Afsaltun í gámum: Lausn fyrir ferskvatn í Bandaríkjunum

Nýtanlegt vatn er ört minnkandi auðlind í Bandaríkjunum. Fyrir utan náttúruvernd eru gámaframleiðslur í iðnaði... Afsöltunarkerfieru kjörin aðferð til að framleiða áreiðanlegt og hreint vatn. Í ríkjum eins og Flórída, Texas og Kaliforníu þar sem ferskvatn er af skornum skammti til að byrja með eru samfélög neydd til að íhuga aðrar uppsprettur drykkjarvatns. Burtséð frá náttúruvernd eru iðnaðarafsaltunarkerfi í gámum kjörin aðferð til að framleiða áreiðanlegt og hreint vatn.

Orkunotkun

mynd 1 Afsöltun

XJY afsaltuner óhagkvæmasta lausnin þegar kemur að því að útvega ferskt vatn, sérstaklega í iðnaðarumhverfi. Kostnaðurinn getur orðið mjög hár í samanburði, jafnvel 100 sinnum dýrari í rafmagni einu sér, allt eftir því um hvaða tegund afsaltunar er að ræða. Í þessu sambandi, Öfug osmósa Afsaltun með (RO) er tilvalin og er aðeins 15 sinnum dýrari en grunnvatnshreinsun. Til að setja þetta í raunveruleikanum, ef Bandaríkin fengju allt ferskvatn sitt frá afsaltun með RO, þá myndi það þýða 10 prósenta orkuaukningu - sem jafngildir nokkurn veginn viðbótar ísskáp í hverju heimili (eins og fram kemur í grein sem AMTA birti árið 2009).

Einnig geta stórfelld RO afsaltunarkerfi notað orkuendurheimtarkerfi til að draga úr hestöflum sem dælurnar þurfa, sem dregur úr orkuþörf um meira en helming við kjöraðstæður. Aukning orkunotkunar er enn dýr, en miðað við orkuendurheimtarkerfi sem eru til staðar er iðnaðar RO afsaltunarkerfi ódýrara en að dæla hreinu vatni yfir fylkismörk. Þar sem mjög fáar vatnslindir eru óháðar úrkomu getur afsaltun verið dýrari, en í staðinn er veitt stöðugt áreiðanleg vatnslind. Án þess að vera háð rigningu gerir iðnaðar afsaltun þurrk að óþörfu.

Förgun skólps

Í samanburði við önnur afsaltunarkerfi býður afsaltunarkerfi með ro-útfellingu (RO) upp á marga kosti. Erfiðleikarnir felast hins vegar í förgun skólps. Fyrir hvern gallon af ferskvatni sem framleiddur er með RO er jafnmikið magn af saltvatnsúrgangi losað. Þessi úrgangur er í raun seyja af salti og steinefnum og losun hans í hafið væri ekki aðeins hættuleg fyrir staðbundin sjávarbúsvæði heldur einnig ólögleg í Bandaríkjunum.

Hins vegar, eins og flest iðnaðarferli, framleiðir afsaltunarferli með rofsuðu (RO) úrgangsefni sem hægt er að farga á ábyrgan hátt með lágmarksáhrifum á umhverfið, og það eru náttúrulegir staðir þar sem þetta er mögulegt, eins og þar sem ferskvatnsuppspretta mætir saltvatnsuppsprettu. Að losa of saltvatn á svæði þar sem saltvatn og ferskvatn blandast þegar saman dregur úr áhrifum þess á umhverfið. Á sama hátt dregur losun saltvatnsúrgangs yfir stórt svæði á hafsbotni (til dæmis í gegnum pípulagnir) einnig úr áhrifum þess á umhverfið. Ef hvorugt þessara er mögulegt er hægt að gufa upp saltvatnsúrgang á náttúrulegan hátt í atvinnusalt - algeng aðferð í núverandi afsaltunarstöðvum.

Afsaltunarkerfi með öfugri osmósu í ílátum.

Afsaltunarstöðvar (sérstaklega RO-aðstöður) glíma við mörg af sömu vandamálum og eru til staðar í hefðbundnum vatnsframleiðslustöðvum: Þessar aðstöður eru dýrar í skipulagningu, flóknar í byggingu og geta ekki tekist á við stórkostlegar breytingar á umhverfi framleiðslunnar - vandamál sem þarf stöðugt að taka á þegar vatnsverksmiðja er byggð í Bandaríkjunum. Hins vegar hefur nýleg tækniþróun leitt til gámabundinna afsaltunarkerfa, RO-verksmiðju sem er byggð úr 20 eða 40 feta geymsluílátum. Þetta kerfi tekur ekki aðeins á umhverfisáskorunum sem fylgja stórfelldri afsaltun heldur einnig skipulagsvandamálum sem fylgja byggingu verksmiðjunnar.

Mynd 2 Afsaltun í gámum

Að leggja grunn að verksmiðju er flókið og kostnaðarsamt. Landsvæði við sjóinn í Kaliforníu, til dæmis, eru afar dýrt. Í samanburði við hefðbundna afsaltunarstöð hefur gámakerfi verulega minnkað fótspor og þarfnast aðeins steypts grunns fyrir gáminn. Gámakerfi eru einnig mátbyggð og því auðvelt að setja þau upp í röð ef þörf er á aukinni afkastagetu.

Afsaltunarkerfi í gámum, sem samanstendur af orkuendurvinnslukerfi og allri nauðsynlegri forvinnslu, getur framleitt hálfa milljón gallona af vatni á dag. Þó að hefðbundnar afsaltunarstöðvar í Bandaríkjunum framleiði tugi milljóna gallona af vatni á dag, er pláss fyrir þessar stóru mannvirki af skornum skammti. Geymsluílát, hins vegar, geta komið fyrir nánast hvar sem er.

Til að setja þetta í samhengi, ef það væri ein afsaltunarstöð í gámum fyrir hverja 16 kílómetra af 1360 kílómetra strandlengju Kaliforníu, myndi hún framleiða 42 milljónir lítra af vatni á dag - nóg til að sjá 47.000 manns fyrir þurrkaþolnu vatnsveitu árlega.

Aðlögunarhæfni

Gæði uppsprettuvatns geta breyst gríðarlega á stuttum tíma. Leki, þörungablómi, sjóflutningar og aðrir atburðir geta stöðvað vatnsframleiðslu í langan tíma. Hins vegar er hægt að flytja gámabundið afsaltunarkerfi á nýjan stað og hefja vinnslu vatnsins aftur á innan við einum degi, sem gefur svæðinu tíma til að jafna sig. Þessi flytjanlegu kerfi eru einnig tilvalin til að aðstoða við hamfarir, þar sem þau beina vatninu þangað sem þess er þörf eins fljótt og auðið er. Í stuttu máli getur gámabundið kerfi verið eins tímabundið eða eins varanlegt og eigandi þess þarfnast.

Sérsniðinleiki

A afsaltunarkerfi í gámum er alltaf sérsmíðað og smíðað eftir pöntun. Þó að þetta sé ekki endilega einstakt í sjálfu sér, þá eru það möguleikarnir sem í boði eru fyrir þetta kerfi sem gera það að mikilvægri og fjölhæfri auðlind. Rafkerfið, til dæmis, er fullkomlega lokað, sem einfaldar viðhald til muna. Flatt yfirborð gámsins er tilvalið til að setja upp sólarplötur, sem gerir iðnaðarafsaltunarkerfi kleift að starfa utan raforkukerfisins, algjörlega óháð innlendri raforkunotkun. Ennfremur er hægt að einangra gám fullkomlega og stjórna honum, sem gerir honum kleift að starfa við kjörhitastig í hvaða umhverfi sem er.

Til að tryggja áreiðanlega og fyrirsjáanlega vatnsuppsprettu sem er óháð úrkomu og hefur ekki áhrif á tiltækar ferskvatnsuppsprettur, bjóða afsaltunarkerfi í gámum upp á mátbundna nálgun sem gæti vel gjörbylta því hvernig við hreinsum vatn.