Jak działają i działają zakłady odsalania
Jedną z najskuteczniejszych metod odsalania wody morskiej jest odwrócona osmoza. Od lat 70. odwrócona osmoza jest stosowana do oczyszczania wody do różnych celów, w tym do produkcji świeżej wody ze słonej wody morskiej.
Technologia ta polega na specjalnym rodzaju filtracji (ultrafiltracji) wody morskiej pod ciśnieniem przez membrany półprzepuszczalne (odwrócona osmoza). Membrany te transportują cząsteczki wody morskiej przez swoje mikropory pod ciśnieniem, ale zatrzymują jony soli i inne zanieczyszczenia. Ciśnienie w takich zakładach odsalania wody morskiej waha się od 25 do 50 atmosfer.
Obecnie w przemyśle membrany do odwróconej osmozy dla zakładów odsalania są produkowane z octanu celulozy lub poliamidu w postaci rolek i włókien. Oprócz membran instalacje odsalania metodą odwróconej osmozy obejmują w swojej konstrukcji: pompy wysokociśnieniowe, filtry dokładnego oczyszczania wody, układy uzdatniania chemicznego, płuczki chemiczne oraz moduły filtrów.
Rury odsalające są wykonane z porowatego materiału, wyłożone wewnątrz folią z octanu celulozy. Folia ta działa również jako membrana odwróconej osmozy. Kilka z tych rur jest zainstalowanych równolegle w instalacji odsalania.
Woda morska pompowana jest przez rury (pod ciśnieniem do 100 barów) w sposób ciągły. Na wyjściu uzyskuje się dwa strumienie – wodę demineralizowaną (tzw. permeat) oraz koncentrat z solami, który zwykle trafia jako odpad produkcyjny.
Objętość świeżej wody odbieranej w instalacji przez określony czas jest proporcjonalna do ciśnienia wytwarzanego przez pompę. Charakterystyka membran określa maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze.
Jeśli ciśnienie okaże się zbyt wysokie, membrana po prostu zatka się zanieczyszczeniami lub umożliwi przejście wielu rozpuszczonych soli; w skrajnych przypadkach membrana może pęknąć. Jeśli ciśnienie jest niskie, proces odsalania ulegnie spowolnieniu.
Jakość odsalania wody morskiej i szybkość działania membrany są związane z różnymi czynnikami. Przede wszystkim z całkowitą zawartością soli w wodzie dopływającej, jej składem soli, temperaturą wody i ciśnieniem roboczym.
Na przykład, jeśli odsolisz zwykłą słoną wodę ze studni pod ciśnieniem 50 barów, to z 1 metra kwadratowego membrany odwróconej osmozy otrzymasz około 0,7 tony świeżej wody dziennie. Dlatego mocniejsze zakłady odsalania (na dziesiątki i setki metrów sześciennych wody dziennie) wykorzystują kilka rur.
Instalacje odsalania metodą odwróconej osmozy mają szereg zalet.Koszty energii elektrycznej są relatywnie niskie, jednostki są kompaktowe i łatwe w instalacji i obsłudze, a wreszcie działanie jednostki można łatwo zautomatyzować. Sterowanie instalacją odsalania może być w pełni automatyczne lub półautomatyczne.
Podczas pracy urządzenia ważne jest ograniczenie tworzenia się osadów soli w rurach; w tym celu stosuje się inhibitory sedymentacji. Do usuwania osadów z membran stosuje się wspomniane wcześniej urządzenie do mycia chemicznego. Zużycie koncentratu i permeatu podczas uzdatniania wody kontrolowane jest za pomocą przepływomierzy. Woda wylotowa jest oceniana pod kątem zasolenia i poziomu pH - za pomocą przepływowych mierników zasolenia i mierniki pH.