Technologinė gėlinimo sistemų raida

Jūros vandens gėlinimo technologijos ištakos atsekė vidurį -19 šimtmečio. Kilus garlaivių pramonei, katilo vandens paklausa iš anksto tyrinėjo gėlo vandens išvežimo iš jūros vandens ištraukimą. 1852 m. Britų inžinieriai išrado pirmąjį distiliavimo laivą, kuris gamino gėlą vandenį per garo kondensaciją, pažymėdami šiluminio gėlinimo technologijos pradžią. Iki septintojo dešimtmečio daugiapakopis distiliavimas „Flash“ (MSF) ir žemos temperatūros daugialypio efekto distiliavimo (MED) technologijos pasiekė industrializaciją. Abu rėmėsi aukštos temperatūros garo šilumos mainų procesais, dėl kurių buvo statybos pirmosios didelio masto gėlinimo vandens valymo įrenginių, tokių kaip Saudo Arabija ir Kuveitas, energijos turtinguose regionuose.

Tačiau šiluminiai metodai susidūrė su tokiais apribojimais kaip didelė energijos suvartojimas ir didelių gabaritų įranga. Proveržis įvyko 1960 m., Kai amerikiečių mokslininkai Reidas ir Bretano išsivystė pirmąją asimetrinę celiuliozės acetato membraną, pasiekdami druskos atmetimo greitį, viršijantį 90%, ir skelbiantys ERA erąGerti RO sistema. Ši naujovė varo membranų atskyrimo technologiją nuo laboratorijų iki inžinerinių programų. Aštuntajame dešimtmetyje Japonijos kompanijos dar labiau pažengė į poliamido kompozicines membranas, leidžiančias RO efektyviai gydyti didelio druskos jūros vandenį. Taigi Ro gėlinimo skyrius pateko į istorinę sceną.

1. Trys šuoliai į membranos medžiagas

- Pirmosios kartos RO membranos (1960–1970): Pirmiausia sudarytos iš celiuliozės acetato, šios membranos pasiekė didelį druskos atmetimą, tačiau nukentėjo nuo prasto atsparumo tankinimui ir trumpai.

- Antrosios kartos poliamido kompozicinės membranos (1972): Įgalinta tarpfazinės polimerizacijos, šios membranos padidino druskos atmetimą iki 99,5%, tuo pačiu žymiai sumažinant energijos suvartojimą.

- Trečiosios kartos labai sujungtos poliamido membranos (XXI amžius): Nanoskalės porų kontrolės panaudojimas, šios membranos palaikė aukštą druskos atmetimą, tuo pačiu padidindami vandens srautą ir tapo pagrindiniais šiuolaikinių RO sistemų komponentais.

2. Energijos atkūrimo įrenginių naujovės (ERD)

Ankstyvas atvirkštinės osmoso gėlinimo įmonė suvartota iki 10 kWh\/m³, o 60% energijos prarado aukšto slėgio siurbimo sistemose. Slėgio keitiklio komercializavimas padidino tai revoliucijai, pasiekdama daugiau nei 95% energijos atkūrimo efektyvumą, tiesiogiai perduodant slėgį tarp sūrymo ir tiekimo vandens. Post -2010, trečiosios kartos izobariniai ERD, kartu su kintamo dažnio aukšto slėgio siurbliais, sumažino bendrą energijos sąnaudą iki 2,8 kWh\/m³, tai yra 65% sumažėjimas, palyginti su tradiciniais šiluminiais metodais.

3. Sistemos integracija ir proceso optimizavimas

Dešimtajame dešimtmetyje atsirado daugiapakopė jūros vandens gėlinimo RO sistemos konfigūracija. Padalijus membranos modulius į pirminius, antrinius ir tretinio lygio apdorojimo blokus, kurių slėgis tarp pakopos, jūros vandens atkūrimo greitis žymiai pagerėjo. 2005 m. JAV gėlinimo augalai pradėjo „ultrafiltracijos išankstinio apdorojimo + dviejų pakopų RO“ procesą, stabilizuodamas produkto vandenį ištirpusias kietas medžiagas (TDS), mažesnes kaip 300 ppm ir atitinkantis geriamojo vandens standartus. Nuo to laiko ši konfigūracija tapo pasauliniu didelio masto RO gėlinimo įrenginių etalonu.

- 1985 Saudi Arabian Ro gėlinimo gamykla:Kai dienos išvestis yra 56, 000 kubiniai metrai, tai parodė RO technologijos galimybes didelio masto jūros vandens gėlinimui.

- 2009 Izraelio atvirkštinės osmoso gėlinimo augalas:Priėmęs 16- colių membranos elementus ir pažengusius ERD, jis nustatė visuotinį mažiausių vandens gamybos sąnaudų rekordą tuo metu.

Per šešis dešimtmečius vystymosi,Gerti RO sistemanuosekliai siekė „mažesnės energijos suvartojimo, didesnio efektyvumo ir ilgesnės gyvenimo trukmės“. Nuo laboratorinių membranų eksperimentų iki milijonų palaikančių megaprogramių, ši technologija parodo žmonijos sugebėjimą natūralius osmosinius reiškinius paversti vandens krizių sprendimais per materialias inovacijas ir inžinerijos išradingumą.