Containerisierte Meerwasserentsalzung: Eine Süßwasserlösung für die Vereinigten Staaten

Nutzbares Wasser ist in den Vereinigten Staaten eine rapide schwindende Ressource. Abgesehen von Wassersparmaßnahmen, containerisierte Industrie EntsalzungssystemIn Bundesstaaten wie Florida, Texas und Kalifornien, wo Süßwasser ohnehin knapp ist, sind die Gemeinden gezwungen, alternative Trinkwasserquellen in Betracht zu ziehen. Abgesehen vom Wassersparen bieten industrielle Container-Entsalzungsanlagen eine ideale Methode zur zuverlässigen Gewinnung von sauberem Wasser.

Energieverbrauch

Bild 1 Entsalzung

XJY Entsalzungist die am wenigsten kosteneffektive Lösung, wenn es um die Bereitstellung von Frischwasser geht, insbesondere im industriellen Bereich. Je nach Art der Entsalzung können die Kosten im Vergleich extrem hoch ausfallen, manchmal sogar 100-mal höher allein beim Stromverbrauch. In diesem Zusammenhang Umkehrosmose Die Umkehrosmose-Entsalzung ist ideal, da sie nur 15-mal teurer ist als die Grundwasseraufbereitung. Um dies zu verdeutlichen: Würden die USA ihr gesamtes Trinkwasser aus der Umkehrosmose-Entsalzung gewinnen, entspräche dies einem Mehrverbrauch von 10 Prozent – ​​was in etwa einem zusätzlichen Kühlschrank pro Haushalt entspricht (wie in einem Artikel der AMTA aus dem Jahr 2009 dargelegt).

Großtechnische Umkehrosmose-Entsalzungsanlagen können zudem Energierückgewinnungssysteme nutzen, um den Leistungsbedarf ihrer Pumpen zu reduzieren und den Energiebedarf unter optimalen Bedingungen um mehr als die Hälfte zu senken. Der dadurch entstehende Mehrverbrauch ist zwar immer noch mit hohen Kosten verbunden, doch unter Berücksichtigung der Energierückgewinnungssysteme ist eine industrielle Umkehrosmose-Entsalzungsanlage günstiger als der Transport von Trinkwasser über Landesgrenzen hinweg. Da es nur wenige regenunabhängige Wasserquellen gibt, mag die Entsalzung zwar teurer erscheinen, bietet aber im Gegenzug eine konstant zuverlässige Wasserversorgung. Da die industrielle Entsalzung nicht vom Regen abhängig ist, stellt Dürre kein Problem mehr dar.

Abwasserentsorgung

Im Vergleich zu anderen Entsalzungssystemen bietet die Umkehrosmose viele Vorteile. Die Schwierigkeit liegt jedoch in der Entsorgung des Abwassers. Für jeden durch Umkehrosmose gewonnenen Liter Süßwasser wird eine äquivalente Menge an Salzlauge abgeleitet. Diese Salzlauge besteht im Wesentlichen aus einem Schlamm aus Salzen und Mineralien, und ihre Einleitung ins Meer wäre nicht nur gefährlich für die lokalen Meereslebensräume, sondern auch in den USA illegal.

Wie die meisten industriellen Prozesse erzeugt auch die Umkehrosmose-Entsalzung ein Abfallprodukt, das umweltgerecht und mit minimalen Auswirkungen entsorgt werden kann. An natürlichen Orten, beispielsweise an der Schnittstelle von Süßwasser und Salzwasser, ist dies möglich. Das Einleiten von hochkonzentriertem Salzwasser in ein Gebiet, in dem sich bereits Salz- und Süßwasser vermischen, verringert die Umweltbelastung. Ebenso minimiert die großflächige Verteilung der Sole auf dem Meeresboden (beispielsweise über ein Rohrnetz) die Umweltauswirkungen. Stehen diese Optionen nicht zur Verfügung, kann die Sole auf natürliche Weise zu Speisesalz verdampfen – ein gängiges Verfahren in bestehenden Entsalzungsanlagen.

Containerisierte Umkehrosmose-Entsalzungsanlage.

Entsalzungsanlagen (insbesondere Umkehrosmoseanlagen) stehen vor ähnlichen Problemen wie herkömmliche Wasseraufbereitungsanlagen: Die Planung ist kostspielig, der Bau komplex, und die Anlagen können auf drastische Veränderungen der Produktumgebung nicht reagieren – Probleme, die beim Bau von Wasseraufbereitungsanlagen in den USA kontinuierlich angegangen werden müssen. Jüngste technologische Entwicklungen haben jedoch zu containerisierten Entsalzungssystemen geführt, also Umkehrosmoseanlagen, die in 20- oder 40-Fuß-Containern untergebracht sind. Dieses System löst nicht nur die ökologischen Herausforderungen der großtechnischen Entsalzung, sondern auch die logistischen Probleme beim Anlagenbau.

Abbildung 2 Containerisierte Entsalzung

Die Errichtung eines Fundaments für eine Entsalzungsanlage ist komplex und kostspielig. Grundstücke direkt am Meer in Kalifornien sind beispielsweise extrem teuer. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Entsalzungsanlage benötigt ein Containersystem deutlich weniger Platz, da lediglich ein Betonfundament für den Container erforderlich ist. Containersysteme sind zudem modular aufgebaut und lassen sich daher bei Bedarf an zusätzlicher Kapazität problemlos in Reihe schalten.

Ein containerisiertes Entsalzungssystem, bestehend aus einem Energierückgewinnungssystem und der gesamten notwendigen Vorbehandlung, kann bis zu einer halben Million Gallonen Wasser pro Tag produzieren. Während herkömmliche Entsalzungsanlagen in den USA täglich mehrere zehn Millionen Gallonen Wasser erzeugen, ist der Platz für diese großen Anlagen sehr begrenzt. Speichercontainer hingegen lassen sich nahezu überall aufstellen.

Um das Ganze in Relation zu setzen: Gäbe es für jede 10 Meilen der 840 Meilen langen Küste Kaliforniens eine containerisierte Entsalzungsanlage, würden diese 42 Millionen Gallonen Wasser pro Tag produzieren – genug, um jährlich 47.000 Menschen mit einer dürresicheren Wasserversorgung zu versorgen.

Anpassungsfähigkeit

Die Qualität von Rohwasser kann sich innerhalb kurzer Zeit drastisch verändern. Verschmutzungen, Algenblüten, Meeresströmungen und andere Ereignisse können die Wasserproduktion über einen längeren Zeitraum unterbrechen. Eine mobile Entsalzungsanlage hingegen kann an einen neuen Standort verlegt werden und innerhalb eines Tages wieder Wasser aufbereiten, sodass sich die Region erholen kann. Diese tragbaren Systeme eignen sich auch ideal für die Katastrophenhilfe, da sie das Wasser schnellstmöglich dorthin leiten, wo es benötigt wird. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine mobile Anlage je nach Bedarf des Betreibers sowohl temporär als auch permanent eingesetzt werden kann.

Anpassbarkeit

A containerisiertes Entsalzungssystem Jedes System wird individuell geplant und auf Bestellung gefertigt. Das ist an sich zwar nicht einzigartig, doch die vielfältigen Optionen machen es zu einer wichtigen und vielseitigen Ressource. Die elektrische Anlage beispielsweise ist vollständig in einem geschlossenen System untergebracht, was die Wartung erheblich vereinfacht. Die flache Oberseite des Containers eignet sich ideal für die Montage von Solarmodulen und ermöglicht so den netzunabhängigen Betrieb einer industriellen Entsalzungsanlage, völlig unabhängig vom nationalen Stromnetz. Darüber hinaus kann ein Container vollständig isoliert und klimatisiert werden, sodass er in jeder Umgebung bei optimalen Temperaturen arbeitet.

Für eine verlässliche, planbare Wasserquelle, die unabhängig von Niederschlägen ist und die verfügbaren Süßwasserquellen nicht beeinträchtigt, bieten containerisierte Entsalzungssysteme einen modularen Ansatz, der die Art und Weise, wie wir Wasser reinigen, revolutionieren könnte.