Édesvíz a tengerből - A vákuum használata csökkenti a sótalanítás közben jelentkező energiaigényt

Édesvíz a tengerből - A vákuum használata csökkenti a sótalanítás közben jelentkező energiaigényt

A víz egyre szűkösebb erőforrássá válik, amint a globális népesség növekszik, és az óceán végtelen erőforrásainak megcsapolása tűnik a legnyilvánvalóbb következő lépésnek. A sótalanító üzemekben a tengervízből nyernek ki iható édesvizet, a vákuum pedig fontos szerepet játszik ebben a folyamatban.
01_Desert.jpg

A vákuum megnöveli a folyamat hatékonyságát

Két, alapvetően eltérő lehetőség áll a rendelkezésünkre, ha el akarjuk távolítani a sót a tengervízből: párologtatással vagy anélkül, ezt a „fázisátmenet" szakkifejezéssel írjuk le. Amikor a víz elpárolog, vagyis folyékony halmazállapotból gáznemű halmazállapotra vált, ott marad minden olyan anyag, amelynek forráspontja magasabb, mint a vízé. Az egyik ilyen anyag a só. Amikor a párát újból lecsapatják, vagyis újból folyékony halmazállapotú lesz, a végeredmény tiszta víz.

Ezt az alapelvet használják fel sok tengervíz-sótalanító üzemben. A hatékonyság növelés érdekében gyakran alkalmaznak vákuumot. Ennek az az oka, hogy a tengervizet légköri nyomás mellett kb. 115 °C-ra kell felhevíteni ahhoz, hogy elpárologjon. Vákuumban azonban ez a párolgás sokkal alacsonyabb hőmérsékleten érhető el. 42,4 mbar vákuumban ez már 30 Celsius fok hőmérsékleten is bekövetkezik. „A vákuum lehetővé teszi az alkalmazott hőenergia hatékony felhasználását" – magyarázza Dr. Markus Spinnler, a Verein Deutsche Meerwasserentsalzung (Német Tengervíz-sótalanító Szövetség) munkatársa.

Kicsi és robusztus

Nagyon sokféle módszer létezik, amely nem alkalmaz fázisátmenetet. Gyakran használnak membrános eljárásokat, például a „fordított ozmózis" nevű jelenséget. Ebben az esetben a sós vagy szennyezett vizet átpréselik egy membránon, amely csak a vizet engedi át, és visszatartja a nem kívánt részecskéket, közöttük a só ionjait is.

A membrános lepárlás egyfajta hibrid eljárás, amely termális és mechanikus eszközöket egyaránt felhasznál a víz és a só szétválasztására. Egyrészt a vákuum alkalmazása ebben a folyamatban csökkenti az elpárolgási hőmérsékletet. Másrészt ezt felhasználják azoknak a gázoknak az eltávolítására is, amelyeknek molekulái a méretük miatt fennakadnak a membrán pórusaiban. „A membrános lepárlás lehetővé teszi kisebb, termelékenyebb üzemek működését" – magyarázza Dr. Markus Spinnler. „A vákuum megnöveli az üzemek teljesítményét és gazdasági hatékonyságát."

Sótalanítással 300 millió ember vízellátása megoldható

Sok régióban gondot okoz a vízhiány, miközben folyamatosan növekszik azoknak a térségeknek a száma, amelyet ez a probléma egyre súlyosabban érint. Ennek egyik legfontosabb oka az éghajlatváltozás, amelynek következtében sok térség fokozatosan kiszárad. Ezenkívül folyamatosan növekszik a globális gazdaság és a népesség, az egy főre eső vízfelhasználás pedig a gazdasági fejlődéssel együtt fokozódik. A népesség növekedése továbbá gyakran pontosan azokban a térségekben a legnagyobb, ahol az édesvíz természetes forrásai különösen szűkösek: a Perzsa-öböl környékén, Afrika, Észak-Amerika és Közép-Ázsia száraz övezeteiben, vagy a Földközi-tenger északi partvidékén.

A Nemzetközi Sótalanítási Szövetségtől (IDA) kapott információk szerint 2015 júniusában 18 426 sótalanító üzem működött szerte a világon, amelyeknek összesített kapacitása hozzávetőlegesen 87 millió köbméter volt, és körülbelül 300 millió embert láttak el vízzel. Izraelben a vízigény hozzávetőlegesen 40 százalékát már sótalanított tengervízből elégítik ki, ami a legmagasabb arányt képviseli a világ országai között. Az Izraelben működő üzemeken kívül a legnagyobb üzemek a Perzsa-öböl menti államokban, Ausztráliában és Kaliforniában működnek. Minden előrejelzés szerint közép- és hosszú távon egyaránt erősen terjedni fog a tengervíz-sótalanítás.

A Busch már több, mint 30 éve kínálja vákuumtechnológiáját a tengervíz-sótalanító üzemekhez világszerte.


Még Londonnak is szüksége van tengervízre

Még Anglia egyes területein is kevés az esővíz, pedig ott átlagosan nagyon sok eső esik. 2010-ben megkezdte működését egy sótalanító üzem a Temze torkolatánál, hogy hozzájáruljon a londoni metropolisz vízellátásához. Naponta 150 millió liter édesvizet állít elő az apálykor visszaáramló tengervízből. London vízigénye meghaladja a régióban kiaknázható édesvíz-forrásokat. A népesség és a gazdaság növekedése már évek óta állhatatosan növeli a szükséges víz mennyiségét.

Más nagyvárosok, például Peking, New York és Los Angeles hasonló helyzettel néznek farkasszemet. Ezek a városok távoli régiókból kapnak vizet, bonyolult csatornarendszer felhasználásával, vagy pedig kénytelenek egyre nagyobb mértékben a tengervíz-sótalanításra támaszkodni.

A nagyvárosok vízfelhasználása mellett a világ mezőgazdasága is hozzájárul a vízhiány súlyosbodásához. A természetes édesvíztartalékokra olyan mértékű túlzott terhelés nehezedik, hogy természetes regenerációjuk szinte elképzelhetetlen, ezért folyamatosan növekszik a víztakarékosság és az új források igénybevétele iránti igény.


Iratkozzon fel „A vákuum világa" hírlevélre!
Iratkozzon fel most, és mindig rendelkezzen naprakész ismeretekkel a vákuum világának legújabb lenyűgöző híreiről.

FELIRATKOZÁS