Cad É An Treo Forbartha Is Déanaí maidir le Díshalannú Uisce Farraige?

Treocht le déanaí atá dírithe ar chostas táirgthe fionnuisce a laghdú ná córais osmosis droim ar ais uisce farraige (SWRO) a úsáid, ar féidir leo an ráta aisghabhála foriomlán díshalannaithe a mhéadú ón 40-50% tipiciúil go 55-60%.

Bunaithe ar thástáil chuimsitheach le déanaí ar chórais ard-aisghabhála, ba é 2.1 kWh/m tomhaltas fuinnimh na gcóras SWRO³agus 2.9 kWh/m³ag salandacht uisce farraige de 35,000 mg/L agus 43,000 mg/L, faoi seach.

Tá an tomhaltas fuinnimh seo inchomparáide leis na córais SWRO traidisiúnta a úsáideann malartóirí brú chun uisce farraige a aisghabháil, ach is é an príomh-difríocht ná go bhfuil raon aisghabhála inbhuanaithe na gcóras ard-aisghabhála 10-20% níos airde.

Is féidir le córais iontógála agus réamhchóireála gléasra uisce a dhearadh le haghaidh rátaí aisghabhála níos airde costais shuntasacha táirgthe caipitil agus uisce a shábháil do phlandaí uisce nua, agus féadann sé cumas táirgthe fionnuisce na ngléasraí uisce atá ann cheana féin a mhéadú le hinfheistíocht chaipitil réasúnta íseal.
 

Is é an treocht is déanaí sa tóir ar ídiú fuinnimh díshalannaithe agus costais táirgthe fionnuisce a laghdú ná seicní osmosis droim ar ais nanastruchtúrtha (NST) a fhorbairt a bhfuil éifeachtúlachtaí pas uisce níos airde acu ná na heilimintí membrane traidisiúnta atá ann cheana féin.

Go bunúsach is seicní RO iad seicní NST ina bhfuil cainéil nana-mhéid líneacha aonair (feadáin/cáithníní) leabaithe go randamach i maitrís polaiméire an scannáin, nó is féidir iad a dhéanamh go hiomlán de chainéil nana-mhéid cnuasaithe (nanafeadáin).

D'fhorbair teicneolaíocht membrane NST go tapa le 10 mbliana anuas, agus ionchorpraítear nanacháithníní neamhorgánacha i seicní traidisiúnta i seicní NST a forbraíodh le déanaí nó tá siad déanta as seicní póiriúla an-struchtúrtha ina bhfuil eagair nanafeadáin dlúthphacáilte.

Tuairiscítear go bhfuil tréscaoilteacht shonracha níos airde ag na seicní NST seo ná na seicní RO traidisiúnta ag beagnach na rátaí arda céanna diúltaithe.

Ina theannta sin, tá rátaí salach inchomparáide nó níos ísle ag seicní NST ná mar a bhíonn seicní traidisiúnta agus RO ag feidhmiú faoi na coinníollacha céanna, agus is féidir iad a dhearadh chun roghnaíocht coinneála na n-ian ar leith a fheabhsú.

Is é an geilleagar ciorclach an t-aon bhealach le haghaidh fás eacnamaíoch domhanda inbhuanaithe. Mar shampla, ag cur múnla an gheilleagair chiorclaigh i bhfeidhm, is féidir sáile a tháirgtear ó phlandaí díshalannaithe a úsáid mar fhoinse mianraí ardluacha, mar shampla cailciam, maignéisiam agus clóiríd sóidiam. Is féidir eilimintí tearc-chré - lena n-áirítear litiam, strointiam, tóiriam agus rubidiam - a bhaint as sáile freisin.

Le déanaí, de bharr brúnna margaidh domhanda eilimintí tearc-chré, tá infhaighteacht agus soláthar miotail neamhchoitianta chun tosaigh i bpléití forbartha inbhuanaithe agus cláir oibre taighde. Úsáidtear na miotail seo chun comhpháirteanna lárnacha go leor táirgí a mhonarú, lena n-áirítear aerárthaí, gluaisteán, fóin chliste agus feistí bithleighis.

Tá méadú ag teacht ar an aitheantas go mbeidh gá le méideanna móra de mhiotail annamha agus d’eilimintí lómhara chun teicneolaíochtaí fuinnimh ghlana agus táirgí, próisis agus déantúsaíochta inbhuanaithe a fhorbairt agus a imscaradh, lena n-áirítear miotail ghrúpa platanam amhail litiam, copar, cóbalt, airgead agus ór.

Léiríonn na treochtaí teicneolaíochta is déanaí go bhfuil maignéisiam in ionad alúmanam sna tionscail feithicleach, ríomhaireachta agus fón póca toisc go bhfuil maignéisiam níos mó ná 30% níos éadroime. Cé go bhfuil foinsí teoranta maignéisiam ar fud an domhain, tá cuid mhór maignéisiam san uisce farraige, ar féidir é a aisghabháil trína dhíriú ar sháile díshalannaithe agus ansin é a bhaint trí asaithe roghnach.
Le blianta beaga anuas, tá éagsúlacht de theicneolaíochtaí tiúchana sáile agus eastóscadh mianraí forbartha ag an tionscal díshalannaithe chun táirgí atá luachmhar ó thaobh tráchtála de ó sháile a mhonarú.

Is gnóthas níos neamhdhíobhálaí don chomhshaol é mianraí a bhaint as uisce farraige ná mianadóireacht ar thalamh.

Ní éilíonn mianadóireacht uisce farraige fíoruisce le próiseáil agus ní tháirgeann sé méid mór uisce éillithe nó dramhaíola a dteastaíonn diúscairt air.

Ina theannta sin, is féidir leis na teicneolaíochtaí nua seo maidir le tiúchan sáile a laghdú go suntasach nó deireadh a chur go hiomlán le scaoileadh sáile isteach san aigéan.

De réir mar a fhorbraíonn teicneolaíocht acmhainní sáile, is féidir leis an ioncam ó eastóscadh tráchtála mianraí ardluacha (amhail maignéisiam, litiam, agus clóiríd sóidiam íon) ó sháile an costas a bhaineann le táirgeadh uisce díshalannaithe a fhritháireamh, rud a chlaochlú uisce díshalannaithe ón bhfoinse inbhuanaithe is costasaí. soláthar fionnuisce chuig an bhfoinse soláthair fionnuisce is ísle costais.
D’fhéadfadh aisghabháil acmhainní sáile a bheith ríthábhachtach freisin chun dúshlán inbhuanaitheachta fuinnimh an díshalannaithe a réiteach. Úsáidfidh an chéad ghlúin eile de stáisiúin chumhachta núicléacha tóiriam agus rúidiam in ionad úráiniam mar bhreosla núicléach.

Is féidir le stáisiúin chumhachta núicléacha beaga a bhfuil cumhacht idir 10 agus 50 meigeavata acu leictreachas a sholáthar do ghléasraí díshalannaithe móra agus meánmhéide. Is é príomhbhuntáiste na foinse fuinnimh nua seo gur féidir cainníochtaí leordhóthanacha amhábhar a bhaint go díreach ó sháile an ghléasra díshalannaithe. Chomh maith le bheith bainte go héasca as sáile, buntáiste eile a bhaineann leis na heilimintí tearc-chré seo ná nach féidir iad a úsáid chun airm núicléacha a dhéanamh, rud a fhágann gur amhábhar nua sáile díshalannaithe chun fuinneamh adamhach a úsáid go síochánta agus a thugann buntáistí níos mó don chine daonna.

Is minic gurb iad na ceimiceáin a úsáidtear chun seicní osmosis droim ar ais goirt agus uisce farraige a ghlanadh na ceimiceáin chéanna a úsáidtear i taos fiacla, gallúnach agus glantach tráchtála. Is minic a dhéileáiltear le hiasnite agus uisce níocháin membrane chun solaid nó ábhar salaithe eile a bhaint sula gcuirtear leis an tiúchan díshalannaithe lena scaoileadh. Úsáideann na próisis díshalannaithe úrscothacha a úsáidtear i ngléasraí díshalannaithe nua-aimseartha ceimiceáin an-teoranta.

Tá na ceimiceáin go léir a chuirtear le linn na bpróiseas cóireála díshalannaithe éagsúla de ghrád bia, in-bhithmhillte, agus déantar iad a scagadh go sonrach le bheith neamh-tocsaineach don bheatha uisceach. Tá doirteadh plandaí díshalannaithe neamh-tocsaineach agus neamhdhíobhálach don bheatha mhuirí freisin agus tá siad deartha chun díghrádú go tapa gan athruithe buana a dhéanamh ar an éiceachóras muirí mórthimpeall.

Le déanaí, tá díshalannú tar éis bogadh i dtreo díshalannú saor ó cheimiceáin agus aisghabháil mianraí luachmhara agus miotail neamhchoitianta as an tiúchan, agus táthar ag súil go mbeidh díshalannú ar cheann de na roghanna soláthair uisce is neamhdhíobhálaí don chomhshaol agus is inbhuanaithe sa chéid seo.

Le cúig bliana anuas, tá go leor tíortha ina bhfuil gléasraí díshalannaithe móra, mar shampla an Astráil, an Spáinn, an Araib Shádach, agus áiteanna eile sa Mheánoirthear, tar éis tús a chur le cláir chuimsitheacha díshalannaithe glasa a chur i bhfeidhm atá dírithe ar líon agus éagsúlacht na gceimiceán a úsáidtear sa díshalannú a laghdú. próiseas táirgthe. Bainfidh na pleananna seo leas as an dul chun cinn is déanaí i dteicneolaíocht agus i dtaighde díshalannaithe chun na háiseanna go léir atá ann faoi láthair a thiontú ina monarchana díshalannaithe saor ó cheimiceáin.

Go stairiúil d'úsáid gléasraí díshalannaithe fochlóirít sóidiam chun uisce isteach a chlóiríniú chun fás orgánach muirí a chosc sna píopaí inlet agus ar na seicní osmosis droim ar ais.

Thréig formhór na n-oibreoirí gléasra díshalannaithe an cleachtas seo beagnach deich mbliana ó shin agus anois ní úsáideann siad ach clóiríniú uair nó dhó sa mhí ar feadh 6 go 8 uair an chloig gach uair.

Ina theannta sin, ní úsáideann roinnt bainisteoirí gléasra díshalannaithe aon díghalráin ar an uisce farraige atá ag teacht isteach mar is fearr leo an córas réamhchóireála gléasra díshalannaithe a úsáid chun bithshalannú a rialú seachas ceimiceáin.

Is iad clóiríd feiric agus sulfáit ferric na théachtáin is coitianta a úsáidtear le haghaidh réamhchóireáil uisce farraige. San am atá caite, cuireadh na ceimiceáin seo leis ag ráta seasta agus i méideanna réasúnta ard.

Tá monatóireacht uathoibríoch glactha ag an tionscal díshalannaithe ar an ábhar solad san uisce farraige agus déanann sé an dáileog théachtach a choigeartú go huathoibríoch i gcomhréir leis an méid soladacha atá ar fuaidreamh san uisce.

Tá an chuid is mó de phlandaí ar fud an domhain tar éis glacadh leis an straitéis oibriúcháin seo le 10 mbliana anuas, ag laghdú úsáid théachtáin go dtí níos lú ná leath den mhéid a bhíodh ann.

Go dtí deich mbliana ó shin, d'úsáid go leor gléasraí díshalannaithe aigéid agus flocculants chun an cheimic cóireála uisce a bharrfheabhsú.

Sa lá atá inniu ann, ní úsáideann na gléasraí díshalannaithe is forbartha agus na n-innealtóirí a bhfuil taithí acu aigéid agus flocculants le haghaidh réamhchóireála a thuilleadh, ach bíonn siad ag brath ar chórais agus ar oibríochtaí réamhchóireála optamaithe chun an cheimic cóireála uisce a bhainistiú.

Go dtí an 2010, baineadh úsáid as frithscalants agus hiodrocsaíd sóidiam go coitianta i go leor gléasraí díshalannaithe, go príomha chun scálú a chosc mar gheall ar bhaint bórón as an uisce díshalannaithe. In 2011, mhéadaigh an Eagraíocht Dhomhanda Sláinte an teorainn threoirlíne do bhórón in uisce óil ó 0.5 mg/L go 2.4 mg/L, agus ó shin i leith, tá deireadh curtha ag formhór na ngléasraí díshalannaithe le hiodrocsaíd sóidiam agus frithscalants a chur leis.

Is é an chéad chéim eile maidir le glacadh le teicneolaíochtaí nua atá saor ó cheimiceáin agus atá bunaithe ar fhuinneamh in-athnuaite ná an t-uisce díshalannaithe a iarchóireáil ag baint úsáide as cailciam a bhaintear as sáile, seachas úsáid a bhaint as comhdhúile cailciam atá ar fáil ar bhonn tráchtála mar aol.

Éilíonn scaradh salainn ó uisce farraige go leor fuinnimh chun an brú osmotic a tharlaíonn go nádúrtha ar an membrane osmosis droim ar ais a shárú. Cé go bhfuil an lorg carbóin a bhaineann le huisce óil a tháirgeadh ó uisce díshalannaithe níos airde ná uisce óil a tháirgeadh ó fhoinsí fionnuisce traidisiúnta, tá sé níos ísle ná gníomhaíochtaí daonna eile a fheabhsaíonn cáilíocht na beatha, mar shampla bia a chuisniú, uisce folctha a théamh, carr príobháideach a thiomáint nó eitilt. in eitleán.

Faoi láthair, úsáideann formhór na monarchana díshalannaithe breoslaí iontaise chun leictreachas a ghiniúint. Mar sin féin, tá roinnt tionscadal cumhachta gaoithe le déanaí san Astráil curtha i bhfeidhm ag gléasraí díshalannaithe SWRO, a ghineann an oiread leictreachais agus a úsáideann na gléasraí díshalannaithe. Tá roinnt tíortha sa Mheánoirthear agus san Afraic Thuaidh tar éis dul i mbun tionscnaimh chun punann láidir de ghléasraí cumhachta fuinnimh in-athnuaite a fhorbairt chun leictreachas a sholáthar le haghaidh díshalannaithe.

Agus roghanna eile fuinnimh in-athnuaite á bhfiosrú, tá ionaid taighde den scoth sna Stáit Aontaithe, san Araib Shádach agus san Eoraip ag forbairt glúin nua de ghléasanna aisghabhála fuinnimh, caidéil ardbhrú agus seicní a bhfuil sé mar aidhm acu an tomhaltas fuinnimh iomlán díshalannaithe a laghdú go dtí níos lú ná 2.45 kWh/m³agus an t-éileamh ar fhuinneamh ó dhíshalannú droim ar ais osmóis go dtí níos lú ná 1.8 kWh/m³. Laghdóidh an dul chun cinn seo ídiú iomlán fuinnimh agus lorg carbóin na ngléasraí díshalannaithe faoi níos mó ná 30%.

Ó tugadh isteach an chéad malartóir brú i 2001, mhéadaigh an teicneolaíocht suaiteach seo éifeachtúlacht aisghabhála fuinnimh díshalannaithe ó 75% go 96%. Mar sin féin, tá deis ann fós aisghabháil fuinnimh a mhéadú go dtí an t-uasmhéid teoiriciúil de 99%.