Paano gumagana ang isang desalination plant?
A desalination halaman ay isang pasilidad na nagko-convert sa tubig sa naiinom na sariwang tubig. Sa maraming mga lugar kung saan kapos ang mga tubig resources, desalination ay naging susi teknolohiya para malutas ang problema ng kakulangan ng pag-inom. Bagaman ang desalination ay isang komplikado at resource-intensive process, ito ay naging isang mahalagang pinagmulan ng supply ng tubig para sa maraming baybaying lungsod.
Ang artikulo ng ito ay magpapakilala ng gumaganang prinsipyo, pangunahing proseso daloy at teknikal kagamitang ng desalination plant sa detalye upang matulungan ang mga mambabasa na mas maunawaan ang prosesong ito.
Ano ang basic principle ng isang desalination plant?
Ang basic principle ng desalination ay ang pag-alis ng asin at iba ng dumi sa tubig dagat sa pamamagitan ng pisikal o kemikal na paraan upang makakuha ng tamang tubig na natutugunan mga pamantayan sa pag-inom ng tubig. mga pamamaraan kabilang ang reverse osmosis (RO) at multi-stage flash evaporation (MSF), bawat isa sa na may sariling mga natatanging bentahe at application scenario.
Ano ang pangunahing proseso daloy ng isang desalination plant?
Ang proseso daloy ng isang desalination plant ay karaniwang nahahati sa 5 hakbang:
1. Pag-inom ng dagat
2. Pretreatment
3. Core desalination process
4. Pagkatapos ng paggamot
5. Concentrate discharge
Pag-inom ng tubig-dagat
Ang seawater intake ay ang unang hakbang sa isang desalination plant, at seawater ay karaniwang pumubomba mula sa karagatan sa coastal intakes. Ang disenyo ng kailangang isaalang-alang ng pag-inom ang epekto ng marine life at suspinde ng bagay, kaya ito karaniwang nilagyan ng filter sa harangin ang malaking dumi at marine life mula sa pagpasok sa intake system. Karagdagan pa sa, upang bawasan ang epekto sa kapaligiran, ang lokasyon at lalim ng intake ay dapat siyentipikong pinaplano.
Pretreatment
Ang pretreatment step ay upang alisin ang suspinde na mga solids, organic matter at iba pang substances sa tubig na dagat na maaaring makasira kasunod ng desalination equipment. Pretreatment karaniwan gumagamit ng mga paraan gaya ng pisikal pagsala, kemikal flocculation at sedimentation. Ang pisikal pagsala ay gumagamit ng sand filter o microfilters upang alisin ang mas malalaking suspinde na particle, habang ang chemical floculation ay gumagamit ng mga kemikal upang pagsama-samahin ang maliit na particle sa mas malalaking flocs, na nagpapadali sa kasunod na sedimentation at filtration.
Ang isa pang mahalagang hakbang sa proseso ng pretreatment ay upang maiwasan ang paglaki ng mga microorganism at algae sa tubig-dagat na 2c na makakaapekto sa desalination. epekto at maaaring magbara sa mga kagamitan. Mga karaniwang paraan ng pag-iwas ay magdagdag ng mga biocides o gumamit ng mga ultraviolet disinfection device.
Core desalination proseso
Ang pangunahing proseso ng tubig dagat desalination maaaring makamit ng iba't ibang teknolohiya, pangunahin kabilang ang kasunod ng dalawang: reverse osmosis (RO) vs. multi-stage flash evaporation (MSF).
Baliktarin osmosis (RO): Ang reverse osmosis ay kasalukuyang pinaka karaniwang seawater desalination technology.Ginagamit ng teknolohiya ng ang mga katangian ng semi-permeable membranes upang paghiwalayin ang mga molekula ng tubig mula sa asin. sa tubig dagat sa mataas na presyon. Ang espesipikong proseso ay ang sumusunod:
● Sa pagkilos ng isang high-pressure pump, ang pre-treated seawater ay pressurized sa pamamagitan ng ang reverse osmosis membrane.
● Ang reverse osmosis membrane ay nagbibigay-daan lamang sa mga molekula ng tubig na dumaan sa, habang ang karamihan sa asin at iba pang dumi ay nakulong sa isang gilid ng membrane, na bumubuo ng highly concentrated brine (concentrated water).
● Ang tubig na dumadaan sa membrane ay sariwang tubig at maaari ng magamot sa matugunan ang pag-inom ng tubig mga pamantayan.
Multi-stage flash evaporation (MSF): Ang multi-stage flash evaporation ay isang thermodynamic process na mabilis evaporates seawater sa multiple stages by reduction pressure. Ang espesipiko na proseso ay tulad ng sumusunod:
● Ang tubig dagat ay unang pinainit at pagkatapos ay pumasok sa unang flash chamber. Dahil sa pinababang presyon, bahagi ng tubig dagat ay mabilis na naglalabas ng sariwang tubig singaw.
● Ang singaw ay namumuo sa sariwang tubig sa condenser, habang ang hindi singaw ang asin na tubig ay nagpapatuloy upang pumasok sa susunod na flash chamber upang ulitin ang pagsingaw at kondensasyon proseso.
● Pagkatapos magamot sa maraming flash chambers, pure fresh water ay makuha.
Pagkatapos ng paggamot
Fresh water after the core desalination proseso kadalasan ay nangangailangan ng karagdagang paggamot upang matiyak na ito ay nakakatugon sa mga pamantayan ng inuming tubig pag-aalis anumang natitirang trace pollutants, at pagdaragdag ng kinakailangang mineral (gaya ng calcium at magnesium) upang pahusayin ang lasa at nutritional value ng tubig .
Brine discharge
Sa panahon ng proseso ng desalination, ang, undesalinated brine ay naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng asin at iba pang mga dumi at kailangang ligtas na ma-discharge pabalik sa karagatan. Brine discharge kadalasang naglalabas ng brine papantay sa karagatan sa isang diffusion device upang bawasan ang epekto sa marine ecosystem. Sa parehong time, ilang seawater desalination plants ay ginagalugad rin ang muling paggamit ng brine resources, tulad sa salt extraction o karagdagang desalination ng brine.
Anong teknikal kagamitan ang na desalination plant kasama ang?
Ang core equipment ng isang desalination plant kasama ang water intake pumps, pretreatment equipment, core desalination devices (gaya ng reverse osmosis membranes o flash towers), high-pressure pumps, post-treatment systems, at concentrate discharge devices. Ang mga device na ay nagtutulungan upang siguraduhin ang smooth progress ng ang desalination proseso.
Reverse osmosis membrane
Ang reverse osmosis membrane ay ang core component ng reverse osmosis desalination technology, at ang kalidad at performance nito ay direktang nakakaapekto sa output at kalidad ng fresh water. Reverse osmosis membranes ay karaniwang ginawa ng composite materials na may high selectivity at high anti-fouling ability. Dahil reverse osmosis membranes ay madaling kontaminado, kailangan nila na linisin at regular na palitan.
Mga high-pressure pump
Ang mga high-pressure pumps ay ginagamit para mag-pressure sa tubig para itulak ang dagat sa reverse osmosis membranes o suporta ng multi-stage flash evaporation processes. High-pressure pumps may high energy consumption, kaya energy efficiency ay isang mahalagang pagsasaalang-alang kapag nagdidisenyo at pagpili ng mga high-pressure pump. Upang pagbutihin ang pangkalahatang efficiency, maraming desalination plants ay nilagyan na mga energy recovery device upang gamitin ang enerhiya ng concentrate tubig para bawasan ang pagkonsumo ng enerhiya.
Pretreatment equipment
Pretreatment equipment kasama ang sand filters, microfilters, ultrafilters, chemical dosing systems, etc. Ang mga device na ay responsable sa pag-alis mga suspinde na particle, colloids , organic matter at microorganisms mula sa seawater upang siguraduhin ang stable operation ng kasunod desalination equipment.
Post-treatment system
Kasama sa post-treatment system ang pH adjustment devices, activated carbon filters, ultraviolet disinfectors, etc. Sila siguraduhin na ang huling kalidad ng sariwa natutugunan ng tubig ang mga pamantayan ng tubig habang pinagpapabuti ang lasa at kaligtasan ng tubig.
Concentrate discharge device
Ang concentrate discharge device ay responsable para sa ligtas na pagdiskarga ng highly concentrated salt water pabalik sa karagatan. Upang bawasan ang epekto sa mga marine environment, concentrate water ay karaniwang natunaw bago paglabas, at ang discharge port ay dinisenyo bilang isang diffusion structure upang isulong ang mabilis diffusion ng concentrate water.
Ano ang pagkonsumo ng enerhiya ng tubig dagat desalination mga halaman?
Desalination ay isang energy-intensive process, lalo na reverse osmosis technology, na nangangailangan ng maraming kuryente upang mapanatili ang operasyon ng high-pressure pumps. Depende sa proseso at scale, ang pagkonsumo ng enerhiya ng seawater desalination range mula 2 hanggang 6 kWh/m3 ng fresh water. Ang antas ng pagkonsumo ng enerhiya direktang nakakaapekto sa gastos ng desalinated water, kaya pagpapabuti ng enerhiya efficiency at pagbawas sa pagkonsumo ng enerhiya ay mga pangunahing direksyon para ang pag-unlad ng seawater desalination technology.