Le processus de dessalement de l’eau de mer par osmose inverse

Le dessalement de l'eau de mer est une technologie et un processus permettant d'obtenir de l'eau douce à partir de l'eau de mer, ce qui revêt une grande importance pour les régions pauvres en eau. Actuellement, il existe deux méthodes principales pour le dessalement de l’eau de mer à grande échelle : la distillation et l’osmose inverse. Cet article se concentrera sur le processus de dessalement de l’eau de mer par osmose inverse.

Processus de dessalement de l'eau de mer par osmose inverse

Les principales étapes du processus de dessalement d'eau de mer par osmose inverse inclure:

Prise d’eau de mer et prétraitement

1. Prise d'eau de mer : creusez des puits ou construisez des installations de prise d'eau en bord de mer pour introduire l'eau de mer dans le système de prétraitement.

2. Désinfection et élimination des algues : ajoutez des agents chimiques tels que du chlore liquide, de l'hypochlorite de sodium ou du sulfate de cuivre à l'eau de mer d'admission pour éliminer les micro-organismes, les bactéries et les algues. Cette étape empêche la contamination biologique d’affecter le fonctionnement normal des équipements et pipelines ultérieurs.

3. Coagulation et sédimentation : ajoutez des coagulants pour transformer les matières en suspension et les particules colloïdales présentes dans l'eau de mer en particules plus grosses et se déposer.

4. Filtration multimédia : L'eau de mer après coagulation et sédimentation passe à travers des filtres multimédia pour éliminer davantage les petites matières solides et particules en suspension, améliorant ainsi la qualité de l'eau.

5. Chauffage et réglage de la température : chauffez l'eau de mer prétraitée à 20°C-30°C pour améliorer l'efficacité de l'osmose inverse.

Traitement chimique

6. Ajout d'inhibiteur de tartre : en raison de la dureté et de l'alcalinité élevées de l'eau de mer, elle est sujette au tartre dans les équipements. L’ajout d’inhibiteurs de tartre peut empêcher le tartre et garantir un fonctionnement stable à long terme du système.

7. Ajout d'agent réducteur : étant donné que des oxydants ont été ajoutés pendant le processus de désinfection, des agents réducteurs doivent être ajoutés avant d'entrer dans le système d'osmose inverse pour réduire la teneur en chlore résiduel en dessous de 0,1 ppm (ou ORP).<200mV) pour protéger les membranes d'osmose inverse.

Filtration de sécurité

8. Filtration de sécurité : utilisez des filtres de sécurité en acier inoxydable 316L avec une taille de pores de cartouche filtrante généralement de 5 μm pour filtrer les impuretés particulaires de plus de 5 μm de diamètre, protégeant ainsi les pompes haute pression, les dispositifs de récupération d'énergie et les éléments de membrane d'osmose inverse ultérieurs.

Pompe haute pression et récupération d'énergie

9. Pressurisation de la pompe à haute pression : utilisez des pompes à haute pression pour pressuriser l'eau de mer prétraitée à 5-7MPa, fournissant ainsi la pression requise pour le processus d'osmose inverse.

10. Récupération d'énergie : utiliser des dispositifs de récupération d'énergie tels que des turbines hydrauliques pour utiliser la pression de l'eau de mer concentrée déchargée de l'osmose inverse, augmentant ainsi la pression de l'eau d'entrée d'environ 30 %, réduisant ainsi la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.

Processus d'osmose inverse

11. Séparation par osmose inverse : l'eau de mer sous pression entre dans l'unité d'osmose inverse, où les molécules d'eau sont séparées des molécules de sel à travers des membranes semi-perméables. L'eau pure passe à travers la membrane en tant qu'eau produite, tandis que l'eau de mer concentrée est évacuée de l'autre côté.

12. Éléments de membrane d'osmose inverse : sélectionnez des membranes d'osmose inverse hautes performances adaptées au dessalement de l'eau de mer, présentant un rejet de sel élevé, une résistance à la pression, une résistance à l'oxydation et une résistance à l'encrassement.

Traitement de l'eau des produits

13. Ajustement du pH : ajustez la valeur du pH de l'eau du produit d'osmose inverse pour la rendre adaptée à des utilisations spécifiques.

14. Minéralisation : si nécessaire, effectuez un traitement de minéralisation sur l'eau du produit pour ajuster la qualité de l'eau.

Contrôle et surveillance du système

15. Contrôle d'automatisation : utilisez des contrôleurs logiques programmables (PLC) pour créer un système de contrôle avec échantillonnage distribué et surveillance centralisée.

16. Surveillance des paramètres : surveillance en temps réel de la pression du système, du débit, de la conductivité et d'autres paramètres, avec des interrupteurs de protection haute et basse pression et des dispositifs de commutation automatique.

17. Contrôle de fréquence variable : appliquez un contrôle de fréquence variable aux pompes à haute pression, obtenant un démarrage et un arrêt en douceur, économisant de l'énergie et protégeant l'équipement.

18. Rinçage automatique : effectuez un rinçage automatique à basse pression avant et après le démarrage et l'arrêt pour déplacer l'eau de mer concentrée et protéger les surfaces des membranes de la contamination.

19. Gestion des données : affichez, stockez, analysez et imprimez les paramètres du système tels que la température, le débit, la qualité de l'eau et la production d'eau.

Avantages et inconvénients du dessalement de l'eau de mer par osmose inverse

Avantages

1. Faible consommation d'énergie : le processus d'osmose inverse n'implique aucun changement de phase, avec une consommation électrique de seulement 3,0 à 5,5 kWh par tonne d'eau.

2. Équipement compact : L'installation a un faible encombrement, adapté aux applications à différentes échelles.

3. Opération facile : Le fonctionnement et la maintenance du système sont relativement simples.

4. Haute adaptabilité : l'échelle de production d'eau peut être ajustée de manière flexible en fonction de la demande.

Inconvénients

1. Coût élevé de la membrane : Le coût des matériaux des membranes d’osmose inverse est relativement élevé, ce qui affecte les coûts d’exploitation.

2. Exigences strictes de prétraitement : Les exigences élevées en matière de qualité de l’eau d’entrée nécessitent des processus de prétraitement complexes.

3. Qualité de l'eau du produit : La teneur en sel de l'eau du produit est généralement supérieure à 50 mg/L, inférieure à celle des méthodes de distillation.

4. Encrassement et tartre des membranes : Les membranes d'osmose inverse sont sujettes à l'encrassement et au tartre, nécessitant un nettoyage et un remplacement réguliers.

Dessalement de l'eau de mer par osmose inverse La technologie est devenue l'une des technologies dominantes pour le dessalement de l'eau de mer en raison de sa faible consommation d'énergie et de son équipement compact. Grâce aux progrès continus de la technologie des matériaux membranaires et aux améliorations des processus de prétraitement, l’efficacité et la viabilité économique du dessalement de l’eau de mer par osmose inverse s’amélioreront encore. Cependant, lors de l'application, il faut toujours prêter attention à l'importance du prétraitement ainsi qu'à la prévention et au contrôle de l'encrassement de la membrane et des problèmes de tartre afin de garantir un fonctionnement stable à long terme du système.

À l’avenir, le développement de la technologie de dessalement de l’eau de mer s’orientera vers des orientations plus efficaces, plus respectueuses de l’environnement et plus économiques. Combiné avec de nouvelles technologies telles que les énergies renouvelables et le contrôle intelligent, le dessalement de l’eau de mer contribuera davantage à atténuer les problèmes mondiaux de pénurie d’eau.