Adesea spunem că apa de mare este sărată, dar cum poate fi măsurată științific această „sare”? Cheia constă într-un indicator numit TDS.TDS, sau „solidele totale dizolvate”, după cum sugerează numele său, se referă la cantitatea totală de toate mineralele, sărurile și o cantitate mică de materie organică dizolvată în apă.Aceste substanțe provin din roci, sol și activități umane, care există ca ioni în apă. Le măsurăm în miligrame pe litru (mg/L).
Vă puteți gândi la TDS ca fiind „conținutul solid invizibil” al unui pahar cu apă. Apa minerală pe care o bem, deoarece conține o cantitate moderată de minerale, are de obicei o valoare TDS de sute. În schimb, apa distilată sau apa purificată profund are o valoare TDS foarte scăzută. Gustul sărat proeminent al apei de mare se datorează tocmai valorii sale extrem de ridicate TDS, a cărei componentă principală este clorura de sodiu cunoscută, cunoscută și sub numele de sare de masă.
► Diviziunea naturală între proaspăt și sărat
Una dintre cele mai fundamentale diferențe dintre apa dulce și apa de mare este valoarea TDS. Valoarea TDS a apei dulci din râuri și lacuri este de obicei în intervalul scăzut până la mediu și poate îndeplini standardele de consum sau utilizare după tratarea convențională. Apa de mare, însă, este complet diferită. Valoarea medie a TDS este extrem de mare, de zeci sau chiar de sute de ori mai mare decât cea a apei dulci obișnuite. Acest decalaj numeric imens este principalul obstacol pe care trebuie să-l depășească desalinizarea apei de mare-separarea unei cantități atât de mari de solide dizolvate de apă nu este o sarcină ușoară.
► Provocarea principală a desalinării apei de mare: TDS ridicat
În prezent, tehnologia principală pentru desalinizarea apei de mare este osmoza inversă.În termeni simpli, principiul său implică utilizarea unei presiuni imense pentru a forța apa de mare să treacă printr-o membrană semi-permeabilă care permite trecerea doar moleculelor de apă, blocând astfel sărurile și alte substanțe dizolvate pentru a produce apă dulce. Aici, nivelul TDS determină direct dificultatea și costul întregului sistem.
În primul rând, cu cât valoarea TDS este mai mare, cu atât „salinitatea” apei este mai mare și „presiunea osmotică” pe care o generează este mai puternică, care contracarează fluxul de apă dulce. Pentru a depăși această presiune, sistemul de osmoză inversă trebuie să consume mai multă energie electrică pentru a conduce pompele de-înaltă presiune,făcând din consumul de energie o parte majoră a costurilor de desalinizare.
În al doilea rând, TDS ridicat înseamnă că în timpul procesului de desalinizare, sărurile blocate de membrană vor deveni foarte concentrate lângă suprafața membranei. Acest lucru poate duce cu ușurință la cristalizarea și precipitarea sărurilor, care aderă la membrană ca scara. Acest fenomen se numește „scalare”.Odată ce membrana este blocată, nu numai că eficiența producției de apă scade, dar durata de viață a membranei este, de asemenea, scurtată semnificativ, iar înlocuirea elementelor membranei este o cheltuială considerabilă.Prin urmare, obiectivul de bază în proiectarea și funcționarea întreguluisistem de desalinizareeste de a combate problemele de presiune ridicată și detartrare cauzate de TDS ridicat.
► Soluția: Sinergia tehnologiei și sistemelor
În fața provocării apei de mare-TDS ridicate, nu este suficient să te bazezi doar pe membrana de osmoză inversă; este necesară o strategie sofisticată și integrată.
Înainte ca apa de mare să intre în elementele membranei centrale,trebuie să fie supus unui pretratament în mai multe-etape, cum ar fi filtrarea și dozarea chimică, pentru a elimina solidele în suspensie, coloizii și alte substanțe care ar putea murdări membrana, reducând astfel sarcina asupra „forței principale”. Pentru a atenua detartrarea, antiincrustatorii sunt dozați științific în sistem pentru a inhiba formarea și aderența cristalelor de sare.
În ceea ce priveștemateriale membranare, pe lângă membranele polimerice obișnuite, celmembrana de desalinizare ceramica, care oferă performanțe mai puternice anti-fouling și o durată de viață mai lungă, primește o atenție și cercetări din ce în ce mai mari. Este mai tolerant la calitatea apei dure și la procesele de curățare.
În plus, pentru a recupera energie și a reduce consumul,sistemele moderne de înaltă{0}eficiență sunt echipate cu dispozitive de recuperare a energiei. Aceste dispozitive pot recupera presiunea de la descărcarea de-saramură de înaltă presiune și o pot folosi pentru a suplimenta presiunea apei de alimentare, economisind astfel în mod semnificativ consumul de energie electrică. Desigur,curățarea chimică regulată a membranelorrestabilirea performanței acestora este, de asemenea, o parte indispensabilă a menținerii-funcționării stabile pe termen lung a sistemului.
În concluzie, pentru desalinizarea apei de mare, valoarea TDS este mult mai mult decât un simplu indicator pentru măsurarea calității apei. Este un parametru de bază care determină abordarea tehnologică, consumul de energie al sistemului, costurile de operare și eficiența producției de apă. Înțelegerea TDS înseamnă înțelegerea de ce tehnologia de desalinizare este atât de complexă și căutăm constant inovație-folosim inteligența și inginerie pentru a combate „bariera salinității” stabilită de natură, obținând astfel resurse prețioase de apă dulce din oceanul vast.