海水淡化面临的挑战

尽管取得了成功,但海水淡化,特别是使用膜时,仍然面临着许多挑战,其中主要有以下几个:

1.膜污染:膜污染是限制海水淡化膜广泛使用的最重要因素之一。污染是由颗粒物、有机物、形成生物膜的微生物和无机结垢引起的[12-14]。当膜用于水分离应用时,由于污染引起的膜更换是最大的运行成本,因此,也是膜广泛使用的最大障碍。

2.预处理的电渗析:电渗析逆转(EDR)通常最适用于微咸水的海水淡化,以及在有机物去除和微生物控制不重要的情况下。EDR在处理微咸水时也很有意义,因为二氧化硅是一个重要的限制因素。EDR的一个主要要求是它的预处理要求明显低于反渗透(RO)。然而,在有机物存在的情况下,EDR装置经历了污垢的问题阴离子交换膜(15日)。

3.盐水处理理想的过程是回收所有的水,只留下盐。目前所有的技术生产的浓缩液都需要排放到环境中,或者必须进行额外的处理以减少体积并去除溶解的固体。盐水处理是与海水淡化膜相关的额外成本和并发症。

4.水质:判断一种水是否适合园艺所需的信息非常缺乏,如果要将淡化水用于公共用途,这些信息就非常重要。由于缺乏关于水质及其对园艺的影响的知识,社区或社区的部分地区不得不冒险改用淡化海水。

5.污染物去除:尽管海水淡化膜能够去除溶解的固体,但仍有污染物难以去除,或去除效果不一致膜过程影响产品水质的,如含硼。相对较低水平的硼也会对人和动物产生毒性作用,而且几乎没有关于园艺植物耐硼性的可靠文献,例如可能会收到淡化水的市政当局的普通民众感兴趣的园艺植物。世界卫生组织建议在饮食中添加硼饮用水限制在0.5 mg/L。已经考虑了各种技术来提高性能。在这些技术中,主要是寻找具有较高硼排斥度的膜[19],[20],并添加第二阶段的反渗透处理pH值调整[21-25],离子交换。因为硼和二氧化硅一样,在正常ph值下不电离,EDR不能去除它。

6.电力消耗:与热工艺相比,由于降低了操作成本,膜脱盐已迅速成为水脱盐的首选工艺。虽然膜工艺受益于不必蒸发整个流程,但膜淡化所需的能量仍然大于理论上可能的能量。对于反渗透工艺,新的低压膜仅在渗透压的4-10倍下工作。

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