Надвор од плафонот од 45%: Новата граница на RO мембрани од морска вода со висок степен на обновување

Во сферата на десалинизацијата, равенката е едноставна: колку е повисок вашиотстапка на обновување на обратна осмоза, толку е помала вашата цена по кубен метар свежа вода. Со децении, системите за обратна осмоза со морска вода (SWRO) работат во рамките на конзервативна зона на удобност. За да се заштитат мембранските елементи од загадување и да се управува со астрономскиот осмотски притисок, стандардотобновување на системотза еднонасочна морска вода RO е ограничена на околу35% до 45%.

Но, што ако можете да го зголемите тој број на50% или дури 60%без да се жртвува мембранскиот живот?

Благодарение на пробивите воRO под висок притисок (HPRO)хемијата на мембраната и конфигурацијата на модулите, индустријата сега го редефинира она што значи „ефикасен“. Оваа промена е критична - не само за заштеда на вода, туку и за економската одржливост на идните постројки за десалинизација.

„Трите закрепнувања“ што треба да ги знаете

Пред да се нурнеме во технологијата, од витално значење е да се направи разлика помеѓу различните контексти на „обновување“, бидејќи конфузијата тука може да доведе до погрешен дизајн на системот:

• Стандардно обновување на тестот:Основните перформанси мерени од производителите (обично~10%за еден елемент од мембраната на морската вода под контролирани лабораториски услови). Ова не е оперативна цел; тоа е репер.
• Вистинско обновување на елементите:Реалната граница за еден елемент од морска вода со мембрана од 40 инчи. За да се спречиполаризација на концентрацијаи скалирање на страната на саламурата, ова генерално не треба да надминува ~18%.
• Обнова на системот:Вкупниотпротекување на протокподелено со вкупниотпроток на хранана целата RO единица. За големи индустриски системи, ова се постигнува со поставување на мембрани во серија, со што целокупното закрепнување се зголемува на75-90% за соленкаста вода, а сега, ги поместуваме границите за морска вода.

Дилемата со висока регенерација во десалинизацијата на морската вода

Конвенционалните SWRO системи застојуваат во опсег од 35-45% поради физички причини. Како што се извлекува вода, водата за напојување на страната за отфрлање станува експоненцијално поконцентрирана. Ова води до два проблеми:

• Осмотски скок на притисок:Движечката сила (нето притисокот за движење) драматично опаѓа.
• Ризик од скалирање:Слабо растворливите соли (како калциум карбонат или калциум сулфат) достигнуваат сатурација и се таложат намембранска површина.

Сепак, неодамнешните пилот-студии - вклучувајќи операции во области со висок ризик од загадување како што е Арапскиот Залив - покажаа дека напредните системи сега можат да постигнатстабилно работење при закрепнување од 50-60%.

Како модерните мембрани ја кршат бариерата

Постигнувањето на овие високи стапки на закрепнување не е само вртење на вентил; тоа бара холистичка еволуција намембрански елементсамиот:

• Зголемена пропустливост и пренос на маса:Хемијата на напредните тенки композитни (TFC) се зголемуваводопропустливостбез компромисотфрлање на солМоделирањето сугерира дека тројното зголемување на основната пропустливост би можело да ја намали потрошувачката на енергија за 23% при 50% обновување..

• Супериорна контрола на скалирање:Нови мембрански површини се конструирани за да го нарушат нуклеирањето на минералите, овозможувајќиконцентратор на саламурада работат понапорно без да прават фаулови.

• Двонасочна генијалност:Во мегацентрали како што е објектот во Торевиеха во Шпанија, се користи двојна стратегија. Првиот премин за морска вода работи на45% закрепнување(користејќи над 25.000 елементи), додека вториот преминRO систем за соленкаста вода постигнува зачудувачки90% закрепнување, осигурувајќи дека вкупниот принос на вода е максимален.

Иднината: Третман со хиперсолен саламура

Следната граница лежи во третирањето на самата саламура.RO мембрани под висок притисок (HPRO) се дизајнирани да ракуваат со доводи до70 g/L NaClпри притисоци од130 бариСо обновување на дополнителна вода од потокот на саламура - туркајќи го „целокупното“ обновување на постројката кон нула испуштање на течност (ZLD) - се приближуваме кон кружна економија на водата.

Резиме

Без разлика дали специфицирате мембрани за општинска постројка за десалинизација или за индустрискапроект за обновување на отпадните води, стапката на обновување е метрика што диктира одржливост. Од стандардните системи со 45% морска вода до најсовремените инсталации со висок процент на обновување од 60%, пораката е јасна: ние повеќе не само што ја десалинизираме водата; ние ја создаваме за максимален принос.

Клучни зборови: Обратна осмоза, RO мембрана, десалинизација на морска вода, стапка на обновување, обновување на системот, SWRO, RO под висок притисок, HPRO, мембрански елемент, проток на пермеат, концентрација на саламура, отфрлање на сол, вода за напојување, постројка за десалинизација.