tuzdan arındırma - Desalination

Barselona, ​​İspanya'da ters ozmoz tuzdan arındırma tesisi

Tuzdan arındırma , mineral bileşenleri tuzlu sudan uzaklaştıran bir işlemdir . Daha genel olarak, tuzdan arındırma , tarım için bir sorun olan toprak tuzdan arındırmada olduğu gibi, hedef bir maddeden tuzların ve minerallerin uzaklaştırılması anlamına gelir . Tuzlu su (özellikle deniz suyu ), insan tüketimine veya sulamaya uygun su üretmek için tuzdan arındırılır . Yan ürün, tuz giderme işleminin bir tuzlu su . Tuzdan arındırma birçok açık deniz gemisinde ve denizaltıda kullanılmaktadır . Tuzdan arındırma konusundaki modern ilginin çoğu, insan kullanımı için uygun maliyetli tatlı su sağlanmasına odaklanmıştır . Geri dönüştürülmüş atık su ile birlikte , yağıştan bağımsız birkaç su kaynağından biridir .

Enerji tüketimi nedeniyle deniz suyunun tuzdan arındırılması genellikle yüzey veya yeraltı sularından gelen tatlı su , su geri dönüşümü ve su tasarrufundan daha maliyetlidir . Ancak bu alternatifler her zaman mevcut değildir ve rezervlerin tükenmesi dünya çapında kritik bir sorundur. Tuzdan arındırma işlemleri , birincil enerji türleri olarak genellikle ya termal ( damıtma durumunda ) ya da mekanik ( ters ozmoz durumunda) tarafından yürütülür .

Uygulamalar

Harici ses
"Çölleri Çiçeklendirmek: Doğayı bizi kuraklıktan kurtarmak için kullanmak" , Distillations Podcast ve transkript, Bölüm 239, 19 Mart 2019, Bilim Tarihi Enstitüsü

Bir şematik çok aşamalı flaş tuz çıkarıcı
A - B - buhar C deniz suyu - üzerinden içme suyu
D - - (atık) e üzerinden tuzlu su kondanse ısı değişim G - - F üzerinden yoğunlaştırma toplama (tuzdan arındırılmış su)
H - tuzlu su ısıtıcıya basınçlı kap eylemleri bir şekilde karşı akım ısı değiştiricisi . Bir vakum pompası , tekneye sağ taraftan giren ısıtılmış deniz suyunun ( tuzlu su ) buharlaşmasını kolaylaştırmak için teknedeki basıncı düşürür (koyu gölgeler daha düşük sıcaklığı gösterir). Buhar, tatlı deniz suyunun soldan sağa hareket ettiği geminin üstündeki borularda yoğuşur.

Tipik bir ters ozmoz tuzdan arındırma tesisinin planı

Şu anda dünya çapında faaliyette olan yaklaşık 21.000 tuzdan arındırma tesisi var. En büyükleri Birleşik Arap Emirlikleri , Suudi Arabistan ve İsrail'de . Dünyanın en büyük tuzdan arındırma tesisi, günlük 1.401.000 metreküp kapasiteli Suudi Arabistan'da ( Ras Al-Khair Enerji ve Tuzdan Arındırma Tesisi ) bulunmaktadır.

Tuzdan arındırma, çoğu alternatif su kaynağına kıyasla şu anda pahalıdır ve toplam insan kullanımının sadece çok küçük bir kısmı tuzdan arındırma ile karşılanmaktadır. Genellikle sadece kurak alanlarda yüksek değerli kullanımlar (ev ve endüstriyel kullanımlar gibi) için ekonomik olarak pratiktir . Ancak, tarımsal kullanım için tuzdan arındırma ve Singapur veya Kaliforniya gibi yüksek nüfuslu bölgelerde büyüme var. En yaygın kullanım Basra Körfezi'ndedir .

2004 yılında yapılan bir araştırma, maliyetlerin düştüğünü ve okyanuslara yakın varlıklı alanlar için teknoloji hakkında genel olarak olumlu olduğunu belirtirken, "Tuzdan arındırılmış su, bazı su sıkıntısı bölgeleri için bir çözüm olabilir, ancak yoksul, derin yerler için değil. bir kıtanın içi veya yüksek rakımda. Maalesef, en büyük su sorunu olan yerlerden bazıları buna dahil." ve "Gerçekten de suyu 2000 m kaldırmak veya 1600 km'den fazla taşımak gerekiyor. tuzdan arındırma maliyetlerine eşit nakliye maliyetleri.

Bu nedenle, tatlı suyu tuzdan arındırmaktan başka bir yerden taşımak daha ekonomik olabilir. Yeni Delhi gibi denizden uzak yerlerde veya Mexico City gibi yüksek yerlerde , nakliye maliyetleri tuzdan arındırma maliyetlerini karşılayabilir. Tuzdan arındırılmış su, Riyad ve Harare gibi hem denizden biraz uzak hem de biraz yüksek olan yerlerde de pahalıdır . Buna karşılık, Pekin , Bangkok , Zaragoza , Phoenix ve tabii ki Trablus gibi kıyı şehirleri gibi diğer yerlerde ulaşım maliyetleri çok daha düşüktür ." Jubail , Suudi Arabistan'da tuzdan arındırıldıktan sonra su, Riyad'ın 320 km iç kısmına pompalanır . kıyı kentlerinde tuzdan arındırma giderek daha rekabetçi bir seçenek olarak görülüyor.

Tuzdan arındırmanın öngörülebilir gelecekte ekonomik olarak uygulanabilir veya çevresel olarak sürdürülebilir olduğuna veya olacağına herkes ikna olmuş değil. Debbie Cook , 2011'de tuzdan arındırma tesislerinin enerji yoğun ve maliyetli olabileceğini yazdı. Bu nedenle, su sıkıntısı çeken bölgeler, tuzdan arındırma tesislerine yatırım yapmaktansa koruma veya diğer su temini çözümlerine odaklanmak için daha iyi olabilir.

teknolojiler

Tuzdan arındırma, tuzlu suyun (genellikle deniz suyu ) tatlı suya dönüştürüldüğü yapay bir işlemdir . En yaygın tuzdan arındırma işlemleri damıtma ve ters ozmozdur .

Birkaç yöntem var. Her birinin avantajları ve dezavantajları vardır, ancak hepsi faydalıdır. Yöntemler, membran bazlı (örneğin, ters ozmoz ) ve termal bazlı (örneğin, çok aşamalı flaş damıtma ) yöntemlere ayrılabilir . Tuzdan arındırma geleneksel işlemdir damıtma , yani kaynama ve yeniden yoğunlaştırma ve deniz suyu geride bırakmak tuzu ve yabancı maddeler için.

Şu anda dünyada tuzdan arındırma kapasitesi daha fazla olan iki teknoloji var, çok aşamalı flaş damıtma ve ters ozmoz .

Damıtma

güneş damıtma

Solar distilasyon , güneşin deniz suyunu buharlaşmanın gerçekleşmesi için yeterince ısıttığı doğal su döngüsünü taklit eder. Buharlaşmadan sonra, su buharı soğuk bir yüzey üzerinde yoğunlaştırılır. İki tür güneş tuzdan arındırma vardır. Birincisi, tuzdan arındırma işlemine güç sağlamak için güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren fotovoltaik hücreler kullanıyor. İkincisi, güneş enerjisini ısı biçiminde kullanır ve güneş enerjisiyle çalışan tuzdan arındırma olarak bilinir.

Doğal buharlaşma

Su, güneş ışınımının yanı sıra diğer birçok fiziksel etki yoluyla buharlaşabilir. Bu etkiler, IBTS Serasında multidisipliner bir tuzdan arındırma metodolojisine dahil edilmiştir . IBTS, bir tarafta endüstriyel tuzdan arındırma (enerji) tesisi ve diğer tarafta doğal su döngüsüyle (1:10 küçültülmüş) çalışan bir Seradır. Çeşitli buharlaşma ve yoğuşma süreçleri, kısmen yeraltında ve binanın kendisinin mimari şeklinde, düşük teknolojili tesislerde barındırılmaktadır. Bu entegre biotectural sistemleri, büyük ölçekli için en uygun olan greening çöl bir bölgesinin sahip olduğu ² su damıtma için ayak izi ve çöl yeşillendirilmesi yatay dönüşüm, doğal su çevrimlerinin, sırasıyla yenilenme için aynı.

Vakumla damıtma

Olarak vakum damıtma , atmosferik basıncı böylece suyun buharlaştırılması için gereken sıcaklığı düşürmek, azaltılır. Sıvılar, buhar basıncı ortam basıncına eşit olduğunda ve buhar basıncı sıcaklıkla arttığında kaynar . Etkili olarak sıvılar, ortam atmosferik basıncı normal atmosfer basıncından daha düşük olduğunda daha düşük bir sıcaklıkta kaynar. Bu nedenle, azaltılmış basınç nedeniyle, elektrik enerjisi üretiminden veya endüstriyel işlemlerden kaynaklanan düşük sıcaklıktaki "atık" ısı kullanılabilir.

Çok aşamalı flaş damıtma

Su buharlaştırılır ve bir dizi flaş buharlaşma olan çok aşamalı flaş damıtma yoluyla deniz suyundan ayrılır . Sonraki her bir flaş işlemi, bir önceki adımdaki su buharının yoğunlaşmasından salınan enerjiyi kullanır.

Çoklu etkili damıtma

Çok etkili damıtma (MED), "etkiler" adı verilen bir dizi adımla çalışır. Gelen su, buhar üretmek için ısıtılan borulara püskürtülür. Buhar daha sonra gelen deniz suyunun bir sonraki partisini ısıtmak için kullanılır. Verimliliği artırmak için deniz suyunu ısıtmak için kullanılan buhar yakındaki santrallerden alınabilir. Bu yöntem, ısıyla çalışan yöntemler arasında termodinamik olarak en verimli yöntem olsa da, maksimum sıcaklık ve maksimum etki sayısı gibi birkaç sınırlama vardır.

Buhar sıkıştırmalı damıtma

Buhar sıkıştırmalı buharlaştırma , sıvının üzerinde bulunan buharı sıkıştırmak için mekanik bir kompresör veya bir jet akımı kullanmayı içerir. Sıkıştırılmış buhar daha sonra deniz suyunun geri kalanının buharlaşması için gereken ısıyı sağlamak için kullanılır. Bu sistem sadece güç gerektirdiğinden, küçük ölçekte tutulursa daha uygun maliyetlidir.

Dalga ile çalışan tuzdan arındırma

CETO , batık şamandıralar kullanarak deniz suyunu tuzdan arındıran bir dalga gücü teknolojisidir. Dalga gücüyle çalışan tuzdan arındırma tesisleri , Batı Avustralya'daki Garden Island'da 2013'te ve Perth'de 2015'te faaliyete geçti.

membran damıtma

Membran damıtma , tuzlu su çözeltisinden buharı buharlaştırmak ve saf suyu soğuk tarafta yoğunlaştırmak için bir zar boyunca bir sıcaklık farkı kullanır. Membranın tasarımı, verimlilik ve dayanıklılık üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bir çalışma , PVDF - HFP ve silika aerojelin eş eksenli elektrospinlenmesiyle oluşturulan bir zarın , 30 günlük sürekli kullanımdan sonra tuzun %99,99'unu filtreleyebildiğini buldu.

ozmoz

Ters osmoz

Tuzdan arındırma için kurulu kapasite ve yıllık büyüme açısından önde gelen süreç ters ozmozdur (RO). RO membran prosesleri, yarı geçirgen membranlar ve uygulanan basınç (membran besleme tarafında) kullanır ve tercihen tuzları reddederken membrandan su geçirgenliğini indükler. Ters ozmoz tesisi membran sistemleri tipik olarak termal tuzdan arındırma işlemlerinden daha az enerji kullanır. Tuzdan arındırma proseslerinde enerji maliyeti, suyun tuzluluğuna, tesis büyüklüğüne ve proses tipine bağlı olarak önemli ölçüde değişmektedir. Şu anda, örneğin deniz suyunu tuzdan arındırmanın maliyeti, geleneksel su kaynaklarından daha yüksektir, ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere, artan verimlilik, bitki ayak izinde azalma, iyileştirmeler dahil ancak bunlarla sınırlı olmayan teknolojik gelişmelerle maliyetlerin düşmeye devam etmesi beklenmektedir. tesis işletimi ve optimizasyonu, daha etkili yem ön arıtması ve daha düşük maliyetli enerji kaynakları.

Ters ozmoz, ultra ince, aromatik bir poliamid ince film içeren bir ince film kompozit membran kullanır. Bu poliamid film, membrana taşıma özelliklerini verirken, ince film kompozit membranın geri kalanı mekanik destek sağlar. Poliamid film, yüksek su geçirgenliğine izin veren yüksek yüzey alanına sahip yoğun, boşluksuz bir polimerdir. Yakın zamanda yapılan bir çalışma, su geçirgenliğinin öncelikle poliamid aktif katmanın dahili nano ölçekli kütle dağılımı tarafından yönetildiğini bulmuştur.

Ters ozmoz işlemi bakım gerektirmez. Verimliliği etkileyen çeşitli faktörler: iyonik kirlilik (kalsiyum, magnezyum vb.); çözünmüş organik karbon (DOC); bakteri; virüsler; kolloidler ve çözünmeyen partiküller; biyolojik kirlilik ve ölçekleme . Aşırı durumlarda, RO membranları tahrip olur. Hasarı azaltmak için çeşitli ön arıtma aşamaları tanıtılır. Ölçeklenme önleyici inhibitörler, asitleri ve organik polimerler poliakrilamid ve polimaleik asit , fosfonatlar ve polifosfatlar gibi diğer maddeleri içerir . Kirlenmeyi önleyiciler, klor, ozon, sodyum veya kalsiyum hipoklorit gibi biyositlerdir (bakteri ve virüslere karşı oksidanlar olarak). Membran kontaminasyonuna bağlı olarak düzenli aralıklarla; dalgalı deniz suyu koşulları; veya izleme süreçleri tarafından istendiğinde, acil durum veya şok yıkama olarak bilinen membranların temizlenmesi gerekir. Yıkama, tatlı su solüsyonunda inhibitörlerle yapılır ve sistem çevrimdışı olmalıdır. Kirlenmiş su arıtılmadan okyanusa yönlendirildiği için bu prosedür çevresel açıdan risklidir. Hassas deniz habitatları geri dönülemez şekilde zarar görebilir.

Şebekeden bağımsız güneş enerjisiyle çalışan tuzdan arındırma üniteleri , bir tepedeki tampon tankı deniz suyuyla doldurmak için güneş enerjisi kullanır. Ters ozmoz işlemi, basınçlı deniz suyu beslemesini güneş ışığı olmayan saatlerde yerçekimi ile alır ve fosil yakıtlara, elektrik şebekesine veya pillere ihtiyaç duymadan sürdürülebilir içme suyu üretimi sağlar. Nano tüpler de aynı işlev için kullanılır (yani, Ters Ozmoz).

ileri ozmoz

İleri ozmoz , suyun çözünmüş çözünenlerden ayrılmasını sağlamak için yarı geçirgen bir zar kullanır. Bu ayırma için itici güç, yüksek konsantrasyonlu bir "çekme" çözeltisini sağlayacak şekilde bir ozmotik basınç gradyanıdır.

donma-çözülme

Donma-çözülme tuzdan arındırma (veya dondurarak tuzdan arındırma), tatlı suyu tuzlu sudan uzaklaştırmak için dondurmayı kullanır. Tuzlu su, donma koşulları sırasında bir buz yığınının oluştuğu bir pede püskürtülür. Mevsimsel koşullar ısındığında, doğal olarak tuzdan arındırılmış eriyik su geri kazanılır. Bu teknik, uzun süreli doğal alt donma koşullarına dayanır.

Hava durumuna bağlı olmayan ve Alexander Zarchin tarafından icat edilen farklı bir donma-çözülme yöntemi, deniz suyunu vakumda dondurur. Vakum koşulları altında, tuzu giderilmiş buz eritilir ve toplama için yönlendirilir ve tuz toplanır.

elektrodiyaliz membranı

Elektrodiyaliz , tuzu alternatif kanallarda tutan yüklü membran çiftleri boyunca tuzları hareket ettirmek için elektrik potansiyelini kullanır. Konvansiyonel elektrodiyaliz , elektrodiyalizin tersine çevrilmesi gibi çeşitli elektrodiyaliz varyasyonları mevcuttur .

Tasarım yönleri

Enerji tüketimi

Tuzdan arındırma işleminin enerji tüketimi, suyun tuzluluğuna bağlıdır. Acı suyun tuzdan arındırılması, deniz suyunun tuzdan arındırılmasından daha az enerji gerektirir . Deniz suyunun tuzdan arındırılmasının enerji tüketimi, büyük mesafelerde taşınan diğer tatlı su kaynaklarının enerji tüketimine benzer, ancak 0,2 kWh/m kullanan yerel tatlı su kaynaklarından çok daha yüksek olan, ön filtreleme ve yardımcılar dahil olmak üzere 3 kWh/m³ kadar düşük olmuştur. ³ veya daha az.

Yaklaşık 1 kWh / m deniz suyu arıtma için minimum enerji tüketimi ³ ön filtreleme ve emme / deşarj pompa hariç belirlenmiştir. 2 kWh / m ³ ile elde edilmiş ters ozmoz olarak daha fazla enerji indirimleri için sınırlı bir kapsam dışına, membran teknolojisi ters osmoz enerji tüketimi 1970'lerde 16 kWh / m olan ³ .

Tüm ABD evsel suyunu tuzdan arındırma yoluyla sağlamak, ev içi enerji tüketimini , ev tipi buzdolaplarının kullandığı enerji miktarı kadar, yaklaşık %10 oranında artıracaktır . Evsel tüketim, toplam su kullanımının nispeten küçük bir kısmını oluşturmaktadır.

Not: "Elektrik eşdeğeri", belirli bir miktarda termal enerji ve uygun türbin jeneratörü kullanılarak üretilebilecek elektrik enerjisi miktarını ifade eder. Bu hesaplamalar, süreçte tüketilen öğeleri inşa etmek veya yenilemek için gereken enerjiyi içermez.

Tuzdan arındırmanın enerji yoğun doğası ile ilişkili ekonomik ve çevresel maliyetler göz önüne alındığında, tuzdan arındırma genellikle su tasarrufundan sonra son çare olarak kabul edilir . Ancak fiyatlar düşmeye devam ettikçe bu değişiyor.

kojenerasyon

Kojenerasyon , tek bir işlemden fazla ısı ve elektrik üretimidir. Kojenerasyon, bir enerji santralinin tuzdan arındırma için enerji sağladığı entegre veya "çift amaçlı" bir tesiste tuzdan arındırma için kullanılabilir ısı sağlayabilir. Alternatif olarak, tesisin enerji üretimi, içme suyu üretimine (bağımsız bir tesis) tahsis edilebilir veya fazla enerji üretilebilir ve enerji şebekesine dahil edilebilir. Kojenerasyon çeşitli biçimler alır ve teorik olarak herhangi bir enerji üretimi biçimi kullanılabilir. Bununla birlikte, mevcut ve planlanan kojenerasyon tuzdan arındırma tesislerinin çoğu, enerji kaynağı olarak ya fosil yakıtları ya da nükleer enerjiyi kullanmaktadır. Çoğu tesis, petrol kaynaklarını sınırlı su kaynaklarını dengelemek için kullanan Orta Doğu veya Kuzey Afrika'da bulunmaktadır. Çift amaçlı tesislerin avantajı, enerji tüketiminde daha verimli olabilmeleri ve böylece tuzdan arındırmayı daha uygulanabilir hale getirebilmeleridir.

Shevchenko BN-350 , Kazakistan'da eski bir nükleer ısıtıldı tuz giderme tesisi,

Çift amaçlı tesislerdeki mevcut eğilim, ters ozmoz tuzdan arındırma işleminden gelen süzüntünün termal tuzdan arındırma distilatıyla karıştırıldığı hibrit konfigürasyonlardır. Temel olarak, iki veya daha fazla tuzdan arındırma işlemi, güç üretimi ile birlikte birleştirilir. Bu tür tesisler Suudi Arabistan'da Cidde ve Yanbu'da uygulandı .

ABD ordusundaki tipik bir süper taşıyıcı , günde 1.500.000 L suyu tuzdan arındırmak için nükleer güç kullanabilir.

Tuzdan arındırmaya alternatifler

Artan su tasarrufu ve verimliliği, su kullanım uygulamalarının verimliliğini artırmak için büyük potansiyele sahip alanlarda en uygun maliyetli yaklaşımlar olmaya devam etmektedir. Tipik olarak tuzdan arındırma membranları kullanmasına rağmen, atık su ıslahı, tuzlu suyun tuzdan arındırılmasına göre birçok fayda sağlar. Kentsel akış ve yağmur suyu yakalama, yeraltı suyunun arıtılması, geri kazanılması ve yeniden doldurulmasında da faydalar sağlar.

Güneybatı Amerika'da tuzdan arındırma için önerilen bir alternatif, su bakımından zengin bölgelerden su tankerlerine dönüştürülen petrol tankerleri veya boru hatları ile dökme suyun ticari olarak ithal edilmesidir . Bu fikir, hükümetlerin Kuzey Amerika Serbest Ticaret Anlaşması (NAFTA) iddiasının bir sonucu olarak toplu su ihracatına ticaret engelleri koyduğu Kanada'da siyasi olarak popüler değil .

Maliyetler

Tuzdan arındırma maliyetlerini belirleyen faktörler arasında tesisin kapasitesi ve türü, yer, besleme suyu, işçilik, enerji, finansman ve konsantre bertarafı yer alır. Deniz suyunu tuzdan arındırmanın (altyapı, enerji ve bakım) maliyetleri genellikle nehirlerden veya yeraltı sularından gelen tatlı sudan , su geri dönüşümünden ve su tasarrufundan daha yüksektir , ancak alternatifler her zaman mevcut değildir. 2013 yılında Tuzdan arındırma maliyeti 1,00 $ / m ABD US $ 0.45 arasında değişen ³ . Maliyetin yarısından fazlası doğrudan enerji maliyetinden gelir ve enerji fiyatları çok değişken olduğundan, fiili maliyetler önemli ölçüde değişebilir.

Gelişmekte olan dünyada arıtılmamış tatlı suyun maliyeti 5 ABD doları/metreküp'e ulaşabilir.

Tuz giderme stills optimize verimliliğine kontrol basıncı, sıcaklık ve tuzlu su konsantrasyonları. Nükleer enerjili tuzdan arındırma büyük ölçekte ekonomik olabilir.

2014'te İsrail'deki Hadera, Palmahim, Aşkelon ve Sorek tesisleri metreküp başına 0,40 ABD dolarından daha az bir ücretle suyu tuzdan arındırıyordu. 2006 itibariyle, Singapur suyu metreküp başına 0,49 ABD Doları karşılığında tuzdan arındırıyordu.

Çevresel yönler

alım

Amerika Birleşik Devletleri'nde, soğutma suyu giriş yapıları Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından düzenlenmektedir . Bu yapılar, tuzdan arındırma tesisi girişleri gibi çevre üzerinde aynı etkilere sahip olabilir. EPA'ya göre, su alma yapıları, balık ve kabuklu deniz hayvanlarını veya yumurtalarını endüstriyel bir sisteme emerek olumsuz çevresel etkilere neden olur. Orada organizmalar ısı, fiziksel stres veya kimyasallar tarafından ölebilir veya yaralanabilir. Daha büyük organizmalar, bir giriş yapısının önündeki ekranlara sıkıştıklarında ölebilir veya yaralanabilir. Bu etkileri azaltan alternatif alım türleri arasında plaj kuyuları bulunur, ancak bunlar daha fazla enerji ve daha yüksek maliyet gerektirir.

Kwinana Arıtma Tesisi orada 2007. Su ve Queensland de Perth açıldı Gold Coast Deniz Suyu Arıtma Tesisi ve Sidney'deki Kurnell Arıtma Tesisi balık kaçmasına izin yavaş yeter ki, (0.33 ft / s) 0.1 m / s çekilir. Bitki yaklaşık 140,000 m sağlar ³ günlük temiz su (4.900.000 cu ft).

çıkış

Tuzdan arındırma işlemleri , muhtemelen ortam sıcaklığının üzerinde büyük miktarlarda tuzlu su üretir ve ön arıtma ve temizleme kimyasallarının kalıntılarını, bunların reaksiyon yan ürünlerini ve korozyon nedeniyle ağır metalleri (özellikle termal bazlı tesislerde) içerir. Kimyasal ön arıtma ve temizleme, çoğu tuzdan arındırma tesisinde, tipik olarak termal tesislerde biyolojik kirlenme, kireçlenme, köpürme ve korozyonun ve membran tesislerinde biyolojik kirlenme, askıda katı maddeler ve tortu birikintilerinin önlenmesini içeren bir zorunluluktur.

Tuzlu suyun okyanusa geri dönmesinin çevresel etkisini sınırlamak için, bir atık su arıtma veya elektrik santralinin çıkışı gibi okyanusa giren başka bir su akışı ile seyreltilebilir . Orta ila büyük ölçekli enerji santrali ve tuzdan arındırma tesislerinde, santralin soğutma suyu akışının tuzdan arındırma tesisinden birkaç kat daha fazla olması muhtemeldir ve bu da kombinasyonun tuzluluğunu azaltır. Tuzlu suyu seyreltmek için başka bir yöntem, bir karıştırma bölgesinde bir difüzör aracılığıyla karıştırmaktır. Örneğin, tuzlu suyu içeren bir boru hattı deniz tabanına ulaştığında, her biri uzunluğu boyunca küçük deliklerden tuzlu suyu kademeli olarak serbest bırakan birçok kola ayrılabilir. Karıştırma, enerji santrali veya atık su tesisi seyreltme ile birleştirilebilir. Ayrıca, tuzlu suyu bertaraf etmeden önce arıtmak için sıfır sıvı deşarj sistemleri kullanılabilir.

Diğer bir olasılık da tuzdan arındırma tesisini hareketli hale getirmek ve böylece tuzlu suyun tek bir yerde birikmesini önlemektir (tuzdan arındırma tesisi tarafından üretilmeye devam ettiği için). Bu tür bazı hareketli (gemi bağlantılı) tuzdan arındırma tesisleri inşa edilmiştir.

Tuzlu su deniz suyundan daha yoğundur ve bu nedenle okyanusun dibine çöker ve ekosisteme zarar verebilir. Tuzlu su bulutlarının zamanla, çevredeki çevre üzerinde çok az etkisi olan veya hiç etkisi olmayan seyreltilmiş bir konsantrasyona kadar azaldığı görülmüştür. Ancak çalışmalar, seyreltmenin meydana geldiği derinlik nedeniyle yanıltıcı olabileceğini göstermiştir. Seyreltme yaz mevsiminde gözlendiyse, konsantre tuzlu suyun deniz tabanına batmasını engelleyebilecek mevsimsel bir termoklin olayının olması ihtimali vardır. Bu, deniz tabanı ekosistemini ve bunun yerine üzerindeki suları bozmama potansiyeline sahiptir. Tuzdan arındırma tesislerinden tuzlu su yayılımının birkaç kilometre uzağa gittiği görülmüştür, yani bu, bitkilerden uzaktaki ekosistemlere zarar verme potansiyeline sahiptir. Uygun önlemler ve çevre çalışmaları ile dikkatli bir şekilde yeniden giriş bu sorunu en aza indirebilir.

Diğer sorunlar

İşlemin doğası gereği, tesislerin kıyı şeridinde veya yakınında yaklaşık 25 dönümlük bir alana yerleştirilmesine ihtiyaç vardır. İç kısımda inşa edilmiş bir tesis söz konusu olduğunda, kolay giriş ve çıkış sağlamak için boruların zemine döşenmesi gerekir. Ancak borular zemine döşendikten sonra, yakındaki akiferlere sızma ve onları kirletme olasılığı vardır. Çevresel risklerin yanı sıra, belirli türdeki tuzdan arındırma tesislerinin ürettiği gürültü yüksek olabilir.

Sağlık yönleri

Iyot eksikliği

Tuzdan arındırma, iyotu sudan uzaklaştırır ve iyot eksikliği bozuklukları riskini artırabilir . İsrailli araştırmacılar, deniz suyunun tuzdan arındırılması ve iyot eksikliği arasında olası bir bağlantı olduğunu iddia ederek, bölgelerinin deniz suyu ters ozmozundan (SWRO) gelen içme suyunun artan bir oranıyla eşzamanlı olarak iyot bakımından fakir suya maruz kalan yetişkinler arasında iyot eksiklikleri buldular. Daha sonra tuzdan arındırılmış deniz suyuna bağımlı bir popülasyonda olası iyot eksikliği bozuklukları buldular. İsrailli araştırmacılar, tuzdan arındırılmış ağır su kullanımı ve ulusal iyot eksikliği arasında olası bir bağlantı önerildi. İsrail'in genel nüfusunda yüksek bir iyot eksikliği yükü buldular: okul çağındaki çocukların %62'si ve hamile kadınların %85'i DSÖ'nün yeterlilik aralığının altına düşüyor. Ayrıca, nüfusun iyot alımının düşük olmasının olası nedenleri olarak, ulusal düzeyde iyotsuz tuzdan arındırılmış suya, evrensel bir tuz iyotlama programının yokluğuna ve İsrail'de tiroid ilacı kullanımının arttığına ilişkin raporlara dikkat çektiler. Anketin yapıldığı yıl, tuzdan arındırma tesislerinden üretilen su miktarı, İsrail'de tüm ihtiyaçlar için sağlanan tatlı su miktarının yaklaşık %50'sini ve evsel ve endüstriyel ihtiyaçlar için sağlanan suyun yaklaşık %80'ini oluşturmaktadır.

deneysel teknikler

Diğer tuzdan arındırma teknikleri şunları içerir:

Atık ısı

Düşük sıcaklıklar pek çok endüstriyel işlem için yararlı olmadığı, ancak tuzdan arındırmada bulunan daha düşük sıcaklıklar için ideal olduğu için, termal olarak yönlendirilen tuzdan arındırma teknolojileri, düşük sıcaklıklı atık ısı kaynaklarıyla kullanım için sıklıkla önerilmektedir . Aslında, atık ısı ile böyle bir eşleştirme, elektrik sürecini bile iyileştirebilir: Dizel jeneratörler genellikle uzak bölgelerde elektrik sağlar. Enerji çıkışının yaklaşık %40-50'si egzoz yoluyla motoru terk eden düşük dereceli ısıdır. Dizel motor egzozuna membran damıtma sistemi gibi bir termal tuzdan arındırma teknolojisinin bağlanması, bu düşük dereceli ısıyı tuzdan arındırma için yeniden kullanır. Sistem dizel jeneratörü aktif olarak soğutur, verimliliğini arttırır ve elektrik çıkışını arttırır. Bu, enerji açısından nötr bir tuzdan arındırma çözümü ile sonuçlanır. Bir örnek bitki Hollandalı şirket tarafından yaptırılan Aquaver için Mart 2014'te Gulhi , Maldivler .

Düşük sıcaklık termal

Aslen okyanus termal enerji dönüşümü araştırmasından kaynaklanan düşük sıcaklıkta termal tuzdan arındırma (LTTD), ortam sıcaklığında bile düşük basınçta kaynayan sudan yararlanır . Sistem, suyun iki hacim su arasında 8–10 °C (46–50 °F) sıcaklık gradyanında kaynadığı düşük basınçlı, düşük sıcaklıkta bir ortam oluşturmak için pompalar kullanır. Soğuk okyanus suyu, 600 m'ye (2.000 ft) kadar olan derinliklerden sağlanır. Bu su, su buharını yoğunlaştırmak için bobinlerden pompalanır. Elde edilen kondensat saf sudur. LTTD, bir sıcaklık gradyanı oluşturmak için gereken enerji girdisini azaltarak, tesisten büyük miktarlarda sıcak atık suyun tahliye edildiği enerji santrallerinde mevcut olan sıcaklık gradyanından faydalanabilir.

Yaklaşımı test etmek için ABD ve Japonya'da deneyler yapıldı. Japonya'da, bir sprey-flaş buharlaştırma sistemi, Saga Üniversitesi tarafından test edildi. Hawaii'de, Ulusal Enerji Laboratuvarı, yaklaşık 500 m (1.600 ft) derinlikte yüzey suyu ve su arasında 20 C°'lik bir sıcaklık farkı kullanarak tatlı su ve enerji üretimi ile açık çevrim bir OTEC tesisini test etti. LTTD, 2004 yılında Hindistan Ulusal Okyanus Teknolojisi Enstitüsü (NIOT) tarafından incelenmiştir. İlk LTTD tesisi 2005 yılında Lakshadweep adalarındaki Kavaratti'de açılmıştır . Tesisin kapasitesi 100.000 L (22.000 imp gal; 26.000 ABD galonu)/gün olup, sermaye maliyeti 50 milyon INR'dir (922.000 €). Tesis, 10 ila 12 °C (50 ila 54 °F) sıcaklıkta derin su kullanır. 2007'de NIOT, Chennai kıyılarında 1.000.000 L (220.000 imp gal; 260.000 US gal)/gün kapasiteli deneysel, yüzen bir LTTD tesisi açtı . Santral soğutma suyunun mevcut olduğu LTTD uygulamasını kanıtlamak için 2009 yılında Kuzey Chennai Termik Santralinde daha küçük bir tesis kuruldu.

termoiyonik süreç

Ekim 2009'da Saltworks Technologies, iyon değişim membranları kullanarak tüm sodyum ve klor iyonlarını sudan uzaklaştıran iyonik bir akımı sürmek için güneş veya diğer termal ısı kullanan bir işlemi duyurdu .

Ekinler için buharlaşma ve yoğuşma

Deniz suyu sera bir iç doğal buharlaşma ve yoğuşma süreçleri kullanan sera kurak kıyı arazi bitkileri büyümeye güneş enerjisi ile çalışan.

Diğer yaklaşımlar

Adsorpsiyona dayalı tuzdan arındırma (AD), Silika Jel gibi belirli malzemelerin nem emme özelliklerine dayanır.

ileri ozmoz

Modern Water PLC tarafından ileri ozmoz kullanılarak bir proses ticarileştirildi ve birkaç tesisin faaliyette olduğu bildirildi.

Hidrojel bazlı tuzdan arındırma

Tuz giderme makinesinin şeması: hacim tuz giderme kutusu V _ _kutu hacmi bir jel ihtiva V _ _jel dış çözelti hacmi bir elek ile ayrılır V _ _üzerinden = V _ _kutu - V _ _jel . Kutu, istenildiği gibi açılıp kapatılabilen iki musluk ile yüksek ve düşük tuzluluktaki iki büyük tanka bağlanır. Kova zinciri, tatlı su tüketimini ve ardından düşük tuzlu rezervuarın tuzlu su ile doldurulmasını ifade eder.

Yöntemin fikri, hidrojel sulu tuz çözeltisi ile temas ettirildiğinde, orijinalinden farklı iyon bileşimine sahip bir çözeltiyi emerek şişmesidir. Bu çözelti, elek veya mikrofiltrasyon membranı vasıtasıyla jelden kolaylıkla sıkılabilir. Jelin kapalı sistemde sıkıştırılması tuz konsantrasyonunun değişmesine neden olurken, açık sistemde jelin kütle ile iyon alışverişi yaparken sıkıştırılması iyon sayısının değişmesine neden olur. Açık ve kapalı sistem koşullarında sıkıştırma ve şişmenin sonucu, buzdolabı makinesinin ters Carnot Döngüsünü taklit eder. Tek fark, bu döngünün ısı yerine tuz iyonlarını düşük tuzluluk kütlesinden yüksek tuzluluk kütlesine aktarmasıdır. Carnot çevrimine benzer şekilde, bu çevrim tamamen tersinirdir, dolayısıyla prensipte ideal bir termodinamik verimle çalışabilir. Yöntem ozmotik membranların kullanımından muaf olduğu için ters ozmoz yöntemiyle rekabet edebilir. Ayrıca, ters ozmozdan farklı olarak, yaklaşım besleme suyunun kalitesine ve mevsimsel değişikliklerine duyarlı değildir ve istenen herhangi bir konsantrasyonda su üretimine izin verir.

Küçük ölçekli güneş

Amerika Birleşik Devletleri, Fransa ve Birleşik Arap Emirlikleri pratik güneş tuzdan arındırma geliştirmek için çalışıyor . AquaDania'nın WaterStillar'ı Dahab, Mısır ve Playa del Carmen, Meksika'da kuruldu. Bu yaklaşımda, iki metrekarelik bir güneş enerjisi kollektörü , herhangi bir yerel su kaynağından günde 40 ila 60 litre damıtabilir - geleneksel damıtmalardan beş kat daha fazla. Plastik PET şişelere veya enerji tüketen su taşımacılığına olan ihtiyacı ortadan kaldırır . Orta Kaliforniya'da bir başlangıç ​​şirketi olan WaterFX, arıtılabilen ve tekrar kullanılabilen akış suyu da dahil olmak üzere yerel suyun kullanımını mümkün kılan güneş enerjisiyle çalışan bir tuzdan arındırma yöntemi geliştiriyor. Bölgedeki tuzlu yeraltı suyu arıtılarak tatlı su haline getirilecek ve okyanusa yakın bölgelerde deniz suyu arıtılabilecektir.

pasarella

Passarell prosesi, buharlaşmalı tuzdan arındırmayı sağlamak için ısı yerine azaltılmış atmosferik basınç kullanır. Damıtma ile üretilen saf su buharı daha sonra sıkıştırılır ve gelişmiş bir kompresör kullanılarak yoğuşturulur. Sıkıştırma işlemi, buharlaştırma odasında azaltılmış basınç oluşturarak damıtma verimliliğini artırır. Kompresör , saf su buharını bir buğu gidericiden çekildikten sonra (artık kirleri gidererek) santrifüjleyerek toplama odasındaki tüplere karşı sıkışmasına neden olur. Buharın sıkıştırılması sıcaklığını arttırır. Isı, tüplere düşen giriş suyuna aktarılır ve tüplerdeki suyu buharlaştırır. Su buharı, ürün suyu olarak boruların dışında yoğuşur. Passarell, çeşitli fiziksel süreçleri birleştirerek, sistem enerjisinin çoğunun buharlaşma, buğu giderme, buhar sıkıştırma, yoğuşma ve su hareketi süreçleri yoluyla geri dönüştürülmesini sağlar.

jeotermal

Jeotermal enerji tuzdan arındırma sağlayabilir. Çoğu yerde, jeotermal tuzdan arındırma , çevresel ve ekonomik olarak kıt yeraltı suyu veya yüzey suyu kullanmaktan daha iyidir.

Nanoteknoloji

Mevcut nesil membranlardan daha yüksek geçirgenliğe sahip nanotüp membranlar , TO tuzdan arındırma tesislerinin ayak izinde nihai azalmaya yol açabilir. Ayrıca bu tür membranların kullanımının tuzdan arındırma için gereken enerjide azalmaya yol açacağı da öne sürülmüştür.

Hermetik, sülfonatlı nano- kompozit membranların, çeşitli kirleticileri milyarda bir seviyeye çıkarma kabiliyetine sahip olduğu ve yüksek tuz konsantrasyon seviyelerine karşı çok az veya hiç duyarlılığa sahip olmadığı gösterilmiştir.

biyomimesis

Biyomimetik membranlar başka bir yaklaşımdır.

elektrokimyasal

2008'de Siemens Su Teknolojileri, yalnızca sözde 1,5 kWh enerji kullanarak bir metreküp suyu tuzdan arındırmak için elektrik alanları uygulayan teknolojiyi duyurdu. Doğruysa, bu süreç diğer süreçlerin enerjisinin yarısını tüketecektir. 2012 itibariyle Singapur'da bir gösteri tesisi faaliyet gösteriyordu. Austin'deki Texas Üniversitesi ve Marburg Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, elektrokimyasal olarak deniz suyunu tuzdan arındırmak için daha verimli yöntemler geliştiriyorlar.

Elektrokinetik şoklar

Elektrokinetik şok dalgalarını kullanan bir işlem, ortam sıcaklığında ve basıncında membransız tuzdan arındırma gerçekleştirmek için kullanılabilir. Bu işlemde, tuzlu sudaki anyonlar ve katyonlar, elektrokinetik şok dalgaları kullanılarak sırasıyla karbonat anyonları ve kalsiyum katyonları ile değiştirilir. Kalsiyum ve karbonat iyonları , çökelerek tatlı su bırakan kalsiyum karbonat oluşturmak üzere reaksiyona girer . Bu yöntemin teorik enerji verimliliği, elektrodiyaliz ve ters ozmoz ile eşittir .

Sıcaklık değişimli solvent ekstraksiyonu

Sıcaklık Salınımlı Solvent Ekstraksiyonu (TSSE), membran veya yüksek sıcaklıklar yerine bir solvent kullanır.

Çözücü ekstraksiyonu kimya mühendisliğinde yaygın bir tekniktir . Aktif ısıtma gerektirmeyen düşük dereceli ısıyla (70 °C'den (158 °F) daha düşük) aktive edilebilir. Bir çalışmada, TSSE tuzlu sudaki tuzun yüzde 98,4'ünü çıkardı. sıcaklık tuzlu suya eklenir.Oda sıcaklığında çözücü, su moleküllerini tuzdan çeker.Su yüklü çözücü daha sonra ısıtılır ve çözücünün artık tuzsuz suyu serbest bırakmasına neden olur.

Aşırı tuzlu tuzlu suyu okyanusun yedi katına kadar tuzdan arındırabilir. Karşılaştırma için, mevcut yöntemler tuzlu suyu yalnızca iki kat tuzlu olarak işleyebilir.

Tuzdan arındırma tesisleri

• Perth , 2006 yılında bir ters ozmoz deniz suyu tuzdan arındırma tesisi işletmeye başladı. Perth tuzdan arındırma tesisi, kısmen Emu Downs Rüzgar Çiftliği'nden gelen yenilenebilir enerji ile destekleniyor .
• Şu anda Sidney'de bir tuzdan arındırma tesisi çalışıyor ve Wonthaggi tuzdan arındırma tesisi Victoria , Wonthaggi'de yapım aşamasındaydı . A rüzgar santrali Bungendore içinde New South Wales amaca yeterli üretmek için oldu yenilenebilir enerji zararlı ilgili endişeleri hafifletmek, Sidney bitkinin enerji kullanımını dengelemek için sera gazı emisyonlarının .
• Bir 17 Ocak 2008, makale Wall Street Journal Kasım, Connecticut merkezli Poseidon Kaynakları Corp 300 milyon $ su oluşturmak için anahtar bir düzenleyici onay aldı", belirtilen tuz giderme tesisi içinde Carlsbad , kuzey San Diego . Tesis olur günde 190.000 metreküp içme suyu üretiyor, yaklaşık 100.000 eve yetecek kadar.Haziran 2012 itibariyle, tuzdan arındırılmış suyun maliyeti dönüm başına 2.329$'a yükseldi.Akre ayak başına her 1.000$, 1.000 galon için 3.06$'a çıktı. veya metreküp başına 0,81 ABD doları.

Yeni teknolojik yenilikler tuzdan arındırmanın sermaye maliyetini düşürmeye devam ettikçe, daha fazla ülke su kıtlığı sorunlarını çözmede küçük bir unsur olarak tuzdan arındırma tesisleri inşa ediyor .

• İsrail , metreküp başına 53 sent maliyetle suyu tuzdan arındırıyor
• Singapur, suyu metreküp başına 49 sent karşılığında tuzdan arındırıyor ve aynı zamanda endüstriyel ve içilebilir kullanım için atıksuyu ters ozmozla arıtıyor ( NEWater ).
• Dünyanın en kalabalık iki ülkesi olan Çin ve Hindistan, su ihtiyaçlarının küçük bir kısmını karşılamak için tuzdan arındırmaya yöneliyor.
• 2007'de Pakistan tuzdan arındırma kullanmayı planladığını açıkladı
• Tüm Avustralya başkentleri ( Darwin, Northern Territory ve Hobart hariç ) ya tuzdan arındırma tesisleri inşa etme sürecindedir ya da halihazırda bunları kullanmaktadır. 2011'in sonlarında Melbourne , düşük rezervuar seviyelerini yükseltmek için Avustralya'nın en büyük tuzdan arındırma tesisi olan Wonthaggi tuzdan arındırma tesisini kullanmaya başlayacak .
• 2007 yılında Bermuda bir tuzdan arındırma tesisi satın almak için bir sözleşme imzaladı.
• En büyük deniz suyu arıtma tesisi ABD'de de biridir Tampa Bay , Florida , tuzdan arındırma maliyeti 1.000 galon için $ 3.06 olan ABD'de Aralık 2007'de günlük su 25 milyon galon (95.000 m³) desalinizing başladı veya metreküp başına 81 sent. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Kaliforniya , Arizona , Teksas ve Florida, su kaynaklarının çok küçük bir kısmı için tuzdan arındırma kullanır.
• En desalinized sonra Jubail'de , Suudi Arabistan , su iç başkenti bir boru hattı olsa 200 mil (320 km) pompalanır Riyad .

2008 itibariyle, "Uluslararası Tuzdan Arındırma Derneği'ne göre, dünya çapında 13.080 tuzdan arındırma tesisi günde 12 milyar galondan fazla su üretiyor." 2009 yılında yapılan bir tahmin, dünya çapında tuzdan arındırılmış su arzının 2008 ve 2020 yılları arasında üç katına çıkacağını buldu.

Dünyanın en büyük tuzdan arındırma tesisi Birleşik Arap Emirlikleri'ndeki Jebel Ali Tuzdan Arındırma Tesisi'dir (Faz 2) . Çok aşamalı flaş damıtma kullanan ve yılda 300 milyon metreküp su üretebilen çift amaçlı bir tesistir.

ABD ordusundaki tipik bir uçak gemisi , günde 400.000 ABD galonu (1.500.000 L) suyu tuzdan arındırmak için nükleer güç kullanır.

Doğada

Tuz kristalleri ile mangrov yaprağı

Su döngüsünde okyanuslar üzerinde suyun buharlaşması doğal bir tuzdan arındırma işlemidir.

Deniz buzu oluşumu, deniz suyundan çok daha düşük, az tuzlu buz üretir.

Deniz kuşları , rete mucizevi bir bezde ters akım değişimi kullanarak deniz suyunu damıtır . Bez , gaganın üzerindeki burun deliklerinin yakınında depolanan yüksek konsantrasyonlu tuzlu su salgılar . Kuş daha sonra tuzlu suyu "hapşırır". Pelikan , petrel , albatros , martı ve kırlangıç gibi bazı deniz kuşları, ortamlarında genellikle tatlı su bulunmadığından, bulundukları ortamdaki tuzlu suyu karadan uzaktayken içmelerini sağlayan bu beze sahiptir.

Mangrov ağaçları deniz suyunda büyür; tuzu kökün bazı kısımlarına hapsederek salgılarlar ve bu tuzlar daha sonra hayvanlar (genellikle yengeçler) tarafından yenilir. Fazla tuz, dökülen yapraklarda saklanarak uzaklaştırılır. Bazı mangrov türlerinin yapraklarında, deniz kuşlarının tuzdan arındırma bezine benzer şekilde çalışan bezler bulunur. Tuz, yaprak dışına küçük kristaller olarak çıkarılır ve daha sonra yapraktan düşer.

Söğüt ağaçları ve sazlıklar , tuzu ve diğer kirletici maddeleri emerek suyu etkili bir şekilde tuzdan arındırır. Bu, yapay olarak inşa edilmiş sulak alanlarda , kanalizasyonun arıtılması için kullanılır .

Tarih

Tuzdan arındırma, hem bir kavram hem de daha sonraki bir uygulama olarak, sınırlı bir biçimde olsa da, tarihte binlerce yıldır bilinmektedir. Eski Yunan filozofu Aristoteles Meteoroloji adlı eserinde "tuzlu su buharlaştığında tatlı hale gelir ve buhar yoğunlaşınca tekrar tuzlu su oluşturmaz" gözlemini yapmış ve ince bir mum kabının sonrasında içme suyu tutacağını da fark etmiştir. tuzu süzmek için bir zar görevi görerek, deniz suyuna yeterince uzun süre daldırılır. Antik Çağ ve Orta Çağ boyunca tuzdan arındırma konusunda çok sayıda başka deney örneği vardır, ancak modern çağa kadar tuzdan arındırma hiçbir zaman büyük ölçekte mümkün olmamıştır. Bu deney iyi bir örnek tarafından gözlemler Leonardo da Vinci distile su uyarlayarak büyük miktarlarda ucuza yapılmış olabilir fark (Floransa, 1452), yine bir cookstove için. Orta Avrupa'nın başka yerlerinde Orta Çağ boyunca, tuzdan arındırmaya yönelik olmasa da, damıtmadaki iyileştirmeler üzerinde çalışmalar devam etti.

Ancak, ilk büyük kara tabanlı tuzdan arındırma tesisinin 1560 yılında Tunus kıyılarındaki bir adada acil koşullarda kurulmuş olması mümkündür. 700 İspanyol askerinden oluşan bir garnizonun çok sayıda Türk tarafından kuşatıldığına inanılıyor. ve kuşatma sırasında, sorumlu kaptanın , cihazın ayrıntıları bildirilmemesine rağmen, günde 40 varil tatlı su üretme kapasitesine sahip bir hala üretti.

Sanayi Devrimi'nden önce , tuzdan arındırma, öncelikle, aksi takdirde tatlı su kaynaklarını gemide tutması gereken okyanus aşırı gemiler için endişe kaynağıydı. Güney Denizlerinde kapsamlı seyahatler yapan Sir Richard Hawkins (1562-1622), dönüşünde adamlarına gemi damıtma yoluyla tatlı su sağlayabildiğini bildirdi. Ek olarak, 1600'lerin başlarında, Francis Bacon veya Walter Raleigh gibi dönemin önde gelen isimleri , suyun tuzdan arındırılması hakkında raporlar yayınladı. Bu raporlar ve diğerleri, tuzdan arındırma aparatıyla ilgili ilk patent anlaşmazlığının ortamını belirledi. Suyun tuzdan arındırılmasıyla ilgili ilk iki patent 1675 ve 1683'e dayanmaktadır (sırasıyla Bay William Walcot ve Bay Robert Fitzgerald (ve diğerleri) tarafından yayınlanan patentler No.184 ve No. 226). Bununla birlikte, iki buluştan hiçbiri, ölçek büyütme zorluklarından kaynaklanan teknik problemlerin bir sonucu olarak gerçekten hizmete girmedi. 1600'lerin ortasından 1800'e kadar olan 150 yıl boyunca, temel deniz suyu damıtma işleminde önemli bir iyileştirme yapılmadı.

Fırkateyn Koruyucu 1780'lerde Danimarka'ya satıldığında (Hussaren gemisi olarak) tuzdan arındırma tesisi incelendi ve çok ayrıntılı olarak kaydedildi. Yeni kurulan Amerika Birleşik Devletleri'nde, Thomas Jefferson, 1500'lere kadar uzanan ısı bazlı yöntemleri katalogladı ve tüm ABD gemilerine yelken izni izinlerinin arkasında duyurulan pratik tavsiyeler formüle etti.

1800'lü yıllardan itibaren, buhar makinesinin ortaya çıkması ve buhar çağı olarak adlandırılan dönemin bir sonucu olarak, işler çok hızlı bir şekilde değişmeye başladı . Buhar proseslerinin termodinamiği bilgisinin geliştirilmesi ve kazanlarda kullanımı için saf su kaynağına duyulan ihtiyaç, damıtma sistemleri konusunda olumlu bir etki yarattı. Ek olarak, Avrupa sömürgeciliğinin yayılması , dünyanın uzak bölgelerinde tatlı su ihtiyacına neden oldu ve böylece suyun tuzdan arındırılması için uygun iklimi yarattı.

Buhar ( çok etkili evaporatörler ) kullanan geliştirme ve iyileştirme sistemlerine paralel olarak , bu tip cihazlar tuzdan arındırma alanındaki potansiyelini hızla göstermiştir. 1852'de Alphonse René le Mire de Normandy , tasarım basitliği ve yapım kolaylığı sayesinde gemide kullanım için çok hızlı bir şekilde popülerlik kazanan dikey borulu deniz suyu damıtma ünitesi için bir İngiliz patenti aldı. Kara tabanlı tuzdan arındırma birimleri, on dokuzuncu yüzyılın ikinci yarısına kadar önemli ölçüde ortaya çıkmadı. 1860'larda ABD Ordusu, her biri 7000 galon/gün değerinde üç Normandiya buharlaştırıcı satın aldı ve bunları Key West ve Dry Tortugas adalarına kurdu . Bir başka önemli kara kökenli Desalter tesisine yerleştirilmiştir Suakin İngiliz askerlerine tatlı su sağlamak mümkün 1980'lerde yerleştirilmiştir. 350 ton/gün kapasiteli altı etkili damıtıcılardan oluşuyordu.

İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra Amerika Birleşik Devletleri'nde gelişmiş tuzdan arındırma yöntemlerine ilişkin önemli araştırmalar yapıldı. Tuzlu Su Ofisi, 1955 yılında Amerika Birleşik Devletleri İçişleri Bakanlığı'nda 1952 Tuzlu Su Dönüşüm Yasası uyarınca kuruldu. 1974 yılında Su Kaynakları Araştırma Ofisi ile birleştirildi.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilk endüstriyel tuzdan arındırma tesisi, on yıllık kuraklığın ardından bölgeye su güvenliğini getirme umuduyla 1961'de Teksas , Freeport'ta açıldı . Başkan Yardımcısı Lyndon B. Johnson , 21 Haziran 1961'de tesisin açılışına katıldı. Başkan John F. Kennedy , Beyaz Saray'dan yaptığı bir konuşmada tuzdan arındırma işlemini "birçok yönden diğer herhangi bir bilimsel girişimden daha önemli bir çalışma" olarak nitelendirdi. bu ülke şimdi meşgul."

Araştırma Kaliforniya'daki devlet üniversitelerinde, Dow Chemical Company ve DuPont'ta gerçekleşti . Birçok çalışma, tuzdan arındırma sistemlerini optimize etmenin yollarına odaklanmaktadır.

İlk ticari ters ozmoz tuzdan arındırma tesisi olan Coalinga tuzdan arındırma tesisi, acı su için 1965 yılında California'da açıldı . Birkaç yıl sonra, 1975'te ilk deniz suyu ters ozmoz tuzdan arındırma tesisi devreye girdi.

Toplum ve kültür

Tuzdan arındırma süreçleriyle ilgili sorunlara rağmen, geliştirilmesi için halk desteği çok yüksek olabilir. Bir Güney Kaliforniya topluluğu üzerinde yapılan bir anket, tüm katılımcıların %71.9'unun kendi topluluklarında tuzdan arındırma tesisi gelişimini desteklediğini gördü. Birçok durumda, yüksek tatlı su kıtlığı, tuzdan arındırma geliştirme için daha yüksek kamu desteğine karşılık gelirken, düşük su kıtlığına sahip alanlar, kalkınma için daha az kamu desteğine sahip olma eğilimindedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar

• Uluslararası Tuzdan Arındırma Derneği
• Avrupa Tuzdan Arındırma Derneği
• Tuzdan arındırma sistemlerinde çalışma prensipleri
• Tuzdan Arındırma Teknolojilerinin Sınıflandırılması (CDT)
• SOLAR TOWER Projesi – Tuzdan Arındırma için Temiz Elektrik Üretimi.
• Tuzdan arındırma bibliyografyası Kongre Kütüphanesi
• Tuzdan Arındırma ve Su ve Su Kaynakları Ansiklopedisi