Quelles sont les méthodes de dessalement ?

Comme nous le savons tous, la teneur en sel de l'eau de mer est très élevée, elle n'est donc certainement pas potable. Par conséquent, les gens ont trouvé de nombreuses façons de transformer l'eau de mer en eau douce. L'objectif ultime est de réduire la teneur en sel de l'eau de mer. De cette façon, la quantité totale d'eau douce peut être considérablement augmentée. Il existe aujourd'hui de nombreuses façons de dessaler l'eau de mer. Les gens de différents pays et régions utilisent différentes méthodes. Les méthodes courantes sont énumérées ci-dessous.

Méthodes de dessalement de l’eau de mer :

Distillation

Bien que la distillation soit une méthode ancienne, elle domine encore aujourd'hui en raison de l'amélioration continue et du développement de la technologie. L'essence du processus de distillation et de dessalement est le processus de formation de vapeur d'eau. Son principe est le même que celui de l'évaporation de l'eau de mer par la chaleur pour former des nuages, et que les nuages ​​forment la pluie en se refroidissant dans certaines conditions. La pluie n'a pas un goût salé. Selon l'équipement, distillation, distillation par compression de vapeur, distillation éclair à plusieurs étages, etc.

Méthode de congélation

La cryogénie consiste à congeler l’eau de mer pour former de la glace, où le sel est séparé tandis que l’eau douce liquide se transforme en glace solide. La méthode de congélation et la méthode de distillation présentent toutes deux des inconvénients difficiles à surmonter. La méthode de distillation consomme beaucoup d'énergie et produit beaucoup de tartre dans l'instrument, mais la quantité d'eau douce obtenue n'est pas importante ; la méthode de congélation consomme également beaucoup d'énergie, mais l'eau douce obtenue a mauvais goût et est difficile à utiliser.

Osmose inverse

Elle est également connue sous le nom d’ultrafiltration, une méthode de séparation membranaire et de dessalement qui n’a été adoptée qu’en 1953. Cette méthode utilise une membrane semi-perméable qui laisse passer uniquement les solvants mais pas les solutés pour séparer l’eau de mer de l’eau douce. Dans des conditions normales, l'eau douce se diffuse à travers une membrane semi-perméable vers l'eau de mer, ce qui fait monter progressivement le niveau du liquide du côté de l'eau de mer jusqu'à atteindre une certaine hauteur. Ce processus est appelé osmose. À ce moment, la pression statique de la colonne d’eau au-dessus du côté de l’eau de mer est appelée pression osmotique. Si une pression externe supérieure à la pression osmotique de l’eau de mer est appliquée sur un côté de l’eau de mer, l’eau pure de l’eau de mer se transformera par osmose inverse en eau douce. Le plus grand avantage de l’osmose inverse est l’économie d’énergie. Sa consommation énergétique est seulement la moitié de celle de l’électrodialyse et 1/40 de celle de la distillation. C’est pourquoi, depuis 1974, les pays développés comme les États-Unis et le Japon ont successivement réorienté leur développement vers les méthodes de lutte contre l’infiltration.

La technologie de dessalement par osmose inverse se développe rapidement et les coûts de projet et d'exploitation continuent de diminuer. Les principales tendances de développement sont la réduction de la pression de fonctionnement des membranes d'osmose inverse, l'augmentation du taux de récupération des systèmes d'osmose inverse, l'utilisation d'une technologie de prétraitement bon marché et efficace et l'amélioration des capacités antipollution du système.

Loi sur l'énergie solaire

Aux premiers temps de l'humanité, l'énergie solaire était utilisée pour le dessalement de l'eau de mer, principalement pour la distillation. Les premiers appareils de dessalement solaire étaient donc généralement appelés alambics solaires. Systèmes de distillation Un exemple de système de distillation solaire passif est l'alambic solaire à plateaux, utilisé depuis près de 150 ans. En raison de sa structure simple et de l’accès facile aux matériaux, il est encore largement utilisé aujourd’hui. À l’heure actuelle, la recherche sur les distillateurs solaires à disque se concentre principalement sur la sélection des matériaux, l’amélioration de diverses propriétés thermiques et leur utilisation en conjonction avec divers types de capteurs solaires. Par rapport aux sources d'énergie et de chaleur traditionnelles, l'énergie solaire présente des avantages en termes de sécurité et de protection de l'environnement. La combinaison de la collecte d'énergie solaire et du processus de dessalement constitue une technologie de dessalement durable. La technologie de dessalement solaire a progressivement attiré l’attention des gens en raison de ses avantages tels que la non-consommation d’énergie conventionnelle, l’absence de pollution et la grande pureté de l’eau douce obtenue.

Multi-effets basse température

L'évaporation à effets multiples permet à l'eau de mer chauffée de s'évaporer dans plusieurs évaporateurs connectés en série. La vapeur évaporée de l'évaporateur précédent sert de source de chaleur pour l'évaporateur suivant et est condensée en eau douce. Parmi elles, la distillation à effets multiples à basse température est l’une des méthodes de distillation les plus économes en énergie. La technologie de distillation multi-effets à basse température s'est développée rapidement ces dernières années en raison de facteurs d'économie d'énergie. L'échelle de l'équipement s'est élargie et le coût a diminué. Les principales tendances de développement sont l'augmentation de la capacité de production d'eau d'une seule unité, l'utilisation de matériaux bon marché pour réduire les coûts du projet, l'augmentation de la température de fonctionnement et l'amélioration de l'efficacité du transfert de chaleur.

Flash à plusieurs niveaux

L'évaporation éclair fait référence au phénomène selon lequel une partie de l'eau de mer à une certaine température s'évapore rapidement lorsque la pression chute soudainement. Le dessalement éclair en plusieurs étapes est un processus dans lequel l'eau de mer chauffée est évaporée dans plusieurs chambres éclair avec des pressions décroissantes progressivement, et la vapeur est condensée pour obtenir de l'eau douce. Actuellement, la méthode d'évaporation instantanée à plusieurs étages présente toujours le rendement le plus élevé, la technologie la plus mature, une sécurité opérationnelle élevée et une grande flexibilité dans les équipements de dessalement de l'eau de mer du monde. Elle est principalement construite en conjonction avec des centrales thermiques et convient aux équipements de dessalement de grande et très grande taille. Elle est principalement utilisée dans les pays du Golfe. La technologie d'évaporation instantanée à plusieurs étages est mature et fiable. Ses principales tendances de développement sont d'augmenter la capacité de production d'eau d'une seule unité, de réduire la consommation électrique de l'unité et d'améliorer l'efficacité du transfert de chaleur.

Électrodialyse

La clé technique de cette méthode est le développement d’une nouvelle membrane échangeuse d’ions. La membrane échangeuse d'ions est une membrane fonctionnelle d'une épaisseur de 0,5 à 1,0 mm, qui est divisée en membrane échangeuse d'ions positive (membrane cationique) et membrane échangeuse d'ions négative (membrane anionique) en fonction de sa perméabilité sélective. La méthode d'électrodialyse consiste à disposer en alternance des membranes cationiques et des membranes anioniques à perméabilité sélective pour former plusieurs compartiments indépendants. L'eau de mer est dessalée, tandis que l'eau de mer des compartiments adjacents est concentrée, de sorte que l'eau douce et l'eau concentrée peuvent être séparées. L’électrodialyse peut non seulement dessaler l’eau de mer, mais également être utilisée comme moyen de traitement de l’eau pour contribuer à la réutilisation des eaux usées. De plus, cette méthode est de plus en plus utilisée dans la concentration, la séparation et la purification dans les industries chimiques, pharmaceutiques, alimentaires et autres.

Distillation à la vapeur

La technologie de dessalement de l'eau de mer par distillation à la vapeur comprimée consiste à préchauffér l'eau de mer, à l'introduire dans l'évaporateur et à l'évaporer partiellement. La vapeur secondaire générée est comprimée par le compresseur pour augmenter la pression puis introduite dans le côté chauffage de l'évaporateur. Après condensation, la vapeur est évacuée sous forme d'eau produite, réalisant ainsi le recyclage de l'énergie thermique.

Méthode d'évaporation au point de rosée

La technologie de dessalement par évaporation au point de rosée est une nouvelle méthode de dessalement de l’eau saumâtre et de l’eau de mer. Il est basé sur le principe d'humidification et de déshumidification par gaz porteur, tout en récupérant la chaleur de condensation et de déshumidification. L'efficacité du transfert de chaleur est contrôlée par le transfert de chaleur côté gaz mixte.

Hydroélectricité combinée

La cogénération d’eau et d’électricité fait principalement référence à la cogénération et à la fourniture d’eau dessalée et d’électricité. Étant donné que le coût du dessalement dépend en grande partie du coût de la consommation d’électricité et de vapeur, la cogénération peut utiliser la vapeur et l’électricité des centrales électriques pour alimenter les équipements de dessalement, permettant ainsi une utilisation efficace de l’énergie et réduisant les coûts de dessalement. La plupart des usines de dessalement de l’eau de mer à l’étranger sont construites avec des centrales électriques, ce qui constitue le principal modèle de construction des projets actuels de dessalement de l’eau de mer à grande échelle.

Cogénération par film thermique

La cogénération à membrane thermique adopte principalement une combinaison de dessalement thermique et membranaire (c'est-à-dire MED-RO ou MSF-RO) pour répondre aux différentes demandes en eau et réduire le coût du dessalement. À l'heure actuelle, la plus grande usine de dessalement par cogénération à membrane thermique au monde est l'usine de dessalement de Fujairah aux Émirats arabes unis, avec une production quotidienne d'eau de dessalement de 454 000 mètres cubes, dont MSF produit 284 000 mètres cubes par jour et RO produit 170 000 mètres cubes par jour. Ses avantages sont : un faible coût d’investissement et un apport d’eau de mer partagé. L’eau dessalée provenant des appareils RO et MED/MSF peut être mélangée dans certaines proportions pour répondre à une variété de besoins.