Meerwasserentsalzung ist die Verwendung von Meerwasserentsalzung zur Gewinnung von Süßwasser. [1] Es ist eine inkrementelle Open-Source-Technologie, um die Nutzung von Wasserressourcen zu realisieren. Es kann die Gesamtmenge an Süßwasser erhöhen und wird nicht von Zeit, Raum und Klima beeinflusst. Es kann die stabile Wasserversorgung des Trinkwassers der Küstenbewohner und des Nachspeisewassers von Industriekesseln sicherstellen.

Die Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser wird Meerwasserentsalzung genannt. Die verwendeten Meerwasserentsalzungsverfahren umfassen Meerwassergefrierverfahren, Elektrodialyseverfahren, Destillationsverfahren, Umkehrosmoseverfahren und Ammoniumcarbonationenaustauschverfahren. Die Anwendung von Umkehrosmose-Membranverfahren und Destillationsverfahren ist der Mainstream auf dem Markt. Mehr als 100 wissenschaftliche Forschungseinrichtungen in mehr als 10 Ländern der Welt forschen an der Meerwasserentsalzung und Hunderte von Meerwasserentsalzungsanlagen mit unterschiedlichen Strukturen und Kapazitäten sind in Betrieb. Eine moderne Großentsalzungsanlage kann täglich Tausende, Zehntausende oder sogar fast eine Million Tonnen Frischwasser produzieren. Die Wasserkosten sinken ständig. In einigen Ländern, es wurde fast auf den Preis von Leitungswasser reduziert. Das Entsalzungswasser hat in einigen Gebieten das Ausmaß der nationalen und städtischen Wasserversorgung erreicht.

Hauptzweck

Meerwasserentsalzung ist die Verwendung von Meerwasserentsalzung zur Gewinnung von Süßwasser. [3] Es handelt sich um eine inkrementelle Open-Source-Technologie, um die Nutzung von Wasserressourcen zu realisieren. Es kann die Gesamtmenge an Süßwasser erhöhen, ohne von Zeit, Raum und Klima beeinflusst zu werden. Die Wasserqualität ist gut und der Preis wird immer günstiger. Es kann die stabile Wasserversorgung des Trinkwassers der Küstenbewohner und des Nachspeisewassers von Industriekesseln sicherstellen. Die Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser wird Meerwasserentsalzung genannt. [4]

Die Meerwasserentsalzung dient hauptsächlich der Bereitstellung von Trinkwasser und landwirtschaftlichem Wasser. Manchmal entsteht als Nebenprodukt Speisesalz. Entsalzung ist im Nahen Osten beliebt und wird auch auf einigen Inseln und Schiffen eingesetzt.

Die kumulative Entsalzungskapazität von Chinas gebauten und bevorstehenden Projekten beträgt etwa 600000 Tonnen / Tag. Aus Sicht der politischen Planung gibt es in den nächsten zehn Jahren mehr als das Fünffache der Marktkapazität der Industrie, und die Aussichten sind optimistisch. Die Kosten für die Meerwasserentsalzung wurden auf 4-5 Yuan / Tonne gesenkt und die Wirtschaftlichkeit wurde erheblich verbessert. In Anbetracht der Kostensenkung, die der zukünftige technologische Fortschritt und die politische Unterstützung mit sich bringen, wird erwartet, dass die Meerwasserentsalzungsindustrie in Zukunft explosionsartig wachsen wird.

Historische Entwicklung

Meerwasserentsalzung

Meerwasserentsalzung ist seit Hunderten von Jahren ein Traum der Menschheit. In der Antike gab es Geschichten und Legenden über die Entfernung von Salz aus Meerwasser. Die groß angelegte Anwendung der Meerwasserentsalzungstechnologie begann im trockenen Nahen Osten, ist jedoch nicht auf diese Region beschränkt. Da mehr als 70 % der Weltbevölkerung im Umkreis von 120 Kilometern vom Meer leben, wird die Meerwasserentsalzungstechnologie seit mehr als 20 Jahren in vielen Ländern und Regionen außerhalb des Nahen Ostens schnell eingesetzt. Das zeigen die neuesten Informationen.

Bereits vor 400 Jahren bot das britische Königshaus eine Belohnung für wirtschaftliche Entsalzungsmethoden.

Aber erst im 16. Jahrhundert begannen die Menschen, sich um die Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser zu bemühen. Damals benutzten europäische Entdecker den Ofen des Schiffes, um Meerwasser zu kochen, um während ihrer langen Reise Süßwasser herzustellen. Das Erhitzen von Meerwasser zur Dampferzeugung, Kühlung und Kondensation kann zu reinem Wasser werden, was die Erfahrung des täglichen Lebens und der Beginn der Meerwasserentsalzungstechnologie ist.

Entsalzung im modernen Sinne wurde erst nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelt. Nach dem Krieg entwickelten sich Wirtschaft und Bevölkerung dieser Region aufgrund der kräftigen Ölförderung im Nahen Osten durch internationales Kapital rasant, und der Bedarf an Süßwasserressourcen in dieser ursprünglich trockenen Region stieg von Tag zu Tag. Die einzigartige geografische Lage und die klimatischen Bedingungen im Nahen Osten, gepaart mit seinen reichen Energieressourcen, machen die Meerwasserentsalzung zu einer realistischen Wahl, um die Knappheit an Süßwasserressourcen in der Region zu lösen, und stellen die Anforderungen an groß angelegte Meerwasserentsalzungsanlagen.

Seit den 1950er Jahren hat sich die Meerwasserentsalzungstechnologie mit der Verschärfung der Wasserressourcenkrise beschleunigt. Unter den mehr als 20 entwickelten Entsalzungstechnologien haben Destillation, Elektrodialyse und Umkehrosmose das Niveau der industriellen Großproduktion erreicht [5] und werden weltweit verbreitet eingesetzt.

Bereits 1958 forschte der Forscher Shi Song erstmals in China zur Meerwasserentsalzung mit Ionenaustauschmembran-Elektrodialyse. Zuvor, im Jahr 1953, schlug CE Reid vor, dass das US-Innenministerium die Umkehrosmoseforschung in den nationalen Plan einbeziehen sollte.

In den frühen 1960er Jahren kam die mehrstufige Flash-Entsalzungstechnologie auf, und die moderne Entsalzungsindustrie ist in eine Ära einer rasanten Entwicklung eingetreten.

Anschließend organisierte die State Science and Technology Commission 1967 einen nationalen Kampf um die Meerwasserentsalzung und organisierte einen nationalen Elitekampf um die Meerwasserentsalzung in verschiedenen Disziplinen wie Wasseraufbereitung und analytische Chemie, Materialchemie und Strömungsmechanik.

Meerwasserentsalzung

1970 versammelten sich die Hauptstreitkräfte der Schlacht in Hangzhou in der Provinz Zhejiang und organisierten das erste Meerwasserentsalzungslabor des Landes. Während dieser Zeit haben sie Elektrodialysetechnologie zur Meerwasserentsalzung eingesetzt, erfolgreich eine spezielle mikroporöse Filtermembran für die Meeresüberwachung entwickelt und die weltweit größte Elektrodialyse-Meerwasserentsalzungsstation gebaut - die Meerwasserentsalzungsstation der Insel Xisha Yongxing. Einst weltweit führend in der Meerwasserentsalzung.

1982 wurde in Hangzhou mit Zustimmung der Abteilung der Chinesischen Gesellschaft für Wissenschaft und Technologie die Chinesische Gesellschaft für Entsalzung und Wasserwiederverwendung gegründet. Nach zehn Jahren der Katastrophe schwächte sie sich jedoch immer noch ab. Zu diesem Zeitpunkt wurden die vollaromatische Polyamid-Verbundmembran und ihre Rollenkomponenten in den Vereinigten Staaten weit über den Ozean hinaus prominent veröffentlicht.

Im Jahr 1984 gründete die State Oceanic Administration das Forschungs- und Entwicklungszentrum für Wasseraufbereitungstechnologie in Hangzhou der State Oceanic Administration mit dem Forschungsbüro für Meerwasserentsalzung als Hauptorgan. China begann, auf die Membrantechnologie zu achten. Die Verbundmembran und ihre gewickelten Komponenten für die Meerwasserentsalzung in den Vereinigten Staaten wurden jedoch in einem großen Gebiet kommerzialisiert und national und zivil verwendet.

Um die Lücke zwischen der Membrantechnologie und der Welt zu schließen, gründete Junding von der State Science and Technology Commission 1992 das nationale Forschungszentrum für Membrantechnologie zur Flüssigkeitstrennung, das auf dem Forschungs- und Entwicklungszentrum für Wasseraufbereitungstechnologie des Staates Hangzhou basiert Oceanic Administration, und begann leise heimische Umkehrosmose-Membranen zu entwickeln.

Bis 2003 wurden weltweit Meer- und Brackwasserentsalzungsanlagen gebaut und beauftragt, mit einer Produktionskapazität von 36 Millionen Tonnen Frischwasser pro Tag. Die Meerwasserentsalzung hat sich auf 125 Länder und Regionen auf der ganzen Welt ausgebreitet, und entsalztes Wasser ernährt etwa 5 % der Weltbevölkerung. Tatsächlich ist die Meerwasserentsalzung in vielen Ländern der Welt zu einer weit verbreiteten strategischen Wahl geworden, um das Problem der Wasserknappheit zu lösen. Seine Wirksamkeit und Zuverlässigkeit sind weithin anerkannt.

Vor dem 21. Jahrhundert wurde die Umkehrosmose-Membrantechnologie vom Ausland monopolisiert, während China erst Ende der 1990er Jahre begann, die Produktionstechnologie von Umkehrosmosemembranen zu beherrschen. Diese Geschichte lässt sich bis in die frühen Tage der Gründung der Volksrepublik China zurückverfolgen, als unsere nationalen Führer die Perspektive der Meerwasserentsalzung und ihre Rolle in der Gesellschaft in der Zukunft erkannt hatten.

Umkehrosmose

Es handelt sich um eine Membrantrenn- und Entsalzungsmethode, die erst 1953 verwendet wurde. Diese Methode verwendet eine halbdurchlässige Membran, die nur das Eindringen von Lösungsmitteln und nicht das Eindringen von gelösten Stoffen zulässt, um Meerwasser von Süßwasser zu trennen. Unter normalen Umständen diffundiert Süßwasser durch die semipermeable Membran zur Meerwasserseite, so dass der Flüssigkeitsspiegel auf der Meerwasserseite allmählich ansteigt und erst ab einer bestimmten Höhe stoppt. Dieser Vorgang ist Infiltration. Zu diesem Zeitpunkt wird der statische Druck der Wassersäule über der Meeresseite als osmotischer Druck bezeichnet.

Wenn ein äußerer Druck größer als der osmotische Druck von Meerwasser auf eine Seite des Meerwassers ausgeübt wird, wird das reine Wasser im Meerwasser die Osmose in Süßwasser umkehren. Der größte Vorteil der Umkehrosmose ist die Energieeinsparung. Sein Energieverbrauch beträgt nur 1 / 2 des Elektrodialyse- und 1 / 40 des Destillationsprozesses. Daher haben Industrieländer wie die Vereinigten Staaten und Japan seit 1974 ihren Entwicklungsschwerpunkt sukzessive auf die Umkehrosmose verlagert.

Die Meerwasserentsalzungstechnologie mit Umkehrosmose hat sich schnell entwickelt, und die Projekt- und Betriebskosten wurden kontinuierlich gesenkt. Der Hauptentwicklungstrend besteht darin, den Betriebsdruck der Umkehrosmosemembran zu reduzieren, die Rückgewinnungsrate des Umkehrosmosesystems zu verbessern, eine kostengünstige und effiziente Vorbehandlungstechnologie zu verwenden und die Verschmutzungsbeständigkeit des Systems zu verbessern.