экономичным по сравнению с обратным осмосом и дистилляцией. При помощи электродиализа можно также концентрировать растворы. Благодаря этому электродиализ применяется при выделении хлористого натрия (NaCl) и других солей из морской воды. Электродиализ применяется также для предочистки воды для теплоэнергетических установок.

Преимуществом электродиализа по сравнению с обратным осмосом является то, что в этом процессе используются термически и химически более стойкие мембраны, что позволяет проводить процесс опреснения воды при повышенных температурах.

Замораживание
Данный метод основан на том, что в естественных природных условиях лед, образующийся из морской воды, является пресным, поскольку образование кристаллов льда при температуре ниже температуры замерзания происходит только из молекул воды (явление криоскопии) [21]. При искусственном медленном замораживании соленой морской воды вокруг центров кристаллизации образуется пресный лед гексагональной игольчатой структуры со средней плотностью 930 кг/м3. При этом в межигольчатых каналах концентрация раствора и его плотность повышаются, и он, как более тяжелый, по мере замораживания оседает вниз. При последующей сепарации, промывке и таянии кристаллического льда образуется пресная вода с содержанием солей 500–1000 мг/л NaСl.

Замораживание морской воды проводят в кристаллизаторах (контактные, вакуумные, с теплообменом через стенку) в условиях непосредственного контакта охлаждаемого раствора с газообразным или жидким хладагентом [22]. Для лучшего опреснения морского льда применяется фракционное плавление при температуре 20 °С с промывкой и сепарацией кристаллов льда от маточного раствора методами фильтрования, гидравлического прессования и центрифугирования. Данный метод применяется для концентрирования непищевых продуктов, для опреснения морской воды, концентрирования и разделения химических растворов и др. Он достаточно прост и экономичен, но требует сложного оборудования и энергоемок. Поэтому на практике он используется чрезвычайно редко.

В нашей стране разработан газогидратный метод опреснения воды, который по аппаратному оформлению аналогичен замораживанию со вторичным хладагентом [23]. Этот метод основан на способности некоторых углеводородных газов (пропан, циклопропан, бутан, изобутан, этилен, фреон31, фреон40 и др.) при определенных температуре и давлении образовывать при взаимодействии с водой соединения клатратного типа (газогидраты) с общей формулой М⋅nН2О (М — молекула гидратообразующего газа) с их последующей сепарацией от рассола и плавлением. В зависимости от природы газа и условий проведения процесса, газогидраты образуются из 46ти молекул воды и шесть молекул (газогидраты I) или восемь молекул (газогидраты II) газа.

Принципиальные основы газогидратного метода опреснения воды заключаются в следующем: в замораживаемую соленую воду вводят гидратообразующий газ, и после формирования кристаллической фазы (газогидрата) ее отделяют от рассола, образовавшегося в результате отбора от исходной соленой воды части молекул Н2О, расходованных на образование газогидрата; кристаллы газогидрата отмывают от рассола, плавят и получают пресную воду. Выделившийся при плавлении газогидрата газ может быть рекуперирован.

Обладая всеми преимуществами контактного вымораживания, газогидратный метод выгодно отличается более высокой температурой проведения процесса, что позволяет уменьшить энергетические затраты и потери холода в окружающую среду. Разновидностью этого метода является опреснение морской воды с помощью попутного газа из смеси бутана с пропаном. Замораживаемую морскую воду обрабатывают попутным газом; содержащие воду кристаллогидраты углеводородов образуют твердую кристаллическую фазу (одна молекула пропана присоединяет 17 молекул воды). Застывшую кристаллическую массу затем разделяют. Для этого достаточно снизить давление и несколько повысить температуру: углеводороды улетучиваются, остается пресная вода. После улавливания и сжижения углеводороды возвращаются в цикл. Необходимо подчеркнуть, что при выборе метода опреснения воды следует уделять внимание наличию в морской воде дейтерия в виде тяжелой воды D2О. Соотношение между тяжелой и обычной водой в природных водах составляет 1:5500. Разные природные воды содержат различное содержание дейтерия. Обычная водопроводная вода содержит около 100 г дейтерия на тонну воды, а морская вода — от 130 до 150 г дейтерия на тонну воды.

Физико-химические свойства тяжелой воды отличаются от таковых для обычной воды. Молекулярная масса D2O на 10 % превышает массу Н2О, что приводит к существенным различиям в физических, химических и биологических свойствах тяжелой воды. Тяжелая вода кипит при 101,44 °С, замерзает при 3,82 °С, имеет плотность при 20 °С 1,105 г/см3, причем максимум плотности приходится не на 4 °С, как у обычной воды, а на 11,2 °С (1,106 г/см3). Большая прочность связи D–O по сравнению с H–O обусловливает различия в кинетике реакций тяжелой и обычной воды. Подвижность дейтерия D+ меньше, чем подвижность протия Н+, константа ионизации тяжелой воды в пять раз меньше константы ионизации обычной воды. Химические реакции и биохимические процессы в D2O значительно замедлены. В смесях тяжелой воды с обычной водой с большой скоростью происходит изотопный обмен: Н2O + D2O = HDO.

Тяжелая вода в высоких концентрациях токсична для организма. Для животных клеток предельная концентрация 2h3O составляет 25 об. %, для клеток растений — 50 об. %, для простейших — 70–80 % [24]. Целесообразно проводить тщательный контроль изотопного состава получаемой пресной воды.

Заключение
Выбор метода и технологии опреснения воды зависит от предъявляемых к воде требований по качеству и солесодержанию, а также технико-экономических показателей. В зависимости от реализуемого способа опреснения воды применяются различные типы опреснительных установок. Дистилляционные опреснительные установки (однокорпусные и многокорпусные, по способу опреснения — парокомпрессионные и солнечные) применяются при опреснении морской воды и соленых вод с высоким солесодержанием до 35 г/л.Опреснение морской воды электродиализом и гиперфильтрацией (обратным осмосом) экономично при солесодержании 25 г/л, ионным обменом — менее 25 г/л.Из всего объема получаемой в мире опресненной воды 96 % приходится на долю дистилляционных опреснительных установок, 2,9 % — электродиализных, 1 % — обратноосмотических и 0,1 % — на долю замораживающих и ионообменных опреснительных установок.

Главная задача опреснения воды в том, чтобы проводить процесс с минимальной затратой энергии и минимальными расходами на оборудование. Это требование важно, потому что страна, которая вынуждена в большей мере полагаться на опресненную воду, должна выдерживать экономическую конкуренцию с другими странами, располагающими более обширными и дешевыми источниками пресной воды.

Проектные разработки показывают, что транспортировка пресной воды из естественного источника даже на расстояние до 400–500 км дешевле опреснения только для небольших водопотребителей. Оценка прогнозных эксплуатационных запасов солоноватых и соленых подземных вод в засушливых районах с учетом удаленности большинства из них от естественных пресноводных источников позволяет сделать четкий вывод о том, что опреснение является для них единственно возможным и экономически оправданным способом водообеспечения.

Приведенные в этой статье и широко применяемые в технике опреснения соленых вод методы могут быть эффективно использованы для возвращения природе использованной воды, не ухудшающей состояния пресных водоемов.

17. Свитцов А.А. Введение в мембранные технологии. — М.: «ДеЛи принт», 2006.
18. Орлов Н.С. Промышленное применение мембранных процессов. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007.
19. Каграманов Ш.Г. Диффузионные мембранные процессы. Ч. 2. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007.
20. Кульский Л.А. Опреснение воды. — К.: Наукова думка, 1980.
21. Орехов И.И., Обрезков Д.И. Вымораживание. Холод в процессах химической технологии. — Л., 1980.
22. Пап Л. Концентрирование вымораживанием. — М., 1982.
23. Алиев А.М., Юсифов Р.Ю., Кулиев А.Р., Юсифов Ю.Г. Применение методики гидратообразования для оценки обессоливания воды // Прикладная химия, №51(4)/2008.
24. Мосин О.В. Исследование методов биотехнологического получения аминокислот, белков и нуклеозидов, меченных стабильными изотопами 2Н и 13С с высокими уровнями изотопного обогащения. Автореф. дисс. к.х.н. — М.: МГАТХТ им. М.В. Ломоносова, 1996.

Опреснение воды, морской и промышленной-установка, методы и технология

Классические установки очистки и опреснения воды состоят из следующих стадий очистки: хлорирование, очистка от песка, дехлорирование, тонкая очистка, обессоливание обратным осмосом, вторичное хлорирование.

Разработанная нами технология состоит из следующих стадий очистки: озонирование, ультрафильтрация, удаление остаточного озона, обессоливание обратным осмосом.

Исключение промежуточных стадий позволяет значительно упростить конструкцию установки, в результате чего она занимает значительно меньше места, потребляет меньше электроэнергии, становится гораздо надежней и долговечней, требует меньшего обслуживания, нет затрат на реагенты, может изготавливаться в мобильном исполнении.

Благодаря вышеперечисленным особенностям уменьшается стоимость опресненной воды, а качество очистки улучшается. Такие результаты достигаются при помощи ярко выраженного синергетического эффекта комбинации современных окислительных технологий с мембранными технологиями.

При окислении растворенных примесей до нерастворимых соединений и при коагуляции, стимулированной этим окислением, возникают хлопья и коллоидные частицы, эффективность фильтрации которых традиционными фильтрами невелика и зависит от скорости фильтрации. Это приводит к необходимости применения громоздкого оборудования, большого расхода воды для промывки фильтров и довольно часто приводит к колебаниям качества очистки воды.
Фильтрация этих частиц при помощи ультрафильтрационной мембраны — самый простой и надежный способ механической очистки воды. Такой метод несопоставимо более эффективен, чем отстаивание, фильтрация или контактная коагуляция, так как размер фильтруемых частиц в этом случае на несколько порядков меньше. Это позволяет значительно уменьшить время и увеличить эффективность самого процесса, при этом уменьшаются габариты установки за счет надежной фильтрации всех фракций взвешенных и коллоидных частиц.

Описание технологического процесса озоно –ультрафильтрационного опреснения морской воды с модулем обратного осмоса.

Вода пройдя механический фильтр поступает в контактную емкость через электромагнитный клапан. При помощи датчиков уровня в контактной емкости поддерживается определенный уровень воды. Далее она при помощи циркуляционного насоса вращается по замкнутому контору, проходит через эжектор и смешивается с озоно-воздушной (либо озоно – кислородной ) смесью, которая надежно и быстро окисляет органику и поддающиеся окислению примеси. Затем часть воды подается на керамический ультрафильтрационный мембранный модуль, задерживающий все коллоидные частицы и микропузырьки газа, где происходит удаление образовавшихся хлопьев, молекул и коллоидных частиц размером более > 0,05 мкм. В результате этого процесса достигается глубокая очистка воды от окисленных примесей.
В процессе работы установки проводится периодическая импульсная промывка ультрафильтрационной мембраны чистой водой. Промывка проходит в рабочем режиме после 5-10 минут работы установки в течение 10-25 секунд. Концентрат примесей, не прошедший через мембрану ультрофильтрации в количестве 3-7% от потока очищаемой воды, уходит в канализацию при промывке, а чистая вода, прошедшая через мембрану, подаётся на модуль обессоливания. Пермеат в размере 60% подаётся в напорный накопитель, а вода с концентрированными примесями, не прошедшая через мембрану, сбрасывается в море, либо в испаритель, в котором морская соль обезвоживается.
Установка работает в автоматическом режиме. Её управление осуществляется при помощи многофункционального блока управления, который запускается сигналам датчиков уровня жидкости в контактной емкости. Информация на дисплей блока управления выводится на пяти языках.
Установка имеет блочную конструкцию, благодаря которой можно оперативно увеличить её производительность, заменить блоки не отключая установку и не прерывая процесс опреснения морской воды.
Конструкцией установки предусмотрена возможность подключения установки к источникам питания от солнечных батарей.
Также в конструкции установки предусмотрена возможность разработки технологического процесса, исключающего слив концентрата обратно в море. При использовании этого технологического процесса концентрат обезвоживается, в результате чего получается морская соль, которая после очистки является ценным сырьем для косметической и парфюмерной промышленностей. Использование технологического процесса, исключающего слив концентрата в воду ведет к сохранению экосистемы моря.

сравнение методов и выбор опреснительной установки

 

Одной из насущных проблем, которые приходится решать человечеству – это добыча водных ресурсов. Соль здесь в том, что на земле много источников, но все они в основном соленые. Пресных источников воды не так много на планете, и не во всех странах они есть. И как результат многие люди стали задумываться над тем. что же сделать с соленой водой, чтобы ее можно было использовать для питья. Так возникло опреснение воды – как очень нужный способ решения еще одной глобальной проблемы.

 

Особенности опреснения, варианты работы с водой

 

Из названия уже становится понятно, что опреснение – это устранение из воды лишнего количества соли. Причем не соли жесткости, а обычной соли, которая делает воду соленой. С помощью опреснения морскую воду делают пресной и тогда ее можно использовать для питья и готовки. Причем опреснением воды можно доводить до нужных параметров и воду из артезианской скважины. То есть вода в природе тоже может подвергаться опреснению. Пригодной к употреблению человеком вода может считаться, если содержание соли в ней не превышает  одну тысячу миллиграмм на литр.

Опреснение могут проводить с помощью самых разных методов очищения воды. Здесь чаще всего применяют обычный реагентный ионный обмен. Зернистые иониты очень качественно пропускают через себя соленую воду. Если говорить в цифрах, то фильтрование через зернистую смолу помогает получить пресную воду при первоначальной солености примерно 2-3 грамма на литр.

Второй популярный вариант опреснения воды – электродиализ. Довольно сложная процедура. В воду вставляют анод и катод. Внутри воды есть свои заряженные частицы, которые могут притягиваться либо к положительным либо к отрицательным элементам. Когда через воду пускают электрическое поле, все катионы движутся к аноду, а анионы к катоду. Электродиализ — это только процесс. Конструкция прибора представляет собой катод анод, перегородки между ними, вот именно между этими перегородками после создания электрического поля и накапливается опресненная вода.

Следующий популярный вариант опреснить воду – воспользоваться электромагнитными фильтрами. Эту группу методов еще называют безреагентными. Здесь могут применять как сам обратный осмос, так и нанофильтрацию.

Можно привести воду к состоянию опресненной и с помощью кипячения и последующей конденсации. Понятно, что соли вещества не летучие и с поверхности воды они точно не испарятся. Ученные этим и воспользовались. При этом методе, воду кипятят, ждут, чтобы она выпарилась, а потом этот пар помещают в специальные охладительные камеры, где он превращается в воду и стекает по стенкам, уже без лишней соли в составе.

Схожий по действию с выпариванием еще один метод опреснения – вымораживание. Здесь все идет схоже с выпариванием, только при нем воду кипитят, а при вымораживании, ее доводят до замороженного состояния. Особенность состоит в том, что пресная вода замерзает раньше соли. Это помогает выбрать замерзшие кубики до того, как замерзнет вся поверхность.

Да и когда воду начнешь греть в замороженном состоянии, соли растаят быстрее, чем пресная основа. Однако не важно, какой метод опреснения воды избирается, но воду в любом случае придется обеззаразить после процедуры опреснения.

Правда, нужно сказать, что просто опресненная вода использоваться для питья не может. Особенно, если обработку она проходила с помощью мембранных методов. Как правило, после того же обратного осмоса воду придется доводить до состояния полезной. Очистка имеет очень высокую степень и из воды убирают и полезные минералы. Так, что для получения питьевой воды, нужно обязательно воду еще и обогатить минералами.

Появились в последнее время и другие, новые более продвинутые методы опреснения воды. Предыстория появления опреснительных ядерных установок такая. Еще в 60-е годы двадцатого века проводили конференции по мирному использованию ядерной энергии. Там и предложили впервые использовать комбинированные ядерные установки для опреснения воды.

Главное преимущество от применения подобных установок заключалось в том, что они помогали не только воду опреснить, но еще и необходимую городам электроэнергию. Ядерный прибор хорош тем, что позволяет использовать несколько вариантов привести воду к нужным параметрам. Это и электродиализ, и дистилляция, и вымораживание. На сегодня больше всего используют ядерные установки с дистилляцией.

Целесообразность использования таких установок с двойным назначением была доказана еще тогда в 60-е года. Во время холодной войны между США и СССР. Опресняющая установка, которая была изобретена советскими учеными, давала 120 тысяч кубов воды в сутки и генерировала при этом 150 мегаватт электроэнергии.

Стоимость такой генерации весьма приятная. На установке большого масштаба стоимость куба воды составила 7 центов, а на малых установках 14.

Только вот в опресненной воде плохо то, что вместе с солями уходят и полезные элементы. Чтобы использовать кондиционирование, нужно будет сперва провести анализ полученной воды, и потом выявить, какими именно минеральными солями ее следует обогащать.

 

Сравнение опреснительных установок

 

Сегодня выпускается довольно много опреснительных приборов. И каждому потребителю, будь то база отдыха или завод, приходится выбирать, какой именно вариант опреснителя ему более всего подойдет. Ведь установки сегодня производят и израильтяне, и французы, да и в России установок тоже хватает. Причем по качеству они не уступают иностранным аналогам.

Ниже приведены таблицы сравнения израильских и российских вариантов опреснителей.

 

Показатель

Приборы российского производства

Приборы израильского производства

Производительность – кубов в сутки

2000-2400

2000-2400

Содержание минералов – грамм на литр

30-50

15-20

Энергопотребление – киловатт час – метр кубический

3-3,8 (Суточное потребление — 6000 — 9120)

До 9  (суточное потребление 18000 — 21600)

Срок использования одного картриджа без замен

До 5 лет (при показании минерализации 50 миллиграмм на литр)

Нет данных

Цена

—  Опреснителя
—  Системы подготовки воды
—  системы доведения до состояния питьевой

 

1 200 тыс. евро
1 000 тыс.евро
550 тыс.евро

Итого около 3 млн. евро

 

4 875 000 евро за две установки производительностью до 1000 кубов в сутки

Показатели питьевой воды

70 микроэлементов
13 витаминов
скопление пептидов

Нет данных

Получается, на сегодня особых преимуществ у иностранных систем опреснения воды нет. И стоят они иногда дороже, да и показатели по ним есть далеко не все. Но главное. В случае поломки, такую мощную установку водоподготовки будет сложно починить. Специалистов из-за границы конечно вызвать можно, но они обойдутся в баснословные деньги, что установки отнюдь не удешевляет.

 

Немного об опреснении морской воды

 

Более всего в России используют опреснение морской воды. Настоящая пресная вода хоть и находится в России, но озера Байкал на всю Россию не хватит. Потому имея выход и к черному, и к азовскому, и к каспийскому морям, Россия не могла обойти вниманием такие способы.

Здесь в ходу более всего два метода из вышеперечисленных:

  • Дистилляция – но она требует слишком много электроэнергии в работе;
  • Обратный осмос или применение полупроницаемых мембран – один из самых эффективных методов обессоливания воды при малом расходе электроэнергии.

Использование опреснения именно морской воды влечет за собой определенный набор особенностей. Виной тому большое количество солей в воде. То есть тут опреснение воды будет основательным, при 45 граммах то на литр! Потому здесь и используют специальные морские мембраны и особенные материалы, которые в состоянии устранить такое высокое солесодержание.

Но есть еще и другие неприятности, к которым приводит такое опреснение. При работе с такой водой очень часто оборудование подвержено быстрому развитию коррозии. Оборудование и трубопроводы сильно страдают от этого. Чтобы избежать развития коррозии, сегодня часто используют коррозионостойкие материалы. Это стеклопластик, полимеры. Правда, последние используют только для тех участков в оборудовании, где низкое давление. Высокий показатель давления полимер не выдержит.

Еще один вариант коррозионностойкие специальные стали типа дуплекс или аустенит.

Из особенностей работы обратного осмоса с морской водой можно еще отметить высокую планку давления. 50-80 бар необходимы для поддержания высокой степени минерализации. Правда такое давление может обеспечить только постоянная подача электроэнергии. И расходы ее растут при использовании такого мощного оборудования. Но в этом случае помогают рекуперационные устройства.

Создать правильную систему опреснения морской воды можно только с помощью правильного проектирования. Здесь тоже есть несколько особенностей, которые нельзя не упомянуть.

Как и при любом обустройстве любой системы очищения воды, начинать опреснение морской воды следует с оценки состояния жидкости. Нельзя составить проектно-сметную документацию по созданию опреснительной системы, не зная, какие примеси содержаться в исходной морской воде. Потому проектирование создания системы всегда будет включать химический анализ, бактериологический, химический. Здесь же будут указывать требования к составу воды, параметры величин, режим водопотребления после опреснения.

Когда уже пишут непосредственно проект, в обязательном порядке, описывают возможность привязки системы к определенному месту, определенному имеющемуся оборудованию. Ведь система подачи морской воды и слива уже есть и все это отражается в проектной документации.

Здесь же важную роль играют правила прокладки что водоснабжения, так и правила прокладки проводов, пуско-наладочных работ.

Сегодня, слава богу, изучать вручную все законы не нужно, для этого есть специальное программное обеспечение. Потому составить проектную документацию даже для нестандартных ситуаций не составит труда. Так, что опреснение воды в любом районе, с любыми исходными данными сегодня не проблема.

Дистилляционные опреснительные установки (ДОУ) — СВЕРДНИИХИММАШ

Назначение
  • опреснение и обессоливание морских и других природных вод;
  • получение обессоленной подпиточной воды для АЭС, ТЭС и котельных;
  • переработка солесодержащих промышленных стоков;
  • хозяйственно-питьевое и горячее водоснабжение.             

Применение ДОУ на предприятиях, использующих для подготовки воды ионообмен, позволяет перерабатывать регенерационные стоки ХВО на дистиллят и солепродукты, с повторным использованием первого для подпитки котлоагрегатов и второго — для регенерации ионообменных смол. На строящихся энергетических объектах применение ДОУ взамен химобессоливающих установок позволяет организовать замкнутое водоснабжение.

СвердНИИхиммашем создано три поколения ДОУ, отличающихся конструктивным исполнением:

  • многоступенчатые установки с испарителями принудительной циркуляции;
  • мгновенного вскипания;
  • с вертикально-трубными и горизонтально-трубными пленочными испарителями.

Техническая характеристика новейших ДОУ с блочными многоступенчатыми испарителями, оснащенными горизонтальными трубными пучками, орошаемыми обессоленной водой (ДОУ ГТПА), представлены в таблице.

Состав ДОУ ГТПА
  • испарители, теплообменники, конденсаторы, деаэратор;
  • устройства для создания и поддержания вакуума;
  • баковая аппаратура;
  • узел обработки исходной воды;
  • трубопроводы и арматура трубопроводная, металлоконструкции, обслуживающие площадки;
  • система контроля и управления технологическим процессом.
Преимущества ДОУ ГТПА
  • непрерывность процесса и малые трудозатраты;
  • высокая тепловая экономичность;
  • компактность и малая металлоемкость;
  • возможность блочно-модульного исполнения;
  • предельно малый удельный расход реагентов и материалов ;
  • высокий выход дистиллята на 1 т затраченного пара;
  • отсутствие сброса регенерационных растворов (в сравнении с химическим обессоливанием).
Техническая характеристика ДОУ, оснащенной горизонтально-трубными пленочными аппаратами (ДОУ ГТПА)
Характеристика ДОУ-10 ДОУ-25 ДОУ-50 ДОУ-200 ДОУ-350 ДОУ-700 
ДИСТИЛЛЯТ   
-производительность, т/ч 10 25 50 200 350 700
-температура (при температуре морской воды 25°С), °С 40 30-40 38-45 30 30 30
-массовая концентрация солей, мг/л 10 20 20 20 20 10
МОРСКАЯ ВОДА  
-расчетная температура исходной воды, °С 7-28 4-25 25 25 25 1-26
-температура кипения в первой ступени, °С 90-100 82-100 90-100 90-100 85-90 90-100
-расход, т/ч 60 175 220 700 1200 1940
-в том числе на опреснение, т/ч 20 50 100 400 370-700 1353
СТЕПЕНЬ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ:  
-морской воды 1,6-2,5 1,6-2,5 1,6-2,5 2,0 1,6-2,5 1,6-2,5
-промышленных сточных вод 10-20 10-20 10-20 10-20 15-20  
ПАР, для осуществления процесса опреснения:    
-давление, МПа  0,15-1,00 0,15-1,00 0,15-1,00 0,15-1,00 0,15-1,00 0,15-1,00
-расход, т/ч 1,2-1,0 2,4-2,0 0,15-1,00 18-19 21-25 44,4
ПАР, для создания вакуума:    
-давление, МПа, 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
-расход, т/ч 0,17 0,17 0,3 1,0 1,2 3,3
 
КОНДЕНСАТ  
-солесодержание, мг/кг, не менее 20 20 20 20 20 20
-общая жесткость, мг-экв/кг, не менее 10 10 10 10 10 10
Электроэнергия (трехфазный ток U=380/220 В, f=50 Гц), потребляемая мощность на тонну дистиллята, кВт х ч/т 1,2 (2,6*) 0,7 (1,5*) 1,5 (2,5*) 1,3 1,7 (2,1*) 1,3
 
ГАБАРИТЫ УСТАНОВКИ   
-длина, м 6,0 11,0 8,0(***) 26,0 31,0 38,0
-ширина, м 3,2 6,0 9,7 12,0 20,0 26,0
-высота, м 9,2 10,0 15,3 16,0 28,0 28,0
МАССА КОМПЛЕКТНОЙ УСТАНОВКИ  
-в сухом состоянии, т 22 55 127 300 750 1000
-в рабочем состоянии, т 24 62 141 350 1100 1400
Число испарительных ступеней 10 10 10 12 16 16

* При использовании водоэжектора для создания и поддержания вакуума
** Для различного сочетания конструкционных материалов
*** Блочно-модульное исполнение установки допускает три варианта компоновки испарительных блоков: в одном, двух и четырех уровнях, в зависимости от ограничений по площади либо по высоте.

В таблице приведены габариты для “одноэтажной” компоновки.

Опреснительная установка: этапы очистки, преимущества и недостатки

Есть разные способы получения воды для потребления человеком. Один из них — опреснение. Этот процесс очистки воды осуществляется на заводе. опреснительная установка. Основная цель этой опреснительной установки — преобразовать соленую или солоноватую воду в воду, пригодную для потребления человеком, орошения или промышленного использования. Благодаря усовершенствованию технологий каждый день вы можете видеть, как собирать больше воды для дальнейшего использования.

В этой статье мы расскажем вам обо всех основных этапах процесса засоления и о характеристиках опреснительной установки.

Фазы установки опреснения воды

Мы собираемся увидеть, каковы первые этапы, на которых опреснительная установка может обрабатывать воду.

Водосбор морской воды

В зависимости от водосборной системы, открываться через морские водостоки или закрываться через глубокие колодцы, другие участки пляжа и т. Д. Можно избежать разных проблем. Все эти меры по сбору морской воды они могут помочь улучшить последующую очистку воды.

В зависимости от анализа воды, полученной тем или иным способом, они указывают, что предпочтительнее закрытые водосборные бассейны, поскольку они:

  • Вода, которая предварительно фильтруется землей, поэтому в ней меньше взвешенных частиц.
  • Он имеет минимальную биологическую активность, поэтому следует избегать использования некоторых химических веществ.
  • Температура и химический состав воды более стабильны.

Предварительная обработка

Это этап, который используется на опреснительной установке, чтобы иметь возможность адаптировать физико-химические и биологические характеристики к потребностям процесса опреснения. Таким образом можно избежать коррозии, образования отложений и последующего износа оборудования.

Мы можем выделить разные процессы предварительной обработки:

  • Предварительная физико-химическая обработка: он касается некоторых процессов, таких как подкисление, ингибиторы образования отложений, флокуляция, окисление, декантация и флотация. Дезинфекция, адсорбция и дегазация также являются частями этой предварительной обработки.
  • Предварительная обработка мембран: Для фильтрации мелких частиц суспензии могут применяться различные технологии. Мы применяем мембраны для микрофильтрации, ультрафильтрации или нанофильтрации. Все это зависит от размера частиц. Эти предварительные обработки открывают новые возможности в области опреснения воды, такие как обратный осмос. Это используется, когда вода имеет высокую связывающую способность.
  • Предварительная обработка для процессов дистилляции и выпаривания: Основная цель этих процессов состоит в том, чтобы исключить возможное осаждение нерастворимых солей и неконденсируемых газов, которые могут снизить коэффициент теплопередачи воды.

Процесс опреснения

После того, как опреснительная установка уже выполнила процесс предварительной очистки, существуют различные процессы опреснения, такие как дистилляция, мембранное разделение и замораживание. Тем не менее, обратный осмос — это способ, обеспечивающий наилучшее качество воды по сравнению с затратами на внедрение и эксплуатацию. В Испании у нас есть отличный эталон обратного осмоса, так как можно получить коэффициент конверсии 45%. Это означает, что для получения 45 частей опресненной воды необходимо 100 частей фруктовой воды.

Снижение потребления энергии системой высокого давления за счет установки системы рекуперации энергии сбросной воды со временем эволюционировало. Они начали с Турбины Фрэнсиса, они продолжили турбины Пелтона и сегодня есть изобарические камеры. . Фактически, расход на стадии осмоса упали с 8 кВтч / м3 в 70-х годах до 2,3 кВтч / м3 сегодня.

Доочистка на опреснительной установке

Другой способ обработки воды для ее опреснения — это последующая обработка. Речь идет об обработке полученной воды для снижения ее жесткости и щелочности. На этом этапе исправление всех параметры, позволяющие адаптировать его к потреблению человеком, орошению или промышленному использованию. В зависимости от использования воды эта последующая обработка может быть или не быть более сложной.

Наконец, отбракованные рассолы удаляются с целью минимального воздействия на окружающую среду. Так что на самом деле это так. Опреснительные установки могут иметь серьезные экологические последствия для морей и побережий, куда сбрасывается рассол.

Преимущества и недостатки опреснительной установки

Мы собираемся увидеть, каковы основные преимущества и недостатки наличия опреснительной установки для производства воды.

преимущество

  • Некоторые источники указывают, что это представляет собой 3% заселения земель и 3% перемещения земель в связи с переносом реки Эбро, предусмотренным в Законе о национальном гидрологическом плане (PHN), который уже был отменен.
  • Система опреснения он потребляет на 30% меньше энергии, чем требуется для выполнения переводов.
  • Возобновляемые источники энергии могут использоваться для работы опреснительной установки, поскольку в Испании есть места на юге и востоке, где много солнца и ветра.

недостатки

Как и следовало ожидать, у опреснительной установки есть и свои недостатки:

  • В процессе добычи морской воды образуются солевые отходы, которые сбрасываются в море и наносит вред морской флоре. Следует иметь в виду, что большая часть соли выливается обратно в воду и увеличивает ее соленость.
  • Установки обратного осмоса довольно сложны и требуют большого расхода электроэнергии.
  • Поскольку они фабрики, у них ограниченная жизнь.
  • Соленая вода может нанести вред сельскому хозяйству, поскольку некоторые культуры чувствительны к минералам в опресненной воде.
  • Необходимо проанализировать новые и дорогостоящие инфраструктурные работы, чтобы передать опресненную воду в районы, где она необходима.

Опреснительные установки в Испании

Как мы уже упоминали ранее, в Испании есть эталон обратного осмоса. А этого можно добиться с коэффициентом трансформации 45%. Это значит, что На каждые 100 литров воды, поступающей в опреснительную установку, 45 литров могут стать солеными. Это хороший коэффициент конверсии с учетом затрат на электроэнергию.

Идеальным вариантом было бы опреснение воды с использованием возобновляемых источников энергии для уменьшения загрязнения окружающей среды.

Надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о опреснительной установке и ее характеристиках.


Опреснительные установки: Десять крупнейших в мире

Проект по опреснению Rabigh 3, недавно переданный компании ACWA Power в Королевстве Саудовская Аравия, был признан одним из крупнейших в мире опреснительных заводов.

Для сравнения, при производительности 600 000 м3/день это 600 миллионов литров воды, которые в конечном итоге будут производиться в день.

Нет никаких сомнений в том, что этот мегапроект в Саудовской Аравии станет одним из крупнейших и вторым по величине опреснительным заводом обратного осмоса.

Тем не менее, большинство специалистов по опреснению воды знают, что не является крупнейшим из , и это поднимает вопрос о том, какие из опреснительных установок, законтрактованных по всему миру, являются крупнейшими?

Мы решили составить этот список из десяти лучших.

  • Рас Аль Хайр, Саудовская Аравия: 1 036 000 м3/сутки

    Огромный Рас-Аль-Хайр, который обычно считается мировым лидером по опреснению воды, представляет собой гибридный проект, в котором используются как технологии термического многоступенчатого мгновенного испарения (MSF), так и технологии обратного осмоса (RO).

    Расположенный в 75 км к северо-западу от Джубайля и обслуживающий Эр-Рияд, объект также имеет значительный компонент производства электроэнергии мощностью 2400 МВт.

    Основным подрядчиком строительства завода были Doosan и ее партнер по консорциуму Saudi Archirodon, а Poyry выступал в качестве консультанта по проекту.

    Рас-Аль-Хайр начал свою деятельность в 2014 году, но в 2017 году был выставлен на продажу Корпорацией по конверсии соленой воды (SWCC) для запуска планов приватизации и продажи своих активов.

  • Тавила, ОАЭ – 909 200 м3/сутки

    Несмотря на то, что проект находится в зачаточном состоянии, после его завершения Тавила выведет ОАЭ в первую тройку списка.

    На сегодняшний день семь консорциумов участвуют в торгах по мегапроекту, в том числе: ACWA Power; Филиал Suez International Power SA в Дубае (Engie) с Marubeni Corp; Sumitomo Corp с Veolia Middle East; Валориза Агуа с Utico FZC и IDB Infrastructure Fund II; Cobra Instalaciones y Servicios с Orascom Construction; Acciona Agua с Pal Group; и Suez International совместно с Sojitz Corporation и NV Besix SA.

    ACWA Power с консорциумом EPC, включающим Sepco3 и Abengoa, до сих пор подали самую низкую ставку, используя более высокий тариф на электроэнергию в размере 8,26 дирхамов (2,25 доллара США) по цене 0,49 доллара США за кубический метр.

    Сообщалось, что более 40 компаний первоначально проявили интерес к тендеру Taweelah.

    Ожидается, что после завершения строительства электростанции и водоснабжения Taweela доля эмирата в опресненной подтоварной воде с помощью обратного осмоса повысится с 13 процентов сегодня до 30 процентов к 2022 году.

  • Шуайба 3, Саудовская Аравия – 880 000 м3/сутки

    Второй в списке Саудовской Аравии проект Shuaiba 3 расположен в 90 км к югу от исторического города Джидда.

    Компания ACWA Power выбрала консорциум с участием Siemens из Германии для электростанции и Doosan для термической опреснительной установки для обеспечения проектирования, закупок и строительства электростанции.

    По данным ACWA Power, одно расширение завода было завершено, а одно расширение находится на завершающей стадии строительства с дополнительными дополнительными 400 000 м3/сутки мощности обратного осмоса.

    После завершения в первой половине 2019 года Шуайба в конечном итоге превзойдет Рас-Аль-Хайр в качестве крупнейшей действующей опреснительной установки с общей производительностью 1 282 000 м3/день.

    Разработка является частью более широких планов компании Water and Electricity Company (WEC) по значительному увеличению мощностей по опреснению воды в стране.

  • Jubail Water and Power Company (JWAP), Саудовская Аравия — 800 000 м3/день

    Один из самых известных в мире комплексных гидро- и электроэнергетических объектов (IWPP), Jubail Plant является совместным предприятием Marafiq, Saudi Electricity Company (SEC), Water and Electricity Holding Company и консорциума SGA Marafiq, включающего ENGIE, Gulf Investment Corporation и ACWA Power Projects.

    Промышленная эксплуатация началась в конце 2010 года с предполагаемым сроком эксплуатации 20 лет. Объект двойного назначения JWAP включает в себя производство электроэнергии на основе комбинированного цикла и многоступенчатую дистилляцию (MED).

    Завод разделен на четыре операционных блока. Три из четырех блоков являются энергетическими и опреснительными, каждый из которых состоит из трех газовых турбин, работающих в комбинированном цикле с одной паровой турбиной противодавления, питающей каждую девять опреснительных установок МЭД.Четвертый блок является «только энергетическим» блоком с тремя газовыми турбинами и одной конденсационной паровой турбиной с промежуточным перегревом.

    Станция принадлежит Jubail Water and Power Company (JWAP). Покупателем является Marafiq Water and Supply Company (Tawreed), дочерняя компания Marafiq, которая покупает всю продукцию завода в рамках 20-летнего соглашения о покупке электроэнергии и воды (PWPA) с JWAP.

  • Умм Аль Кувейн (UAQ), ОАЭ – 682 900 м3/сутки
    Изображение предоставлено Sidem Veolia

    Основанный в эмирате Умм-аль-Кувейн и на границе с эмиратом Рас-эль-Хайма, независимый водный проект (IWP) является одним из крупнейших чистых заводов обратного осмоса в списке. .

    Ожидается, что коммерческая эксплуатация UAQ начнется в третьем квартале 2022 года. Поставка осуществляется по схеме «строительство, владение, эксплуатация и передача» (BOOT) с 35-летним соглашением о покупке воды (WPA) с Федеральным управлением по электроэнергетике и водоснабжению ( FEWA) в качестве покупателя.

    Проект стоимостью 797 миллионов долларов США строится китайским партнером, компанией Gezhouba Group International Engineering, при этом компания SIDEM-Veolia предоставляет контракт на проектирование и закупки стоимостью 255 миллионов долларов США. ACWA Power будет иметь 40-процентную долю, а Techton Engineering and Construction — 35 процентов.

  • Станция DEWA M, Дубай — 636 000 м3/день

    Проект M-Station Управления электроэнергетики и водоснабжения Дубая (DEWA) является одной из крупнейших электростанций и опреснительных установок в ОАЭ, производящих 636 600 м3/сутки питьевой воды и общей мощностью 2 885 МВт.

    Проект реализуется поэтапно с середины 2010 года. Опреснительная установка, построенная в 2012 году, состоит из восьми блоков итальянской компании Fisia Italimpianti.Используется технология многоступенчатой ​​мгновенной перегонки (MSF), производительность каждой из которых составляет 80 000 м3/сутки.

    Общая стоимость строительства и расширения M-Station, оснащенной новейшими интеллектуальными устройствами и сложными высокопроизводительными технологическими системами, составляет 11,5 млрд дирхамов ОАЭ (3,1 млрд долларов США).

    Кроме того, два двухтопливных вспомогательных котла производительностью 390 тонн в час и 16 резервуаров для хранения мазута, каждый вместимостью 20 000 кубометров, с общим объемом хранения мазута 320 000 кубометров.

  • Сорек, Израиль – 624 000 м3/сутки

    Если Ras Al Khair считается тяжеловесным гибридом в мире, то Sorek следует считать самым тяжеловесным мембранным заводом в мире с колоссальной производительностью 624 000 м3/день.

    Расположенный в 15 км к югу от Тель-Авива в Израиле и разработанный IDE Technologies, проект был и остается уникальным в использовании 16-дюймовых мембран обратного осмоса из морской воды, но в вертикальной формации.

    После этого было объявлено о дальнейшем развитии – Сорек 2 с производительностью 548 000 м3/сутки. Недавно в шорт-лист для разработки проекта вошли семи местных и международных компаний.

    После завершения строительства Сорек-2 станет шестой опреснительной установкой, которая будет работать в Израиле, наряду с Хадерой, Ашкелоном, первым Сореком, Пальмахимом и Ашдодом.

  • Jubail 3A IWP, Саудовская Аравия — 600 000 м3/сутки

    При инвестиционной стоимости в 650 миллионов долларов США Независимая станция водоснабжения (IWP) Jubail 3A будет производить 600 000 м3/день питьевой воды.

    Новый проект по опреснению морской воды обратным осмосом будет запущен в коммерческую эксплуатацию в четвертом квартале 2022 года.

    Соглашение о покупке воды сроком на 25 лет было подписано с Саудовской компанией по водному партнерству (SWPC) консорциумом во главе с ACWA Power 40,2%, включая Gulf Investment Corporation (GIC) и Al Bawani Water & Power Company (AWP).

    По условиям партнерства консорциум под руководством ACWA Power будет проектировать, строить, вводить в эксплуатацию, эксплуатировать и обслуживать опреснительную установку, а также связанные с ней хранилища питьевой воды и электрические специальные сооружения.

    Контракт на инженерные закупки и строительство был заключен с консорциумом, состоящим из Power China, SEPCO-III и Abengoa.

  • Сорек 2, Израиль – 570 000 м3/сутки

    В мае 2020 года IDE Technologies и Банк Леуми были выбраны победителями 25-летнего тендера в рамках государственно-частного партнерства (ГЧП) на строительство второй, новой опреснительной установки в Сореке.

    Предложение IDE было по «беспрецедентно низкой цене» около 1 шекеля.45 м3 (~ 0,41 долл. США/м3). Ожидается, что это снижение цены сэкономит водному хозяйству около 3,3 миллиарда шекелей (1,02 миллиарда долларов США) за период эксплуатации объекта.

    Аналогично Сореку 1, второй завод также будет использовать мембраны обратного осмоса для производства 580 000 м3/день.

    Проект будет финансироваться консорциумом организаций, включая банк Leumi и немецкий банк KFW, а также Европейский инвестиционный банк (ЕИБ), который выделит для проекта кредит в размере 150 миллионов евро.

    IDE принадлежит Alpha Water Partners, контролируемой Авшаломом Фелбером и Амиром Лангом вместе с Clal Insurance, Ayalon Insurance, Meitav Dash и другими институциональными инвесторами.

  • Фуджейра 2, Объединенные Арабские Эмираты – 591 000 м3/сутки

    Второй гибрид, присоединившийся к списку, но на этот раз в ОАЭ, Fujairah 2 имеет производительность 591 000 м3/день. Он включает в себя несколько компонентов: тепловую установку мощностью 450 000 м3/сутки, установку обратного осмоса производительностью 136 500 м3/сутки и электростанцию ​​мощностью 2000 МВт.

    Контракт был присужден консорциуму, состоящему из Alstom (энергия) и Sidem (Veolia) (вода) под названием «Независимое производство воды и энергии Fujairah II».Компания Abu Dhabi Water & Electricity (ADWEA) является покупателем.

    Sidem заявляет, что гибридное решение MED-RO помогает удовлетворить сезонные потребности в воде и электроэнергии. Кроме того, для защиты растения от цветения водорослей, которое может быть проблематичным в этом районе, в качестве предварительной обработки используется система флотации растворенным воздухом (DAF).

    Более подробную информацию о проекте Fujairah 2 можно найти в видео ниже:

     

  • Отвечая на вопрос о том, будут ли по-прежнему наращиваться мощности по опреснению воды на крупнейших в мире заводах, Леон Авербух, бывший президент Международной ассоциации опреснения (IDA), сказал: Аль Хайр.Японские проекты Mega-Ton уже находятся на рассмотрении, а проект мощностью 1 500 000 м3/день в Саудовской Аравии уже находится на стадии планирования».

    Он добавил: «В будущем будут проекты такого масштаба в Саудовской Аравии, Китае, Индии и даже в Абу-Даби есть конкурентоспособные масштабы 600 000 м3/день. Все эти разработки будут осуществляться на основе Независимого водного проекта (НВП) или Независимого водного и энергетического проекта (НВЭП), но будут требоваться и гарантироваться правительствами.

    Почему опреснение воды не является решением всех проблем с водой в Калифорнии?

    Помимо беспокойства по поводу расходов, Бернетт лично заинтересован в экологических проблемах опреснения.Он сын двух морских биологов, а состояние его деда Дэвида Паккарда в Силиконовой долине стало неотъемлемой частью основания Аквариума Монтерей-Бей. Сам Бернетт работал над климатическими правилами в Агентстве по охране окружающей среды США, прежде чем стать мэром Кармела.

    Мэр Кармела Джейсон Бернетт указывает на реку Кармель, недалеко от ее устья в Тихом океане. Бернетт говорит, что он не фанат опреснения, но у полуострова Монтерей нет альтернативы. (Дэниел Поттер/KQED)

    «Я посвятил свою профессиональную жизнь работе над изменением климата, — говорит Бернетт.«Моя семья очень заботится о здоровье наших океанов. Поэтому здесь я выступаю за проект, который имеет большой углеродный след и, если его неправильно реализовать, может нанести ущерб океанам».

    Бернетт встретил меня на пляже, где река Кармель впадает в Тихий океан. Неподалеку дамы в соломенных шляпах вытаскивали на песок мольберты и краски, чтобы запечатлеть живописный пейзаж. В дизайнерских солнцезащитных очках и накрахмаленной синей рубашке Бернетт сказал мне, что опреснение воды — это последнее средство, которое может принять общество.

    «Мы изучили множество вариантов, — говорит он.«Все было на столе — обуздать айсберги и сбить их, наполнить огромные шары водой с севера и сбить их».

    Дело дошло до опреснения, потому что местному коммерческому поставщику воды, California American Water Company, сказали, что ей нужно найти новый источник. На протяжении десятилетий Кал-Ам полагался на реку Кармель, но затем поступил приказ о прекращении действий, направленный на защиту речной стальноголовой форели, которой угрожает опасность. Были годы споров и конкурирующих проектов.Крайний срок был установлен на конец следующего года — срок, который предлагаемая Cal Am опреснительная установка не уложится. Тем не менее, план продвигается вперед.

    «По своей сути, — говорит Бернетт, — это экологический проект».

    Впуск и выпуск

    При строительстве опреснительной установки необходимо учитывать три основных экологических фактора: как поступает морская вода, как отделяется питьевая вода и что потом происходит с солью.

    [край_анимации слева = «авто»]

    Простейший водозаборник — это, по сути, соломинка в океане — конструкция, которая рискует поймать в ловушку и убить морских обитателей.Одним из решений является прикрепление решетки к концу такой трубы, но даже в этом случае крошечные личинки и рыбья икра все еще могут всасываться. Вместо этого регулирующие органы предпочитают то, что известно как «подповерхностное всасывание».

    На прибрежном участке цементной компании в заливе Монтерей, штат Калифорния, Америка в настоящее время работает над проверкой концепции для этого подхода. Они используют наклонно-направленное бурение, аналогичное технологии, которую нефтяные компании используют для добычи ископаемого топлива. Идея состоит в том, чтобы проложить наклонный колодец на сотни футов, проходя под дюнами к месту под волнами.Расположенный ниже 200 футов песка и хорошо изолированный от любой уязвимой морской жизни, Кал-Ам надеется всасывать пару тысяч галлонов воды в минуту.

    Калифорнийский американец использует наклонно-направленное бурение, чтобы протянуть трубу примерно на 735 футов под пляжем, надеясь всасывать пару тысяч галлонов морской воды в минуту со дна океана. (Люк Джанни/California American Water Co.)

    Потребуется огромное количество энергии, чтобы перекачать такое количество воды на такое расстояние.

    «Без вопросов, наши счета за электроэнергию растут», — сказал мне один из инженеров проекта.

    Это вторая проблема опреснения: как только морская вода попадает на завод, она должна быть пропущена через достаточно тонкие мембраны, чтобы соль не могла пройти через них. Для этого требуется огромное давление – порядка мойки высокого давления.

    Сотрудник небольшого предприятия по опреснению сказал мне, что для производства воды в количестве, достаточном для 1200 домов, требуется 25 000 долларов США в месяц. В случае с Cal Am они надеются заключить сделку, чтобы электростанция работала на метане с ближайшей свалки.

    Еще один элемент дизайна, который все еще находится в стадии разработки, решает третью проблему процесса опреснения: вся эта соль должна куда-то уходить.

    Только около половины соленой воды, подаваемой на опреснительную установку, пригодна для питья. Вся отделенная соль концентрируется в другой половине, в своего рода рассоле, который намного плотнее морской воды. В результате он не может легко смешаться обратно.

    Если его просто небрежно сбросить обратно в океан, он тонет и может убить любую морскую живность, имеющую несчастье обитать на морском дне внизу.

    Для смешивания соленого побочного продукта обратно в океан могут использоваться распылители или, в случае Cal Am, существующий сток, который близлежащее региональное агентство по контролю за загрязнением воды Монтерея использует для удаления сточных вод.Это труба, уходящая в море на тысячи футов, с небольшими отверстиями, расположенными на расстоянии десяти футов друг от друга, чтобы в одном месте не вылилось слишком много рассола.

    Ожидается, что опреснительная установка не начнет поставлять воду потребителям в течение нескольких лет, а тем временем она должна пройти через множество необходимых разрешений регулирующих органов.

    Необязательный или неизбежный?

    В последние годы в таких местах, как округ Марин и Санта-Крус, рассматривались проекты по опреснению воды, но в итоге они были отброшены на второй план из-за скептицизма.Критики утверждали, что из-за головной боли, связанной с окружающей средой, и стоимости инженерных обходных путей технология часто приносит больше проблем, чем того стоит.

    В той мере, в какой есть вариант консервации, сделать это гораздо проще и дешевле. Мэр Бернетт говорит, что города вдоль полуострова Монтерей почти выжали из этой губки все, что было нужно: люди там обходятся 60 галлонами в день — меньше половины того, что потребляют многие калифорнийцы.

    Сьюзен Джордан из Калифорнийской сети защиты береговой линии является давним критиком опреснения.Она говорит, что сообщества должны сначала исчерпать другие варианты.

    «Если вы собираетесь заняться чем-то вроде опреснения, — говорит Джордан, — вы должны убедиться, что делаете все возможное в плане сохранения, рециркуляции и повторного использования воды, и вам не нужны неустойчивые развитие, которое лишь увековечивает вашу проблему или проблему государства».

    Этот вопрос о том, что представляет собой устойчивое развитие, лежит в основе дебатов вокруг опреснения. Контраргумент, который я услышал от Скотта Малони, вице-президента Poseidon Water, звучит так: что, если альтернатив нет?

    «Большую озабоченность вызывает изменение климата и то, что произойдет через десять и двадцать лет», — говорит Малони, чья компания строит большой завод за пределами Сан-Диего и надеется построить еще один подобный в Хантингтон-Бич.«Можете ли вы действительно рассчитывать на то, что река Колорадо или Северная Калифорния продолжат снабжать водой подавляющее большинство населения штата?»

    Я спросил нескольких человек, какой процент опреснения воды в Калифорнии может когда-нибудь составить, и только Малони рискнул высказать предположение. Он говорит, что такие заводы наиболее эффективны, когда они построены большими, что обеспечивает экономию за счет масштаба. По его словам, учитывая это и строгий процесс получения разрешений, вы, вероятно, могли бы пересчитать количество жизнеспособных участков на двух руках.

    «Поэтому я думаю, что вы могли бы рассматривать от 10 до 20 процентов муниципального и промышленного спроса штата», — говорит Малони.

    Стоит отметить, что сельское хозяйство, казалось бы, не учитывается; Малони предполагает, что опреснение обслуживает прибрежное городское население штата.

    Опреснение | Геологическая служба США

    •  Школа водных наук ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА  •  Темы использования воды  •  Темы качества воды  •

    Хотите пить? Как насчет прохладной, освежающей морской воды?

    Плавающий солнечный дистиллятор используется для опреснения небольшого количества морской воды путем испарения и конденсации.

    Авторы и права: Landfall Navigation

    Нет, не воспринимайте нас буквально! Люди не могут пить соленую воду. Но соленую воду можно превратить в пресную воду , что и является целью этого портативного надувного солнечного дистиллятора (он даже складывается в крошечную упаковку). Этот процесс называется опреснением, и он все чаще используется во всем мире для обеспечения людей необходимой пресной водой. Большая часть Соединенных Штатов имеет или может получить доступ к достаточным запасам пресной воды для питья.Но пресной воды может не хватать во многих частях страны и мира. И поскольку население продолжает расти, нехватка пресной воды будет возникать все чаще, хотя бы в определенных местах. В некоторых районах соленая вода (например, из океана ) превращается в пресную воду для питья.

    «Простое» препятствие, которое необходимо преодолеть, чтобы превратить морскую воду в пресную, состоит в том, чтобы удалить растворенную в морской воде соль. Это может показаться таким же простым, как просто вскипятить немного морской воды в кастрюле, уловить пар и сконденсировать его обратно в воду (дистилляция).Доступны и другие методы, но эти текущие технологические процессы должны выполняться в больших масштабах, чтобы быть полезными для больших групп населения, а текущие процессы являются дорогостоящими, энергоемкими и включают в себя крупномасштабные объекты.

    Что делает воду соленой?

    Что мы подразумеваем под «соленой водой»? Соленая вода содержит значительные количества (называемые «концентрациями») растворенных солей. В этом случае концентрация представляет собой количество (по весу) соли в воде, выраженное в «частях на миллион» (ppm).Если вода имеет концентрацию растворенных солей 10 000 частей на миллион, то один процент веса воды приходится на растворенные соли.

    Вот наши параметры для соленой воды:

    • Пресная вода – менее 1000 частей на миллион
    • Слабосоленая вода — от 1000 до 3000 частей на миллион
    • Умеренно соленая вода — от 3 000 до 10 000 частей на миллион
    • Вода с высоким содержанием солей – от 10 000 частей на миллион до 35 000 частей на миллион

    Кстати, морская вода содержит около 35 000 частей на миллион солей.

     

    Вид на опреснительную установку обратного осмоса в Барселоне, Испания.

    Авторы и права: Джеймс Греллиер

    Мировая потребность в пресной воде

    Нехватка ресурсов пресной воды и потребность в дополнительных источниках воды уже являются критическими во многих засушливых регионах мира и будут иметь все большее значение в будущем. Во многих засушливых районах просто нет ресурсов пресной воды в виде поверхностных вод, таких как реки и озера. У них могут быть только ограниченные ресурсы подземных вод , некоторые из которых становятся более солоноватыми по мере продолжения извлечения воды из водоносных горизонтов.Испарение солнечного опреснения используется природой для получения дождя , который является основным источником пресной воды на Земле.

    Другой метод: обратный осмос

    Еще один способ опреснения соленой воды – это процедура обратного осмоса. Проще говоря, вода, содержащая растворенные молекулы соли, проталкивается через полупроницаемую мембрану (по сути, фильтр), в которой более крупные молекулы соли не проходят через отверстия мембраны, а более мелкие молекулы воды проходят.

    Обратный осмос — эффективный способ опреснения соленой воды, но он дороже других методов. По мере снижения цен в будущем использование установок обратного осмоса для опреснения большого количества соленой воды должно стать более распространенным явлением.

    Опреснение не является современной наукой

    Опреснение дистилляцией – это одна из первых форм очистки воды, придуманная человечеством, и до сих пор она остается популярным решением для очистки воды во всем мире. В древние времена многие цивилизации использовали этот процесс на своих кораблях для преобразования морской воды в питьевую.Сегодня опреснительные установки используются для преобразования морской воды в питьевую воду на кораблях и во многих засушливых регионах мира, а также для очистки воды в других районах, загрязненной естественными и искусственными загрязнителями. Дистилляция является, пожалуй, единственной технологией водоподготовки, наиболее полно снижающей самый широкий спектр загрязнителей питьевой воды.

    В природе этот основной процесс отвечает за круговорот воды (гидрологический) . Солнце поставляет энергию, которая заставляет воду испаряться из поверхностных источников, таких как озера, океаны и ручьи.Водяной пар в конечном итоге вступает в контакт с более холодным воздухом, где он повторно конденсируется, образуя росу или дождь. Этот процесс можно имитировать искусственно и быстрее, чем в природе, используя альтернативные источники нагрева и охлаждения.

    Вы можете попробовать это дома! Выкопайте яму в земле. Поместите на дно ямы миску, которая будет использоваться для сбора конденсата. Накройте яму пластиковым листом (вы можете использовать камни или другие тяжелые предметы, чтобы удерживать ее поместите над ямой) Убедитесь, что самая нижняя часть пластикового листа нависает прямо над миской. Оставьте «ловушку» для воды на ночь, а утром вода может быть собрана из миски.

    Предоставлено: Daniele Pugliesi

    Ваша личная опреснительная установка

    Помните, как вы смотрели на картинку вверху этой страницы с плавающим солнечным аппаратом? Тот же процесс, который приводит в действие это устройство, можно применить, если вы окажетесь в пустыне и вам понадобится глоток воды.

    Низкотехнологичный подход для достижения этой цели состоит в том, чтобы построить «солнечный дистиллятор», который использует тепло солнца для запуска процесса дистилляции, чтобы вызвать образование росы на чем-то вроде пластиковой пленки.Диаграмма справа иллюстрирует это. Использование морской воды или растительного сырья в корпусе дистиллятора создает влажный воздух, который из-за оболочки, созданной пластиковым листом, нагревается солнцем. Влажный воздух конденсирует капли воды на нижней стороне пластикового листа, и из-за поверхностного натяжения капли воды прилипают к листу и стекают вниз в желоб, из которого их можно потреблять.

    Некоторые факты опреснения

    • Подсчитано, что около 30% орошаемых земель в мире страдают от засоления, и устранение последствий считается очень дорогостоящим.
    • По данным Международной ассоциации опреснения воды, в июне 2015 года во всем мире действовало 18 426 опреснительных установок, производивших 86,8 млн кубометров воды в сутки и обеспечивающих водой 300 млн человек. Это число увеличилось с 78,4 млн кубометров в 2013 году, увеличившись на 10,71% за 2 года.
    • Наиболее важные потребители опресненной воды находятся на Ближнем Востоке (в основном в Саудовской Аравии, Кувейте, Объединенных Арабских Эмиратах, Катаре и Бахрейне), где используется около 70% мировых мощностей; и в Северной Африке (в основном в Ливии и Алжире), где используется около 6% мировых мощностей.
    • Среди промышленно развитых стран Соединенные Штаты являются одним из самых крупных потребителей опресненной воды, особенно в Калифорнии и некоторых частях Флориды. Стоимость опреснения не позволяет использовать опреснение чаще.

     

    Чтобы узнать больше об установках опреснения/опреснения воды, перейдите по ссылкам ниже.

     

    *Некоторая информация поступила от Фонда водного образования и Государственной администрации Корпус-Кристи TAMU-CC.

    На Ближнем Востоке опреснение обходится дорого.

    БАРКА, Оман — На берегу Аравийского моря две массивные трубы, каждая более шести футов в диаметре, уходят из огороженной территории вниз в воду.

    Трубы работают как мощные соломинки, всасывая морскую воду и направляя ее через ряд резервуаров и фильтров.  

    Опреснительная установка «Барка-4» — самая новая и крупная в Омане. Завод, работающий на природном газе, был запущен в эксплуатацию в прошлом году и при полной мощности может производить 74 миллиона галлонов питьевой воды в день — этого достаточно, чтобы наполнить 112 плавательных бассейнов олимпийского размера.

    Оман полагается на опреснение воды, потому что его крайняя нехватка воды оставляет мало других вариантов. В этом уголке Аравийского полуострова нет ни одной реки, которая течет круглый год, а откачка из колодцев привела к истощению водоносных горизонтов и позволила соленой воде просачиваться в грунтовые воды вдоль побережья.

    Всего в стране имеется девять крупных опреснительных установок, а также 47 небольших установок, которые, по данным правительства, обеспечивают около 86% питьевой воды в стране.

    Технология дорогая и энергоемкая, и правительство в значительной степени субсидирует тарифы на воду, чтобы поддерживать цены на низком уровне.

    Другие страны Аравийского полуострова также зависят от субсидируемых государством опреснительных установок. В Катаре, Бахрейне, Кувейте, Объединенных Арабских Эмиратах и ​​Саудовской Аравии правители годами вкладывали нефтяные и газовые богатства   в растения, которые превращают морскую воду в постоянное снабжение растущего населения в городах на берегу Персидского залива от Дохи до Дубая.

    Ни в одном другом регионе Земли не опресняется столько воды. На Ближний Восток, по оценкам экспертов, приходится более 60% всех мировых опреснительных мощностей.

    Другие страны, испытывающие нехватку воды, такие как Марокко и Австралия, также начали пользоваться океанами. А на засушливом юго-западе Америки чиновники по водным ресурсам и городские планировщики все чаще рассматривают опреснение как потенциальное частичное решение для городов, где водоснабжение находится под давлением из-за чрезмерного использования, многолетней засухи и последствий изменения климата.

    Первая в Омане опреснительная установка начала работать в 1976 году, и с тех пор количество установок на берегу Оманского залива неуклонно растет.

    Завод «Барка-4» стоимостью 314 миллионов долларов был построен консорциумом компаний во главе с Suez, который будет эксплуатировать объект в течение 20 лет по контракту.

    Во время экскурсии по заводу менеджеры парижской компании расхваливали технологию обратного осмоса как передовую.

    «Энергопотребление на этом заводе очень низкое», — сказала Эстель Клермон, менеджер завода по эксплуатации и техническому обслуживанию.

    По сравнению с другими более старыми электростанциями, Барка 4 потребляет примерно на четверть меньше газовой энергии на объем произведенной воды.Клермон сказал, что это будущее опреснения, поскольку затраты продолжают снижаться с технологическими улучшениями.

    Она и другие менеджеры в касках шли рядом с одной из гигантских бежевых водозаборных труб, которые змеей тянулись от берега к заводу. Они поднялись по лестнице на платформу и посмотрели вниз с перил в глубокий прямоугольный бассейн, куда стекала морская вода. 

    Установка может перекачивать до 7,1 миллиона галлонов морской воды в час, сказал Клермон.По ее словам, бессолевая вода, поступающая с завода, составляет примерно пятую часть опресненной воды в стране.

    Глядя на открытый резервуар, где вода поднималась и закручивалась водоворотами, коллега-менеджер Себастьян Де ла Гард объяснил, что на первом этапе очистки удаляются водоросли и другие частицы.

    Коричневая вода стекала вниз по похожей на водопад структуре на стороне лечебной платформы. Часть отфильтрованного превращается в концентрированный шлам, который отправляется на свалку.В процессе также образуется очень соленый рассол, который выливается обратно в залив.

    На другой стороне завода выходит синяя труба шириной почти 5 футов и изгибается над дорогой. Он несет питьевую воду в Маскат, столицу и другие города на побережье.

    Затраты на опреснение воды

    Страной, официально называемой Султанатом Оман, с 1970 года управляет султан Кабус бин Саид. Он и его правительство направили значительную часть природного газа страны на производство электроэнергии и работу опреснительных установок, сохраняя при этом низкие тарифы на воду за счет крупных субсидий.

    В своем последнем годовом отчете Государственное управление водных ресурсов перечислило эквивалент 404 миллионов долларов США в виде общих субсидий на 2018 год — около 1,1 миллиона долларов США в день.

    На протяжении многих лет правительство регулярно добавляло новые опреснительные установки, чтобы не отставать от роста потребления воды и увеличения населения, которое выросло примерно до 5 миллионов человек с прибытием иммигрантов из Индии, Бангладеш, Пакистана и других стран.

    Как опреснительные установки поддерживают водоснабжение в Омане

    В Омане опреснительные установки на берегу Аравийского моря обеспечивают около 86% питьевой воды в стране.

    Ян Джеймс, Республика Аризона

    «Объем опресненной воды увеличивается, потому что у правительства есть политика снабжения, а это означает, что всякий раз, когда нам нужно больше воды, мы строим новые опреснительные установки», сказал Слим Зекри, профессор, который ведет экономику природных ресурсов. факультет Университета Султана Кабуса.

    Он сказал, что низкие тарифы на воду уже давно означают отсутствие «управления спросом» или финансовых стимулов для людей экономить воду. Государственный бюджет сократился, а потребление воды на душу населения возросло.

    «Опреснение довольно дорого и энергозависимо, — сказал Зекри, — и нам нужно думать о решениях на будущее».

    Он сказал, что это должно означать существенное повышение цен на воду при сохранении экономичных тарифов для людей с низким доходом.

    Домовладельцы и предприятия уже давно платят за воду 2 байсы за галлон в оманской валюте, что составляет около доллара за 200 галлонов. (Эта субсидируемая цена, хотя и недорогая, все же выше, чем люди платят за воду в некоторых частях Соединенных Штатов.Например, средний покупатель дома на одну семью в Финиксе платит около 60 центов за 200 галлонов. более 5000 литров в месяц. Выше этого уровня люди будут платить на 25% больше.

    Зекри сказал, что это незначительное увеличение по-прежнему не покроет стоимость услуг водоснабжения и не создаст эффективного стимула для людей использовать меньше воды.

    Он сказал, что цены на воду должны быть повышены еще больше, чтобы поощрять сохранение и способствовать инвестициям в водосберегающие технологии. По его словам, принятие мер по управлению спросом на воду также поможет ограничить снижение уровня водоносных горизонтов, которые упали из-за интенсивной откачки грунтовых вод, и поможет Оману подготовиться к тому, как изменение климата приведет к повышению температуры и изменению характера осадков.

    «Я совершенно уверен, что водой можно управлять должным образом, и мы сможем избежать водного кризиса, — сказал Зекри, — если мы разработаем соответствующие стратегии управления.»

    Рашид аль-Абри, помощник директора министерства водного хозяйства Омана, сказал, что правительственные чиновники стремятся улучшить свои подходы к управлению водными ресурсами и ищут альтернативы в дополнение к опреснению, включая повторное использование более очищенных сточных вод, некоторые из которых в настоящее время используется для орошения придорожной растительности в городах

    Использование большего количества оборотной воды, по его словам, должно помочь решить проблему нехватки воды в стране и снизить нагрузку на водоносные горизонты

    Фермеры борются с истощением водоносных горизонтов

    В то время как опресненная вода поступает в краны в городов на побережье, подземные воды остаются основным источником для ферм и многих внутренних городов.

    Некоторые оманские фермеры в горных районах все еще зависят от древних систем водных туннелей, называемых афладж. Каналы были вырыты вручную много веков назад для доступа к подземным источникам воды на склонах гор. Вода течет по подземным переходам и в открытые акведуки, питая такие культуры, как финики и лимоны, а также травы, которыми жители деревень кормят коз и коров.

    В то время как многие из афлажей все еще текут, некоторые из них высохли и высохли, поскольку колодцы и насосы фермеров и городов истощили водоносные горизонты и понизили уровень грунтовых вод.

    В других местах, на прибрежной равнине Батины, откачка подземных вод для нужд сельского хозяйства также нанесла серьезный ущерб. На протяжении десятилетий из-за перекачки морская вода попадала в грунтовые воды, делая их слишком солеными для сельскохозяйственных культур.

    Зекри и другие исследователи работают над поддерживаемым правительством проектом по отслеживанию использования воды на фермах, чтобы начать решать проблему, которая продолжает усугубляться.

    «У нас есть вторжение морской воды на расстояние до 12 километров (7 миль) вглубь суши, — сказал Зекри. «И мы наблюдаем, как многие плантации увядают, умирают из-за засоления.»

    НАРОД ПРОТИВ ДЕФИЦИТА ВОДЫ И ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА



    Вдоль дорог возле опреснительной установки «Барка-4» некоторые сельскохозяйственные угодья стоят сухими и заброшенными. Вторгшиеся морские воды разрушили грунтовые воды много лет назад. Фермеры оставили после себя пыльные поля и мертвых пальмы.

    Некоторые оманские фермеры покупают свои собственные небольшие опреснительные установки для использования солоноватых грунтовых вод, которые в противном случае были бы непригодны для выращивания сельскохозяйственных культур. 

    может еще больше загрязнить водоносные горизонты, сказал Захер бин Кахлид аль-Сулеймани, президент организации под названием Водное общество Омана.

    «Проблема в том, что соленость увеличивается год от года», аль-Сулеймани сказал. «И накачка увеличилась».

    Его группа провела семинары, чтобы узнать, как фермеры могут лучше управлять рассолом.

    Маскат также является домом для Ближневосточного исследовательского центра опреснения воды, учреждения, которое было основано в 1996 году в рамках мирного процесса на Ближнем Востоке. Центр занимается исследованиями и обучением, продвигая опреснение воды как решение, которое может помочь решить проблему нехватки воды и снизить напряженность.

    Как политические цели питают крупный бизнес

    Опреснение стало предпочтительным «техническим решением» для правительств по всему Аравийскому полуострову, поскольку оно предоставило способ справиться с нехваткой воды и обеспечить быстрый рост, а также служит политические цели монархов региона, сказал Лоран Ламбер, доцент кафедры государственной политики в Дохинском институте последипломного образования.

    Во всем регионе Персидского залива, сказал он, лидеры сосредоточили внимание на демонстрации возможностей своих правительств с помощью крупных проектов водной инфраструктуры, создавая имидж, что «большой значит мощный», и при этом обеспечивают водой население по сильно субсидируемым тарифам.

    В Катаре, который является крупнейшим в мире экспортером сжиженного природного газа, вода для бытовых нужд поступает исключительно из опреснительных установок, а вода для граждан бесплатна.

    Другие страны, такие как Кувейт, Саудовская Аравия и Объединенные Арабские Эмираты, также субсидируют опреснение воды, взимая с населения часть стоимости.

    По мере того, как эта система укоренялась с годами, правительства оказались в цикле опреснения все большего количества воды, в то время как затраты в деньгах и энергии продолжали расти.

    «Очень трудно убрать субсидии, и очень трудно изменить отношение людей к тому, что они считают естественно бесплатным. «Это вода. Почему мы должны за нее платить?» Такой менталитет у нас во всем регионе», – сказал Ламберт.

    Страны сжигают все больше природного газа, а иногда и нефти для работы электростанций, сказал Ламберт. Это приводит к увеличению выбросов парниковых газов, согревающих планету, а также к сокращению количества топлива, продаваемого на международном уровне, что сокращает государственные доходы.

    Но правительства продолжают нести большие финансовые потери, сказал он, потому что идея реформирования системы и сокращения субсидий широко рассматривается как политически неприемлемая.

    «Я называю это устойчивой неустойчивостью, что означает, что правительство тем не менее платит», — сказал Ламберт. «Они предпочитают вносить небольшие коррективы, но оставлять все как есть, а не делать людей несчастными».

    И пока заводы продолжают гудеть, экологический след не ограничивается загрязнением, вызванным сжиганием ископаемого топлива.

    Рассол нужно куда-то утилизировать, и обычно он сбрасывается обратно в море.

    «У вас есть несколько мест, где вы создаете огромную концентрацию соли, поэтому вы можете убить рыбный промысел, вы можете убить дикую природу», — сказал Ламберт. «Вы можете добавить нагрузку на местные кораллы, которые были нишей для многих жизней».

    Суэцкие менеджеры на заводе «Барка-4» сказали, что они провели работу по наблюдению и считают, что рассол с завода не наносит вреда окружающей морской среде.

    Партнерами Suez по проекту являются японская Itochu Corp., французская Engie и оманская компания WJ Towell.

    В регионе Персидского залива опреснительные установки являются прибыльным бизнесом для ряда иностранных компаний, среди которых японская Sumitomo Corp., французская компания Veolia и американская Bechtel Group.

    Бизнес по опреснению воды процветает в засушливых и испытывающих нехватку воды регионах по всему миру, при этом растения распространяются в городах Израиля, Иордании и Египта, а также в Испании, Сингапуре и Южной Африке.

    КАРТА МИРОВОЙ ВОДЫ: НАСА находит «человеческие отпечатки пальцев» во многих районах США, производя около 50 миллионов галлонов питьевой воды в день. Это самая дорогая вода в системе снабжения Сан-Диего, и люди в этом районе платят за воду по одним из самых высоких тарифов в стране.

    К северу, в Санта-Барбаре, в 2017 году начал работу давно закрытый завод.

    Компания Poseidon Water предложила еще один крупный завод в Хантингтон-Бич, где план вызвал споры по поводу экологических проблем и прогнозируемых затрат. Другие объекты были предложены вдоль Тихоокеанского побережья в таких местах, как Монтерей и Дана-Пойнт.

    Мексика и США присматриваются к морю Кортеса  

    Аризона, не имеющая выхода к морю, изучает возможность сотрудничества с Мексикой по опреснению воды из моря Кортеса. Усилия по изучению этой концепции активизировались в 2017 году, когда Мексика и США.Правительство С. обязалось в рамках соглашения по реке Колорадо совместно изучить возможность строительства опреснительной установки.

    В соглашении под названием «Минута 323» перечислялись возможные места для завода, включая побережье Тихого океана, заполненную сточными водами реку Нью-Ривер на мексиканско-калифорнийской границе и берег моря Кортеса.

    Страны сформировали рабочую группу с представителями федеральных и государственных агентств.

    В настоящее время группа консультантов готовит исследование по оценке потенциала опреснения воды в море Кортеса.Они изучают технологии, возможные места на побережье Соноры между Пуэрто-Пеньяско и Пуэрто-Либертад, а также потенциальное воздействие на морскую среду.

    Исследование планируется опубликовать в следующем году. Теоретически опреснительная установка могла бы принести пользу Аризоне за счет водообмена, при котором некоторые пользователи воды реки Колорадо в Мексике вместо этого получали бы опресненную воду, освобождая речную воду для Аризоны.

    Эта концепция широко упоминается как один из нескольких вариантов в новом отчете «Долгосрочные варианты пополнения запасов воды в Аризоне», который консультанты подготовили для группы, назначенной губернатором США.Дуг Дьюси позвонил в Совет по увеличению количества воды, инновациям и сохранению. Наряду с опреснением океана в отчете перечислены такие варианты, как опреснение солоноватых грунтовых вод в Аризоне или переброска грунтовых вод из отдаленных сельских районов в быстрорастущие города штата.

    Одной из причин отсутствия конкретного предложения на столе является то, что, похоже, пока недостаточно поддержки для опреснения воды, сказала Сара Портер, директор Центра водной политики Кайла в Университете штата Аризона.

    «В этом пока нет необходимости. Но есть понимание, что в будущем это вполне может понадобиться», — сказала она.

    Оценки того, сколько воды может поступать с опреснительной установки, предполагают, что это количество будет, самое большее, около 100 000 акров-футов в год, сказал Портер, что является относительно небольшим количеством по сравнению с общей площадью реки Колорадо в Аризоне, составляющей 2,8 миллиона акров-футов. .

    «Я думаю, что опреснение океана — это не то большое решение, о котором мечтают многие люди», — сказал Портер, который является членом водного совета при губернаторе.«Это будет самая дорогая вода, когда-либо разработанная для Аризоны, и она просто не даст того количества воды, которое люди себе представляют».

    В дополнение к расходам на очистку воды, по ее словам, существуют экологические проблемы, и трансграничные соглашения об обмене водой также будут сложными.

    В прошлом году Портер ездил в Израиль с группой представителей Аризонской торгово-промышленной палаты, они посетили большой опреснительный завод в Ашкелоне.

    «Удивительно, что они делают с опреснением океана.И я надеюсь, что в Аризоне никогда не будет такого дефицита воды, с которым сталкивается Израиль, — сказал Портер. — Нет смысла вкладывать средства в действительно, очень дорогие формы водоснабжения, когда у вас есть гораздо, гораздо более доступная вода. .»

    Портер сказала, что у Аризоны все еще есть потенциал для увеличения своих существующих запасов за счет сохранения и повторного использования рекуперированной воды. И есть также возможности для более добровольных сделок с водой, сказала она, как те, о которых шла речь в Плане действий в случае засухи на реке Колорадо.В рамках плана община индейцев реки Гила и племена индейцев реки Колорадо внесут часть своей воды в обмен на платежи, чтобы помочь Аризоне справиться с сокращением воды.

    Первые сокращения в рамках сделки по реке Колорадо произойдут в следующем году, когда Аризона, Невада и Мексика оставят часть выделенной им воды в озере Мид, чтобы снизить риск дальнейшего падения истощенного водохранилища.

    В долгосрочной перспективе опреснение морской воды может помочь как часть стратегии адаптации к изменению климата, сказал Портер, но вряд ли оно закрепится, пока Аризона не «соберет все низко висящие плоды, которые, вероятно, включает местами опреснение солоноватых подземных вод.»

    Однако, заглядывая в будущее, Портер сказал, что партнерство по опреснению морской воды, вероятно, в конечном итоге возникнет в Мексике. , «Это самый надежный источник муниципальной воды во многих отношениях, так что это было бы преимуществом, и мы ожидаем роста». будет зависеть от рассмотрения любых других альтернатив и взвешивания того, не исчезнут ли высокие затраты на обращение к морю.

    Свяжитесь с корреспондентом Яном Джеймсом по адресу [email protected] или по телефону 602-444-8246. Подпишитесь на него в Твиттере: @ByIanJames

    Освещение окружающей среды на azcentral.com и в Республике Аризона поддерживается грантом Благотворительного фонда Нины Мейсон Пуллиам. Следите за группой экологической отчетности The Republic на сайте environment.azcentral.com и OurGrandAZ в Facebook, Twitter и Instagram.

    Опреснительная установка – вода Эль-Пасо

    В Эль-Пасо находится крупнейшая в мире установка по опреснению воды на суше.В Эль-Пасо есть обширные ресурсы солоноватых (соленых) подземных вод, которые ранее были непригодны для использования. Опреснительная установка Kay Bailey Hutchison (KBH) отфильтровывает соли и создает новый запас воды.

    Совместный проект компаний El Paso Water и Fort Bliss. Опреснительная установка в Эль-Пасо может ежедневно производить до 27,5 миллионов галлонов пресной воды. Помимо снабжения пресной водой, установка обеспечивает и другие важные преимущества.

    • Опреснение служит комплексной технологией очистки воды, удаляя соли и другие потенциальные загрязнители.
    • Колодцы, из которых качают воду для опреснения, стратегически расположены так, чтобы замедлить или предотвратить проникновение солоноватой воды в пресноводные колодцы.
    • Опреснение воды — важная стратегия, необходимая для обеспечения роста как Эль-Пасо, так и Форт-Блисс.
    • Завод служит учебным центром для исследований опреснения и моделью для других внутренних городов, столкнувшихся с сокращением запасов пресной воды.

    Шестнадцать эксплуатационных скважин и шестнадцать смешанных скважин подают подземные воды из водоносного горизонта Уэко-Болсон на объект.Предварительная обработка включает в себя песчаные фильтры, картриджные фильтры и средство против накипи. Имеется пять линий обратного осмоса, и каждая линия рассчитана на производство 3 миллионов галлонов в день (MGD).

    Концентрат перекачивается на установку для закачки на поверхность и утилизируется путем закачки в глубокие скважины в геологические формации в 22 милях к северо-востоку от площадки завода.

    При первоначальном проектировании и строительстве завода KBH, Форт Блисс и EPWater сотрудничали в различных экологических оценках, включая Федеральное исследование воздействия на окружающую среду 2004 года, чтобы избежать или смягчить неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

    Чтобы удовлетворить будущие потребности в воде, El Paso Water планирует расширить завод в ближайшие годы до 42 млн. день.

    Партнерство с Critical Materials Corporation

    El Paso Water сотрудничает с Critical Materials Corporation (CMC) , которая будет извлекать минералы, сбрасываемые в сточные воды с опреснительной установки. CMC будет химически разделять сточные воды на высокочистые минеральные продукты промышленного качества, которые ценятся на коммерческих рынках. Товары могут включать:

    • Гипс для сельскохозяйственных нужд
    • Решение HCI для нефтегазовой отрасли
    • Раствор NaOH для нефтеперерабатывающих заводов бумажной промышленности

    Вода, извлеченная из процесса, будет возвращена в El Paso Water, что увеличит производство воды на заводе KBH более чем на 2 млн. галлонов в день при полной мощности.Партнерство также дает El Paso Water более экономичный вариант утилизации концентрата отходов.

    Устойчивое решение проблемы нехватки воды

    Джонатон Блезинг из Aurecon и Кон Пелекани из SA Water обсуждают планирование, проектирование, строительство и эксплуатацию опреснительной установки в Аделаиде.

    Поскольку население мира в городских центрах непропорционально увеличивается, нагрузка на существующие природные запасы воды (в отношении количества и качества) продолжает расти.

    Во многих частях мира в настоящее время наблюдается засуха в сочетании с водоснабжением, непригодным для потребления человеком, что приводит к болезням и смерти. Нехватка воды также приводит к снижению доступности для производства продуктов питания. Альтернативные источники воды необходимы для устойчивого развития.

    Опреснение морской воды может обеспечить независимый от климата источник питьевой воды; однако этот процесс воспринимается некоторыми членами сообщества как энергоемкий и экологически опасный.

    В этом документе рассматривается методология, принятая, основанная на принципах устойчивого развития, для планирования, проектирования, строительства и эксплуатации опреснительной установки в Аделаиде (ADP) в Южной Австралии — крупнейшей инвестиции, когда-либо сделанной Корпорацией водоснабжения Южной Австралии (SA Water) .

    Введение

    В середине 2013 года население мира оценивалось в 7 095 217 980 человек и росло со скоростью 1,14%.

    При таком темпе роста население удвоится за 61 год.Непропорциональное увеличение городских центров приведет к увеличению нагрузки на и без того истощенные природные водные ресурсы.

    Доступность пресной воды из природных ресурсов, включая подземные воды, определяется количеством осадков и, как таковая, зависит от климатических условий, особенно от засухи.

    В то время как плотины увеличивают объемы водохранилищ и могут смягчить изменчивость климатических условий, они в конечном счете ограничиваются в первую очередь доступностью дождевой воды.Плотины также оказывают значительное воздействие на окружающую среду на затопляемых территориях и ниже по течению, ограничивая естественные стоки.

    Подача из рек зависит от климатических условий. Во всем мире многие реки становятся все более загрязненными из-за антропогенных сбросов и чрезмерного водозабора для сельскохозяйственных нужд. Запасы подземных вод ограничены, и на них нельзя полагаться при создании устойчивого водного будущего.

    Наличие морской воды не зависит от климатических условий, и если пресную воду можно извлекать из моря устойчивым образом, это может стать жизнеспособным решением.

    Водоснабжение в Южной Австралии

    Южная Австралия — самый засушливый штат на самом засушливом обитаемом континенте в мире. Емкость водосбора в Аделаиде невелика по стандартам австралийской столицы, примерно на 12 месяцев. Естественный водосборный сток увеличивается за счет воды, перекачиваемой из реки Мюррей, которая может варьироваться от 40% в год со средним количеством осадков до более чем 90% в периоды засухи.

    В 2006–2007 годах штат, да и большая часть Австралии, переживали сильную засуху.Уровень воды в реке Мюррей был рекордно низким, были введены значительные ограничения на воду. Емкость водосбора нельзя было увеличить, а поскольку река Мюррей также снабжает водой сельское хозяйство и промышленность, в том числе населенные пункты в соседних штатах Новый Южный Уэльс и Виктория, качество воды ухудшилось (повышенная соленость, низкий уровень растворенного кислорода, цветение токсичных водорослей). ).

    На рис. 1 показаны уровни воды в реке Мюррей (красная линия) и годовое количество осадков в водосборном бассейне Маунт-Лофти-Рейндз.

     

    В 2007 году правительство Южной Австралии учредило Рабочую группу по опреснению воды (DWG), в которую вошли представители ключевых государственных ведомств.

    DWG рассмотрела ряд вариантов водоснабжения, включая увеличение емкости крупнейшего в штате резервуара (Mount Bold — 45 900 GL), сбор ливневых стоков и переработку сточных вод. Повторное использование воды считалось нецелесообразным как непосредственный источник питьевой воды, но текущие схемы должны быть сохранены для использования в сельском хозяйстве и зеленых насаждениях.Опреснение морской воды было определено как единственный климатонезависимый источник воды.

    DWG рекомендовала строительство завода по опреснению морской воды методом обратного осмоса, расположенного в порту Станвац. Глубина морской воды и близость к местной инфраструктуре были сочтены оптимальными в этом месте.

    Из отчета DWG и последующей работы SA Water краткое описание проекта станции включало следующие критерии:

    • Производительность завода 50 галлонов в год с возможностью расширения до 100 галлонов в год
    • Низкое энергопотребление (< 4.5кВтч/м³ произведенной питьевой воды)
    • Минимальное воздействие на морскую среду (ближнее и дальнее поле)
    • Минимальное воздействие на наземную среду
    • Положительный результат для местного городского сообщества
    • Поставка электроэнергии из возобновляемых источников энергии

    Критерии для опреснительной установки в Аделаиде

    Для достижения устойчивого успеха опреснительная установка должна была соответствовать критериям DWG.

    Ключевые критерии включены:

    • Водозаборные системы не должны оказывать отрицательного воздействия на местную морскую среду (например, низкая скорость водозабора, отсутствие эрозии морского дна, расположение вдали от питомников)
    • Сбросная вода (рассол) солевого концентрата не должна оказывать неблагоприятного воздействия на местную морскую среду (отсутствие химикатов, инородных частиц, высоких температур, высоких скоростей, эрозии морского дна или воздействия на морскую флору и фауну)
    • Максимальная эффективность работы установки с точки зрения потребления энергии и забора морской воды
    • Минимальное воздействие на местную окружающую среду при строительстве
    • Минимальное или положительное воздействие на местную окружающую среду после строительства
    • Энергоснабжение из возобновляемых источников энергии

     

    Первоначальный концептуальный проект и оценка воздействия на окружающую среду

    В январе 2008 г. компания SA Water создала межфункциональную группу для подготовки отчета о воздействии на окружающую среду (EIS), разработки детальной концепции завода (базового проекта) для оценки затрат и распределения бюджета, а также запуска пилотного завода для получения данных. для поддержки EIS и технических аспектов тендера проекта.Ссылка на краткий документ EIS приведена в сноске ниже.

    EIS включал подробный анализ качества воды, чтобы установить оптимальное место для забора и сброса морской воды с учетом глубины воды, местных моделей течений и морской флоры и фауны. Были проведены обширные морские исследования под наблюдением независимой группы технической оценки, которые обеспечили принятие результатов и связанных с ними рекомендаций Управлением по охране окружающей среды.

    В августе 2008 года на берегу залива Сент-Винсент рядом с предполагаемым местом для строительства опреснительной установки в Аделаиде (ADP) была построена экспериментальная установка для изучения альтернативных систем предварительной очистки морской воды и аспектов опреснения и доочистки методом обратного осмоса. включая тестирование на экотоксичность образцов морской воды и концентратов.

    Было обнаружено, что ультрафильтрация обеспечивает более стабильное качество отфильтрованной воды, чем обычная очистка, которая требует тщательного контроля условий дозирования коагулянта и полимерных химикатов.

    EIS была завершена в ноябре 2008 г., ключевым компонентом которой было установление критериев проектирования для ADP. Критерии эффективности, основанные на результатах, были определены в процессе экологической оценки, чтобы гарантировать достижение целей по минимизации воздействия.Эти критерии легли в основу условий утверждения регулирующими органами и были включены в контрактную документацию как на этапы строительства, так и на этапы эксплуатации АДП.

    В феврале 2009 года тендер на проектирование и строительство полномасштабного завода был присужден AdelaideAqua, консорциуму, состоящему из Acciona Agua (Испания; технологическое проектирование) и McConnell Dowell and Lend Lease (Австралия; гражданские, структурные, механические и электрическое проектирование и строительство), включая условия утверждения регулирующими органами, связанные с EIS.

    Воздействие на окружающую среду — система впуска

    Водозабор морской воды расположен в 1,4 км от берега на глубокой чистой воде с песчаным дном (рис. 2 ниже). Это место было выбрано после исчерпывающих исследований морской среды залива Сент-Винсент.

    Впускной коллектор (Рисунок 3) оснащен решетчатым экраном толщиной 100 мм для ограничения проникновения более крупных видов рыб и материалов, которые в противном случае могли бы застрять в туннеле. Скорость всасывания при полной загрузке установки равна 0.08 м/с на входе, 0,34 м/с в камере, 2,28 м/с на входном патрубке и 1,16 м/с в тоннеле диаметром 2,8 м. Низкие скорости на входе в водозабор предотвращают захват морских организмов, а расположение сводит к минимуму унос личинок рыб, снижая воздействие на местные виды рыб в этом районе. Расположение водозаборного узла вдали от рифов или мест нагула также существенно снижает воздействие на местные виды рыб в регионе.

     

    Воздействие на окружающую среду — выпускная система

    Диффузорная система выпускного нагнетания (рис. 4) расположена 1.1 км от береговой линии и 400 м от водозаборной камеры. Он состоит из шести диффузорных головок с несколькими соплами (рис. 5), при этом каждое сопло оснащено уткообразным клапаном, который постепенно открывается с увеличением давления по мере увеличения расхода. Это поддерживает скорость нагнетательной струи, необходимую для быстрого диспергирования солевого концентрата.

     

    Пять морских буев (рис. 6) контролируют работу диффузора. Четыре буя радиально расположены в 100 м от места выхода и вокруг него.Пятый буй находится в 15 км от диффузоров и обеспечивает измерение состояния морской воды. Диффузорные буи крепятся к датчикам, расположенным на высоте 0,5 м над морским дном, и измеряют соленость и температуру; передача данных каждый час в систему SCADA завода.

     

    Эта система передачи данных в режиме реального времени (через телеметрию) позволяет оператору проверять соответствие условиям лицензии на выбросы Управления по охране окружающей среды (EPA). Данные находятся в открытом доступе на веб-сайте EPA.На сегодняшний день концентрация солености в 100 м от устья не превышала лицензионных условий на 1,3 ppt (частей на тысячу) выше окружающей среды в течение шестичасового периода.

    Средняя разница в солености, наблюдаемая между эталонным (окружающая концентрация солености) и участками на расстоянии 100 м, составляет 0,4 ppt с максимальным значением 0,9 ppt (февраль 2014 г. при производительности 274 мл/день). На рис. 7 графически показаны данные, полученные непосредственно с контрольных буев.

    На сегодняшний день сток успешно соответствует критериям разбавления, установленным Агентством по охране окружающей среды Южной Австралии, без заметного воздействия на морскую биоту.

     

    Энергоэффективная эксплуатация

    Ключевые критерии, влияющие на энергоэффективность работы опреснительной установки, включают:

    • Оптимальный забор сырой морской воды для обработки
    • Оптимальные рабочие характеристики для насосных систем во всем диапазоне эксплуатации
    • Использование устройств рекуперации энергии для рекуперации энергии давления из отработанного солевого концентрата
    • Эффективная предварительная очистка для подачи постоянно хорошего качества «чистой» морской воды на чувствительные мембраны обратного осмоса (сводит к минимуму уровень загрязнения и потребности в химической очистке)
    • Управление потоками технологических отходов (обработка и повторное использование вместо сброса)
    • Рекуперация энергии из других потоков отходов
    • Использование возобновляемых источников энергии для вспомогательных нужд
    • Разработка процесса для достижения оптимальной энергоэффективности в требуемом диапазоне производственных потоков
    • Внедрение принципов энергоэффективности, таких как пассивное использование солнечной энергии и естественная вентиляция зданий
    Эти критерии обсуждаются в следующих разделах.

    Чистая морская вода

    Водозабор морской воды расположен в 1,4 км от берега в глубокой (20 м) относительно чистой воде по песчаному дну. Типичная мутность сырой воды составляет менее 1 NTU. Неочищенная морская вода течет по туннелю диаметром 2,8 м к всасывающей насосной станции, где она проходит через ленточные фильтры для удаления твердых частиц размером более 3 мм.

    Просеянная морская вода перекачивается на технологическую установку (расположенную на высоте 52 м над уровнем моря), где она проходит через ряды дисковых фильтров (рис. 8 ниже).Эти фильтры удаляют частицы размером более 100 микрон и необходимы для защиты волокон ультрафильтрационной мембраны на выходе, а также для удаления личинок ракушек, которые могут прикрепиться к бетонным поверхностям на выходе и нарушить работу системы ультрафильтрации.

     

    Морская вода, отфильтрованная на дисках, проходит через погружную систему ультрафильтрации (рис. 9) для удаления частиц размером более 0,1 микрона (номинальный размер пор 0,04 микрона). Это необходимо для удаления коллоидного и мелкодисперсного ила, а также большинства вирусов и бактерий.

     

    Высокое качество ультрафильтрата способствует:

    • Минимизация загрязнения мембран обратного осмоса;
    • Снижение рабочего давления и требований по химической очистке;
    • Увеличение срока службы мембран обратного осмоса;
    • Сокращение удаления твердых отходов.

    Измерение индекса плотности ила (SDI) является отраслевым стандартом для оценки качества воды, подаваемой на мембраны обратного осмоса. Целевой SDI для работы ADP меньше 3.0. Доступные операционные данные показывают, что средний SDI составляет 2,4 с диапазоном 1,4–3,0.

    Рекуперация энергии – система обмена давлением

    Чистая отфильтрованная морская вода подается на установку обратного осмоса под давлением 2 бар. Приблизительно половина потока фильтрата ультрафильтрата (что соответствует номинальному уровню извлечения 50% в установках обратного осмоса первого прохода) подается на насосы высокого давления с фиксированной скоростью, которые повышают давление до 70 бар перед входом в установки обратного осмоса первого прохода.

    Оставшийся фильтрат ультрафильтрации направляется в теплообменники изобарического давления, приводимые в действие рекуперированной энергией давления отработанного солевого раствора в сочетании с небольшими бустерными насосами, для подачи на мембраны обратного осмоса такого же количества фильтрата, что и основные нагнетательные насосы, при том же давлении 70 бар. давление.Эффективность передачи энергии превышает 96%.

    Использование теплообменников давления (рис. 10) эффективно снижает потребность в энергии для всего процесса опреснения более чем на 40 %, а для насосной системы обратного осмоса — на 45 % или на 24 300 кВт.

     

    Рекуперация энергии из разгерметизированного солевого концентрата

    Основная технологическая установка расположена на высоте 52 м над уровнем моря (RL 52.0).

    Солевой концентрат с установки обратного осмоса после выхода из установок обмена давления под давлением около 2 бар самотеком поступает в резервуары для хранения на RL52 (но частично под землей).Затем этой воде позволяют самотеком течь к двум турбинам Фрэнсиса (рис. 11), расположенным над входом выпускного туннеля на уровне RL 13,85.

     

    Турбины приводят в действие генераторы для производства 1 290 кВт электроэнергии (при полной нагрузке станции), которая подается непосредственно обратно в энергосистему всасывающих насосов, восстанавливая часть энергии насосов, потерянную всасывающими насосами для подъема морской воды до RL52.0. Экономия электроэнергии составляет примерно 2,5% при полной производительности.

    Повторное использование технологических сточных вод

    Дисковые фильтры и ультрафильтрационные мембраны требуют регулярной обратной промывки для удаления захваченных твердых частиц.Грязная промывная вода направляется на соседнее очистное сооружение, где удаляются твердые частицы, а осветленная морская вода затем может быть возвращена обратно в систему ультрафильтрации, что снижает потребность в подаче насосов.

    Однако на практике фактическое рабочее восстановление системы ультрафильтрации (>97 %) превышает проектное значение 94 %, что приводит к менее чем половине ожидаемого производства промывочной воды. Уменьшенный объем грязной обратной промывки позволяет сделать сброс в море более экономичным и снижает риск загрязнения системы ультрафильтрации.

    Извлечение пермеата

    Опреснительная установка в Аделаиде имеет уникальную конструкцию мембран обратного осмоса, при которой сосуды под давлением первого прохода содержат два типа мембран: три передних элемента с большой площадью поверхности для уменьшения потока свинца и, следовательно, требуемого рабочего давления; затем пять задних элементов с более высокой проницаемостью, чтобы максимизировать производительность пермеата.

    Пермеат извлекается отдельно из передней и задней части. Фронтальный пермеат затем полируется с помощью «передней» системы обратного осмоса второго прохода за счет противодавления со стороны фронта первого прохода (т.е. дополнительная прокачка не требуется). Концентрат брака с этой стадии полировки смешивается с пермеатом первого прохода.

    Смешанный задний пермеат находится под низким давлением (< 1,5 бар) и требует перекачивания в отдельную систему обратного осмоса солоноватой воды второго прохода для очистки (для снижения солености и содержания бора). Такая конструкция мембранной решетки приводит к более низкому потоку свинца, что снижает скорость загрязнения и рабочее давление, что помогает минимизировать потребление энергии. На рис. 13 схематично показано расположение.

     

    Конечный пермеат, сбрасываемый в резервуары для хранения питьевой воды, соответствует строгим требованиям к качеству воды SA Water, в частности, содержание хлоридов < 80 мг/л, содержание бора < 0,5 мг/л и щелочность > 70 мг/л. Отбракованный концентрат из задних установок обратного осмоса второго прохода рециркулируется обратно в установку обратного осмоса первого прохода, что позволяет стабильно достигать общего извлечения системы обратного осмоса на уровне 48,5%. Это значение выше, чем типичные отраслевые стандарты (<45%), и приводит к оптимизированному забору пресной морской воды.

    Фактические эксплуатационные данные показывают диапазон извлечения 47,3–49,9%, в среднем 48,6% (декабрь 2013 г. – декабрь 2014 г.).

    Солнечная энергия

    Две фотоэлектрические системы номинальной мощностью 100кВт установлены на крышах зданий технологического цеха. Вырабатываемая электроэнергия используется для увеличения снабжения вспомогательных служб здания (освещение, вентиляция и кондиционирование воздуха).

    Операционная эффективность

    Установка также рассчитана на производительность от 30 мл/день до 300 мл/день с шагом 15 мл/день.

    SA Water потребовала такой гибкости, так как опресненная вода может поставляться напрямую потребителям, а зоны водоснабжения автоматически настраиваются группой сетевого планирования для оптимизации сочетания источников водоснабжения в любой конкретный момент времени.

    Инновационный технологический процесс и продуманный выбор насосов, оснащенных приводом с регулируемой скоростью, обеспечивают необходимую гибкость производства без ущерба для целевых показателей энергопотребления установки во всем рабочем диапазоне.

    Основные результаты

    В тендерной документации для ADP указано максимальное энергопотребление 4.5кВтч/кл произведенной питьевой воды. Фактические эксплуатационные данные за период с января 2013 г. по октябрь 2014 г. (при нормальных условиях эксплуатации) дали диапазон 3,47–3,7 кВтч/кл.

    Источник энергии

    Правительство Южной Австралии (через SA Water) заключило контракт на поставку электроэнергии на 20 лет с AGL, требуя, чтобы энергия полностью поступала из возобновляемых источников энергии, таких как ветряные электростанции.

    До 2003 года в Южной Австралии была только одна действующая ветряная электростанция мощностью 150 кВт.По состоянию на 2015 год в штате насчитывается 16 действующих ветряных электростанций с общей генерирующей мощностью 1 473 МВт, еще 680 МВт утверждены на планирование и 1 150 МВт предложены или находятся на стадии технико-экономического обоснования.

     

    Опреснительная установка в Аделаиде устанавливает стандарт охраны окружающей среды и устойчивого развития в новых проектах по водоснабжению. В проекте использовались надежные принципы устойчивого развития, начиная с начальных этапов планирования, заканчивая проектированием, строительством и эксплуатацией. Проект также привел к значительному улучшению местной окружающей среды.

    Потребность Аделаиды в пресной воде отражается во многих населенных пунктах по всему миру. Потребность в альтернативных, устойчивых источниках воды для роста и развития постоянно растет, особенно с ростом населения планеты, особенно в городских центрах. Принципы устойчивости, принятые для Проекта опреснения воды в Аделаиде, являются примером того, как морская вода может стать жизнеспособным и устойчивым источником пресной воды, независимо от климатических условий, на благо будущих поколений.

    Об авторах

    Джонатон (Джо) Блезинг (Jonathon (Joe) Blesing) — технический директор компании Aurecon с 40-летним опытом работы в различных инженерных областях в Южной Австралии, Квинсленде и Юго-Восточной Азии. Он обладает специальным опытом в многопрофильных проектах, включая объекты разведки и добычи нефти и газа, инфраструктурные системы водоснабжения и водоотведения, заводы по переработке руды, производственные предприятия, а также специальные и крупномасштабные системы ОВКВ. Джо работал руководителем группы и руководителем машиностроения в группе технической поддержки водного хозяйства ЮАР на площадке ADP с начала проекта в марте 2009 г. до передачи проекта в декабре 2012 г.

    Кон Пелекани — менеджер по производительности и оптимизации водоподготовки, эксплуатации и техническому обслуживанию в компании SA Water. У него есть опыт в области качества воды и передовых процессов очистки, эксплуатации и НИОКР. В 2008 году Кон был прикомандирован к проекту опреснения воды в Аделаиде в качестве главного инженера по очистке воды. Он принимал участие в разработке Заявления о воздействии на окружающую среду, руководил технической поддержкой проектирования, строительства и эксплуатации опытной установки AUD10M, а также группой по оценке тендеров и руководил группой инженеров (процесс) для полномасштабной установки.

    Воспроизведено с разрешения Электронного водного журнала Австралийской водной ассоциации, 2016 г. .

    Опреснение продвигается вперед в Калифорнии, несмотря на то, что противники настаивают на альтернативах

    Экологи говорят, что опреснение уничтожает жизнь в океане, стоит слишком много денег и энергии, и скоро будет устаревшим из-за повторного использования воды.Но поскольку западные штаты сталкиваются с эпической засухой, регулирующие органы, похоже, готовы одобрить строительство опреснительной установки в Хантингтон-Бич, штат Калифорния.

    Потратив 22 года и 100 миллионов долларов на преодоление зарослей государственного регулирования и проблем защитников окружающей среды, Poseidon Water столкнулась с одним серьезным препятствием в области регулирования — Калифорнийской прибрежной комиссией. Компания чувствует себя достаточно уверенно, чтобы говорить о начале строительства к концу следующего года завода стоимостью 1,4 миллиарда долларов, который будет производить около 50 миллионов галлонов питьевой воды ежедневно.

    Зарегистрируйтесь прямо сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

    Зарегистрируйтесь

    «Тихий океан — крупнейшее водохранилище в мире», — сказал вице-президент Poseidon Скотт Малони. «Он всегда полон».

    Прибрежная комиссия Калифорнии, как ожидается, проголосует по заявке Poseidon на получение разрешения до конца года. Другим агентствам также все еще нужно подписать. Но ключевой орган, региональный совет по водным ресурсам, одобрил разрешение на проект в апреле при условии, что компания усилит свои обязательства по реабилитации близлежащего заповедника Болса-Чика площадью 1449 акров (586 гектаров), важного места обитания птиц, и построит искусственный риф.

    Прибрежная комиссия может потребовать от Poseidon, контролируемого инфраструктурным подразделением канадской Brookfield Asset Management (BAMa.TO), обеспечить дополнительное смягчение последствий в Болса-Чика или в другом месте, сказал Том Ластер, старший научный сотрудник комиссии по охране окружающей среды. Политические назначенцы и избранные на местном уровне должностные лица из прибрежных округов в комиссии могли выбирать свой собственный курс.

    Войны за воду в Калифорнии датируются как минимум концом 19 века. Эта последняя глава показывает, что массовые движения могут, по крайней мере, задержать планы, если не остановить их.Завод Poseidon, который работает с 2015 года на побережье в Карловых Варах, был одобрен на местном уровне до того, как государство приняло правила для опреснительных установок.

    Завод Poseidon в Карлсбаде, проданный Aberdeen Standard Investments в 2019 году, ежедневно производит 50 миллионов галлонов питьевой воды, что достаточно для 400 000 домов и обеспечивает 10% потребности округа Сан-Диего в воде. Это крупнейший опреснительный завод в США.

    Проект Хантингтон-Бич произведет такое же количество, достаточное для 16% домов в округе Ориндж Уотер Дистрикт, где 2.проживает 5 миллионов человек.

    Стив Шелдон, председатель правления водного округа округа Ориндж, в 2018 году проголосовал за предварительную сделку по покупке 56 000 акров-футов воды в год у Посейдона в течение как минимум 30 лет.

    Он сказал, что взвесил экологические аргументы, которые он назвал «справедливыми комментариями», но на основе представленных ему научных данных обнаружил, что воздействие на океанскую жизнь было «по большому счету незначительным».

    «Мы должны сбалансировать это с нашей человеческой потребностью в воде», — сказал Шелдон.

    В то время как нынешние засушливые условия особенно драматичны, в Калифорнии на протяжении большей части этого столетия были чрезвычайно засушливые годы. Ученые говорят, что изменение климата под влиянием человека усугубило ситуацию.

    МОРСКАЯ ЖИЗНЬ УНИЧТОЖЕНА

    Большая белая цапля ищет рыбу во время охоты в водах водно-болотных угодий Болса-Чика в Хантингтон-Бич, Калифорния, США, 24 июня 2021 г. REUTERS/Mike Blake

    Подробнее

    Во многом из-за требуемой энергии, опресненная вода, которую заводы Южной Калифорнии продают местным органам водоснабжения, является самой дорогой альтернативой воде, доставляемой из реки Колорадо и Северной Калифорнии.

    По словам Посейдона, завод в Карловых Варах добавил 5 долларов к ежемесячному счету среднего потребителя в округе Сан-Диего. Завод в Хантингтон-Бич будет прибавлять от 3 до 6 долларов в месяц, сообщили в водном округе округа Ориндж.

    Андреа Леон-Гроссманн, директор по борьбе с изменением климата группы Azul по охране океана, говорит, что лучшие альтернативы включают сохранение, ремонт протекающих труб, улавливание ливневых стоков и использование большего количества повторно используемой воды.

    На заводе в Карлсбаде океанская вода проходит по трубам для удаления самых крупных твердых частиц, а затем перекачивается в фильтры обратного осмоса для удаления соли.

    Потребление убивает крошечные организмы, такие как личинки и планктон. Некоторые рыбы и другие существа умирают, будучи затянутыми или от силы потока воды. Оба завода Poseidon теперь должны установить более тонкие приемные сетки, чтобы защитить больше рыбы.

    Малони из «Посейдона» сказал, что в Хантингтон-Бич будет затронуто не более 0,02% планктона, которому грозит засасывание, и что ни один вид, находящийся под угрозой исчезновения, не находится под угрозой.

    Эксперты говорят, что необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, сколько морской жизни уничтожено заводом в Карлсбаде, который, как и Хантингтон-Бич, использует впускные трубы, построенные для системы охлаждения выведенной из эксплуатации электростанции.

    В государственном экологическом отчете за 2015 год, подготовленном сотрудниками Государственного управления по контролю за водными ресурсами, были рассмотрены исследования 18 электростанций, использующих воду для охлаждения.

    В отчете установлено, что в среднем с 2000 по 2005 год 19,4 миллиарда личинок были пойманы на водозаборах и около 2,7 миллионов рыб, а также морских млекопитающих и морских черепах были убиты водозаборным оборудованием.

    «Реальность такова, что мы влияем на окружающую среду для этого поколения и будущих поколений», — сказал Ньюша Аджами, гидролог и директор по политике в области городских водных ресурсов в научно-исследовательском институте «Вода на Западе» Стэнфордского университета.

    На каждый галлон питьевой воды в результате опреснения остается еще один галлон соленого рассола. Карлсбад смешивает это с двумя частями океанской воды перед сбросом. Хантингтон-Бич будет откачивать рассол в море с помощью диффузора, который снижает вредное воздействие плотных стоков, падающих на дно океана.

    Согласно отчету сотрудников Регионального совета по контролю за водными ресурсами Санта-Ана, комбинированное воздействие забора и сброса в Хантингтон-Бич убьет эквивалент всей морской жизни, произрастающей на 421 акре океанической среды обитания.

    Малони, вице-президент Poseidon, сказал, что воздействие на морскую жизнь будет «незначительным».

    «И в той степени, в которой есть воздействия, они будут полностью смягчены в соответствии с местными государственными и федеральными законами и постановлениями», — сказал Малони.

    Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.