Водная инфраструктура - ТехноИнжСтрой

ТехноИнжСтрой 9 Прочие статьи 9 Системы опреснения морской воды

Системы опреснения морской воды

Доступность пресной воды в ряде регионов, как для промышленного, так и для бытового использования, ограничена. Для регионов/предприятий с дефицитом пресной воды, располагающихся в приморских районах, решением проблемы является установка системы опреснения морской (или океанической) воды для обеспечения питьевого и/или технического водоснабжения объекта. Примеры таких регионов в России: Причерноморье, Крым, некоторые северные районы. В мире, например, Казахстан, Ближний восток, некоторые страны Средиземноморского бассейна, ряд областей Индии.

Технологии опреснения

Принципиально используется 3 типа установок опреснения:

  1. Обратноосмотические системы высокого давления с экономайзером.
  2. Комбинированные электро-/баро-мембранные установки низкого давления.
  3. Испарители.

Последний вариант энергозатратен и применяется редко, лишь там, где существует большой избыток дешевой энергии.

Комбинированные установки энергоэффективны, и применяются для систем среднего масштаба.

Большинство крупных опреснительных заводов работают на принципе обратного осмоса высокого давления: на малых установках без экономайзера, на крупных станциях опреснения практически всегда с ним.

Особенности конструктивного исполнения мембранных систем для опреснения обуславливаются следующими факторами

  • высокое давление (если речь идет об обратном осмосе),
  • высокая коррозионная активность морской воды

Большую роль также играет экологичность технологии: т.к. сток с установок направляется обратно в море, недопустимо применение агрессивной химии, или она должна быть тщательно нейтрализована, преобразована в безвредную, и/или биоразлагааемую форму перед направлением на сброс.

Вернуться к Содержанию…

Особенности морского обратного осмоса.

  • Специальные морские мембраны.
  • Обвязка высокого давления.
  • Корозионностойкие (к морской воде) материалы.
  • Специфический баланс потоков (часто пониженная конверсия).
  • Применение экономайзеров (систем рекуперации энергии из линии высокого давления на сбросе с установки).
  • Специальная предподготовка для морской воды.
  • Контроль биообрастания.
Для предварительной очистки морской воды перед стадией обессоливания последнее время популярно применение ультрафильтрации: она позволяет обеспечить высокое качество очистки по микроорганизмам и коллоидам, что позволяет эксплуатировать обратноосмотичесие мембраны в комфортных для них условиях, снижая частоту химических моек, продлевая срок службы мембран (замена мембран составляет существенную часть эксплуатационных расходов систем опреснения), обеспечивая более высокую конверсию (меньшие энергозатраты), стабильность и бесперебойность работы системы опреснения (что важно и, часто, критично для опресняющих объектов, снабжающих производство или население водой). Вернуться к Содержанию…

Системы опреснения и энергетика.

Проблема опреснения тесно связана с проблемой энергетики: для выделения солей из воды, по любой технологии, требуется совершить работу (в физическом смыле слова), затратить определенное количество энергии. Одной из главных характеристик любой опресняющей установки является энергопотребление на 1 м3 опресненной воды. Выбор технологии опреснения и оборудования, стоимость проекта в значительной степени определяются доступностью того или иного энергоресурса в месте планируемого расположения опреснительной системы. Для серьезных опреснительных систем строительство опреснительного завода часто идет параллельно со строительством энергоустановки того или иного типа. Нередко такие объекты являются для потребителя источником одновременно, и пресной воды, и электроэнергии и/или тепла. В жарких странах с высокой инсоляцией (большим количеством солнечных дней) популярным решением являются солнечные электростанции (поля), т.к. кремниевые пластины достаточно долговечны и для солнечной электростанции не требуется строительство инфраструктуры доставки энергоносителя. Зависимость от погодный условий, не универсальность — недостатки данного решения. Ветряные электростанции также потенциально возможное решение (в приморских районах часто достаточно ветрено), но стабильность его еще ниже, чем солнечного решения. Сочетание первого и второго увеличивает надежность, стабильность энергосистемы, но и ее стоимость. Для установок средней мощности, без собственной генерации, ограничительным фактором производительности опреснительной системы, ее размера, может стать именно имеющаяся в наличии свободная электрическая мощность объекта. Поэтому энергоэффективность опреснения является важной характеристикой предлагаемого технического решения: определяющим фактором стоимости опресненной воды, и, иногда, самой возможности реализации опреснительного проекта в требуемом размере! Установки большой мощности (более 100 м3/ч по опресненной воде), как правило, предполагают строительство отдельного здания опреснительного завода: и, часто, связанной с ним электростанции. Поскольку в засушливых регионах, обычно достаточно солнечно, часто используется опция строительства электростанции на солнечных батареях (в связи с ростом озабоченности экологической ситуацией на планете, ростом потребления энергии и, как следствие, классических энергоносителей, такое решение основанное на «альтернативной» энергетике весьма популярно и, часто, экономически обосновано). Для солнечных полей общестроительные работы невелики, и это еще один экономический аргумент в пользу данного решения. Установки средней мощности (менее 100 м3/ч) обычно исполняются в виде одного или нескольких контейнеров, каждый из которых является независимой опреснительной единицей (модульных принцип). Модульное решение обеспечивает скорость и дешевизну строительства объекта, его надежность (в т.ч. за счет резервирования и применения стандартной конфигурации оборудования) и расширяемость. Кроме того, контейнерное решение предусматривает возможность компенсации части энергозатрат за счет применения интегрированных в конструктив каждого модуля солнечных и ветровых модулей: солнечные панели актуальны для южных морей, а ветровые генераторы эффективны на большинстве морских и океанических побережий. Вернуться к Содержанию…

Водозабор и водосброс опреснительной системы.

Важнейшим элементом проекта строительства опреснительной системы является водозабор и водосброс: т.к. данное сооружение/конструкция будет подвергаться высоким механическим (особенно в штормовую погоду) и коррозионным нагрузкам. Забор и выпуск должны быть сделаны так, чтобы не мешать дуг другу и обеспечить экологичность сооружения. Нельзя упускать из виду также и регуляторные аспекты возведения морских водозаборов: во многих странах строительство в прибрежной зоне и экологические аспекты возведения прибрежных инженерных сооружений регламентированы законодательно. Вернуться к Содержанию…

Заключение

Опреснительные установки должны проектироваться и создаваться исходя из особенностей конкретной местности, в частности первоочердное значение имеет решение вопроса энергоснабжения и водозабора/водовыпуска. У нашей компании есть опыт строительства опреснительных систем и заводов: Вы можете проконсультировать с нашими специалистами по телефону +7 495 15 00 483, или направить Ваш вопрос нам на почту inbox@tis-m.ru