Sobota, 28 stycznia 2023

Odsalanie wody morskiej - ile to kosztuje?

3 listopada 2021

0

Szukasz systemu uzdatniania wody, który pozwoli Ci uzdatnić wodę? Możesz sprawdzić w sklepie internetowym, jakie są najlepsze systemy uzdatniania wody lub skontaktować się z ekspertem!

Chociaż odsalanie wody morskiej w Polsce jest mniej znane niż w innych krajach, często mówi się o nim w kontekście odwróconej osmozy. W jaki sposób odsalana jest woda morska? Jakiemu celowi służy ten proces? Jakie urządzenia są potrzebne? Jak powinno wyglądać i przebiegać odsalanie wody morskiej?

Dlaczego odsalanie jest tak ważne?

97% wody na świecie znajduje się w morzach i oceanach. Tylko 3% wody na świecie pochodzi z wód słodkich. Dlaczego woda morska nie nadaje się do picia? Zawiera ona wysoki poziom sodu, potasu i magnezu oraz jony wapnia. Chociaż niewielkie ilości słonej wody są bezpieczne dla zdrowia, nie jest ona wodą. Słona woda może powodować gromadzenie się soli, odwodnienie, dyskomfort i inne problemy w układzie trawiennym. Im więcej słonej wody pijemy, tym więcej wody tracimy. Informacje na temat odwodnienia można znaleźć w artykule: Co musisz wiedzieć o odwodnieniu i nadmiarze wody w organizmie

Warto zauważyć, że słona woda ma wysoki poziom chlorków, podczas gdy słodka woda ma wyższe stężenie węglanów. Morze Czerwone jest najbardziej słonym morzem. W jednym litrze znajduje się 40 gramów soli. Jest to dość wysoka wartość w porównaniu z Morzem Bałtyckim, gdzie jest tylko 4-8 gramów soli na litr.

Ze względu na stale rosnące zapotrzebowanie na wodę, odsalanie wody stało się bardziej popularne. Coraz trudniej jest znaleźć bezpieczną i świeżą wodę pitną ze względu na wzrost liczby ludności, przemysłu i rolnictwa. Odsalanie jest jednym ze źródeł zaopatrzenia w wodę. Więcej o problemach z wodą na świecie można przeczytać pod tym linkiem: Woda i zmiany klimatyczne - Jak są ze sobą powiązane?

Ogólne informacje o odsalaniu

Odsalanie odnosi się do procesu usuwania soli i innych minerałów z wody morskiej. Celem jest produkcja słodkiej wody do nawadniania i picia. Odsalanie wody morskiej odbywa się na wielu statkach. Ta metoda pozyskiwania wody pitnej jest bardzo wydajna. Proces ten może być stosowany w obszarach o obfitych zasobach wodnych, ale jest również wygodniejszy. Do takich miejsc należą Karaiby, Izrael, Arabia Saudyjska. Metoda ta jest również wykorzystywana i wdrażana na większą skalę w Stanach Zjednoczonych Ameryki, Chinach, Singapurze. Australii, Hiszpanii i innych krajach. Metoda ta zyskuje coraz większą popularność w krajach. Singapur planuje odsalać 30% swojego zapotrzebowania na wodę do 2061 roku.

W Jebel Ali, w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, znajduje się największy na świecie zakład odsalania wody. Może on wydobywać 300 milionów metrów sześciennych wody rocznie.

Historia odsalania wody morskiej

Odsalanie istnieje od setek lat. Do tej pory nie było stosowane na skalę przemysłową. Zostało opisane między innymi przez Arystotelesa. Jest to również naturalny proces zachodzący w przyrodzie. Woda wyparowuje z oceanów, ale skrapla się w postaci wody. Można ją również odsalać poprzez zamrażanie wody morskiej. W 2015 roku działało prawie 20 000 urządzeń odsalających, które mogły wyprodukować 86,8 mln m3 wody dziennie.

Metody odsalania wody

Istnieje wiele sposobów odsalania wody. Do najpopularniejszych należą:

  • Odwrócona osmoza
  • Destylacja
  • Nanofiltracja
  • Zamrażanie

Destylacja jest najbardziej popularnym procesem. Doskonałym przykładem jest destylacja próżniowa. Odwrócona osmoza odnotowała znaczny wzrost popularności w ciągu ostatnich kilku lat. Umożliwiła to technologia półprzepuszczalnych membran, jak również bardziej ekonomiczne pompy wysokociśnieniowe.

Zawsze poszukuje się bardziej ekonomicznych sposobów wykorzystania energii. Rośnie zainteresowanie wykorzystaniem energii ze źródeł odnawialnych, takich jak panele słoneczne. Nierzadko można spotkać się z procesem destylacji, który wykorzystuje światło słoneczne. Metoda ta kosztuje około 50 centów za metr sześcienny.

Odwrócona osmoza

Osmoza odnosi się do procesu, w którym płyn przechodzi przez półprzepuszczalne membrany. Cząsteczki mogą być kierowane z roztworu o niższym stężeniu do roztworu o wyższym stężeniu. Jest to naturalny proces, który nie wymaga dodatkowej energii. W odwrotnym kierunku działają urządzenia do odwróconej osmozy. Wymuszają one przepływ wody z roztworu o wyższym stężeniu do roztworu o niższym stężeniu. Proces ten jest szczegółowo opisany w artykule Odwrócona osmoza jako rzeczywisty proces.

Istnieją dwa rodzaje zakładów odsalania wody morskiej, które wykorzystują odwróconą osmozę. Najprostszy z nich polega na tym, że woda jest podawana do membrany filtracyjnej za pomocą pomp. Sito zatrzymuje większe zanieczyszczenia, a membrana po jego zewnętrznej stronie je absorbuje. Do jednej rury doprowadzana jest woda odsolona, a do drugiej solanka. Po odwróconej osmozie woda jest dodatkowo mineralizowana.

Zakład odsalania w elektrowni atomowej w Tampa Bay jest przykładem drugiego typu. Woda morska, która pierwotnie była używana do chłodzenia reaktora, jest teraz odsalana. Woda ta jest również wstępnie oczyszczana z zanieczyszczeń organicznych i mechanicznych.

Odwrócona osmoza może być kosztowna. Odsalanie wody wymaga dużej ilości energii. Niektórzy twierdzą nawet, że takie instalacje zużywają obecnie 0,4% globalnej produkcji energii elektrycznej każdego dnia. Ciągle poszukuje się nowych rozwiązań, a jednym z nich jest wykorzystanie energii odnawialnej - w tym słonecznej.

Firmy opracowują obecnie rozwiązania w zakresie paneli fotowoltaicznych. Panele te są nie tylko przyjazne dla środowiska, ale również oszczędzają energię. Niektóre panele sprawiają, że zużycie energii jest o 75% niższe, podczas gdy liczba wymaganych paneli jest kilkakrotnie mniejsza. Całkowity koszt odwróconej osmozy maleje, co czyni ją realną alternatywą dla destylacji.

Odwrócona osmoza dla wody morskiej a odsalanie wody słodkiej

Istnieją różnice pomiędzy odsalaniem wody słodkiej a odwróconą osmozą. Po pierwsze, słona woda jest niezwykle korozyjna. System odwróconej osmozy stosowany do odsalania wody morskiej musi być również wykonany z innych materiałów odpornych na korozję. Materiały te są często droższe. Komponenty mogą być wykonane ze stali nierdzewnej lub tworzyw sztucznych.

Membrany osmotyczne to kolejna różnica w odwróconej osmozie. Wyższe ciśnienie jest wymagane dla odwróconej osmozy, która jest używana do odsalania wody morskiej. Zaleca się stosowanie ciśnienia 60 bar. Wymaga to bardziej wydajnej i lepiej zaprojektowanej pompy niż ta używana do uzdatniania wody słodkiej. Muszą one być również odporne na korozję. Pompa musi również być w stanie wytrzymać wysokie ciśnienie i działać prawidłowo.

Do odsalania wody morskiej stosuje się więcej membran osmotycznych niż do wody słodkiej. Wydajność jest również wyższa. Przekłada się to na wyższe koszty komponentów i wyższe koszty inwestycyjne. Producenci produkują membrany osmotyczne, które są specjalnie zaprojektowane do odsalania wody morskiej.

Ze względu na wymóg stosowania komponentów do odsalania wody morskiej przy budowie stacji uzdatniania wody, różnica w kosztach pomiędzy standardowym systemem odwróconej osmozy do uzdatniania wody słodkiej a takim, który jest stosowany do uzdatniania wody morskiej może być kilkakrotnie większa.

 

Komentarze (0)

Zostaw komentarz