تصفیه آب و فاضلاب

رویکرد همزیستی: مکان مشترک سیستمهای پمپ هیدرو و معکوس اسمز با توجه به کمبود آب شیرین در مکان های خشک ساحلی ، منطقی است که استفاده از اقیانوس به عنوان مخزن پایین تر و پمپاژ آب دریا به یک مخزن فوقانی برای ذخیره انرژی در نظر گرفته شود. برق تولید شده می تواند توسط یک نیروگاه معمولی RO استفاده شود. مطالعاتی در مورد کل هزینه آب شیرین کن ، سرمایه و هزینه های عملیاتی انجام شده است [27،28] اما تجزیه جزئیات هزینه های عنصر سیستم دشوار است و قابل جبران است.فاضلاب بهداشتی کل هزینه های سرمایه ای برای آب شور به ترتیب 2 دلار / گالن در روز به 4 دلار در هر گالن در روز [29] تا 1.5 دلار در هر گالن در روز به 3 دلار در هر گالن در روز گزارش می شود [30،31]. هزینه تجهیزات پردازش حدود 49? از خسارت است [32]. به نظر می رسد که اجماع این است که برای پیش بینی دقیق هزینه های یک پروژه ، باید از یک مطالعه خاص طراحی سایت استفاده شود [33،34]. فاضلاب صنعتی به عنوان یک نمونه مدرن از یک کارخانه آب دریا کارآمد RO ، کارخانه آب شیرین کن Ashdod در اسرائیل CAPEX کل دلار 400 میلیون دلاری ، که هزینه غشا and و تجهیزات مربوطه حدود 10 درصد و پمپ ها حدود 10 درصد بود. هزینه های مهندسی عمران و لوله کشی به دلیل فاصله 3 کیلومتری از دریا حدود 20? از کل بود. این نیروگاه با مصرف آب دریا = 220،000،000 متر مکعب در سال کار می کند. خروجی آب شیرین کن = 100000000 متر مکعب در سال ؛ تخلیه آب نمک = 120،000،000 متر مکعب در سال؛ و نیروی الکتریکی مورد نیاز برای فرآیند = 3.5 کیلووات ساعت در متر مکعب از آب شیرین کن (شامل پمپاژ و انتقال به 3 کیلومتری دریا) [35-38]. از این رو ، در اینجا فرض می شود که احتمال کاهش هزینه با حذف پمپ های فشار بالا برای سیستم RO و لوله خروجی با پخش آب نمک طولانی باید منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها شود ، اما برای تعیین کمیت این پس اندازها ، لازم است یک طراحی دقیق برای یک سایت خاص انجام شود. با این حال ، چالش ابتدایی انتخاب محلی است که می توان جریان بزرگ دریا-تر در داخل / خارج از سیستم را علاوه بر مخزن فوقانی قرار داد. دستگاه آب شیرین کن RO در نیازهای کمتری نسبتاً متوسط ??خواهد بود ، اما حداقل می تواند زیرساخت های ورودی آب را تقسیم کند. هنگامی که سایتی انتخاب شد ، می توان از برنامه ای مانند WTCOST برای انجام تجزیه و تحلیل دقیق هزینه با جزئیات پایین تر به سطح جز to برای برآورد سرمایه و هزینه های بهره برداری و نگهداری نیروگاه های آب شیرین کن استفاده کرد [39]. هزینه دقیق ، تا سطح انتخاب پمپ ، می تواند آب و هوای معدن را کنترل کند ، کارخانه RO باید به صورت مستقل کار کند یا دارای آب شور شور تصفیه شده تحت فشار از آب مخزن فوقانی تحت فشار باشد ، و آب نمک تخلیه می شود. ورودی آب به پمپ / توربین. شکل 1 یک سیستم همزیستی را نشان می دهد که در آن یک سیستم ذخیره انرژی آبی پمپ شده و نیروگاه آب شیرین کن RO به طور بالقوه باعث افزایش کارایی و کاهش هزینه های سرمایه می شود. ازن ژنراتور این استراتژی به معنای شناسایی مناطقی است که دارای منابع انرژی تجدیدپذیر (خورشید ، باد) و جغرافیا (دسترسی به اقیانوس و کوههای 500 میلی متری) در نزدیکی مکانهایی هستند که نیاز به نیرو و آب دارند. اگر آب در مناطق نزدیک به سطح مخزن مورد نیاز باشد ، نیروگاه RO ممکن است با برق کار کند ، اما آب نمک کم فشار هنوز هم می تواند در دریاچه تخلیه شود تا قبل از خروج از دریا از طریق توربین هنگام تولید نیرو بسیار رقیق شود. . در صورت نیاز به آب در نزدیکی سطح دریا ، نیروگاه RO به پمپ های با اطمینان بالا احتیاج نخواهد داشت و آب پیش تصفیه شده از مخزن فوقانی می تواند در لوله ها برای پایین آمدن مستقیم غشا further و فرآیندهای غشایی بیشتر در سراشیبی جریان یابد.وقتی بخش قابل توجهی از انرژی منطقه از سیستم های خورشیدی و بادی به طور ذاتی متناوب حاصل می شود ، ذخیره انرژی برای یک شبکه سودآور پایدار مهم می شود. گزینه ها شامل باتری ها ، فلایویل و سیستم های آبی پمپ شده است. با این وجود ، این سیستم ها در واقع به انرژی تولید نیرو کمی اضافه می کنند ، آنها فقط وقفه های قابل مصرف مجدد را صاف می کنند و خودشان برای کارکردن انرژی مصرف می کنند. آنها به بخشی از تلفات انگلی تبدیل می شوند که یک شبکه باید تحمل کند. در همین حال ، چون آب شیرین بیشتری برای مقابله با شرایط خشکسالی مورد نیاز است ، انرژی الکتریکی بیشتری نیز لازم است. یک کارخانه آب شیرین کن می تواند به عنوان جذب کننده انرژی اضافی عمل کند ، اما به عنوان مثال گیاهان RO بهترین عملکرد را دارند وقتی دائماً اداره می شوند.سپتیک تانک از این رو باید راهی برای تأمین انرژی اضافی نیز وجود داشته باشد. سیستم های آبی پمپ شده می توانند برای ذخیره مقدار زیادی انرژی اضافی که بعضاً توسط سیستم های انرژی تجدیدپذیر تولید می شود ، استفاده شوند. توربین های بادی فعال در شب و معلوم می شود که یک نقطه کارایی بسیار کارآمد برای چنین سیستم هایی در سر هیدرولیک حدود 500-700 متر اتفاق می افتد ، دقیقاً همان چیزی که برای یک نیروگاه RO مورد نیاز است. یک سیستم PH ساحلی در ژاپن ، به عنوان سیستم ذخیره انرژی در کشوری با زمین کم که برای کار با نیروگاههای متداول و هسته ای به سیستمهای PH احتیاج دارد ، زنده ماندن سیستمهای PH آب دریا را نشان داد [18]. اگرچه فناوری ذخیره انرژی PH اغلب در یک مکان ثابت وجود دارد که در آن پمپاژ یا تولید کامل اتفاق می افتد ، سیستم های مدرن قابل تنظیم سرعت می توانند نوسانات برق را در طول روز در خود جای دهند و می توانند به تنظیم فرکانس و پیگیری بار اعم از پمپاژ یا تولید کمک کنند. چنین سیستم هایی برای شمال غربی ایالات متحده در نظر گرفته شده است ، و یک مطالعه نسبتاً اخیر [40] مسائل مربوط به نشستن ، فن آوری های پیشرفته هنر ، هزینه ها و پیاده سازی را بررسی کرده است. ظهور نیروی باد در دریا امکاناتی اضافی را به وجود می آورد. در اقتصاد انرژی تجدید پذیر بخشهای قابل توجهی از انرژی الکتریکی برای یک منطقه می تواند از سیستمهای IPHRO تأمین شود که از طریق نیروی برق بادی و خورشیدی با انرژی اضافی تأمین می شود. در چنین سیستمهایی ، نشان داده شده است ، برای ذخیره انرژی یک مرتبه از مقدار یا حجم بیشتری از آب دریا برای ذخیره سازی شیر مورد نیاز است. از این رو آب نمکی که از سیستم بازیابی انرژی گیاهان RO خارج می شود ، می تواند مستقیماً به لوله منتهی به دریا به توربین منتقل شود. توربین تا مخزن.فاضلاب بهداشتی