"Vatten, vatten överallt, men inte en droppe att dricka." Detta är den förmodade klagan från en okänd sjöman, behövde hydrera sig själv men ur färskt vatten, men ändå tvingad att titta på otaliga liter odryckbart havsvatten. De flesta är medvetna om hur saltlösning eller salt vatten är, och att detta gör det odryckbart. Vi kallar odryckbart vatten icke-drickbart, på grund av den progressiva störningen av kroppens kemiska jämvikt som detta orsakar.
Havsvatten står för cirka 97 procent av jordens vatten; nästan alla de 3 procent som anses vara "färska" är underjordiska eller på annat sätt otillgängliga för mänskligt bruk, med endast cirka 1/400: e av jordens färskvatten som upptar floder, vattendrag och sjöar. Med tanke på hur mycket saltvatten det finns, borde det inte finnas ett effektivt sätt att göra det lämpligt för konsumtion?
I själva verket kallade processen avsaltning uppnår just detta. Betydelsen av avsaltning på en planet med en ständigt växande befolkning och många regionala vattenbrister när som helst ökar varje dag, och fördelarna med avsaltning gör processen värt att granska i detalj.
Typer av avsaltning
Alla typer av mekanisk avsaltning kan klassificeras som antingen termisk avsaltning eller avsaltning av membran.
Avsaltningsanläggningar i kommersiell skala använder vanligtvis ett slags membranavsaltning med omvänd osmos, som sker över ett halvgenomträngligt membran. Membrandestillation eller MD, där en ström av hett saltvatten strömmar mot en ström av normalt vatten på motsatt plats av ett vattenavvisande membran, finns i flera typer. Resultatet är att skjuta vattenånga fri från salt genom porerna till den svalare sidan av membranet med lägre tryck.
Termisk avsaltning innebär tillsats av betydande mängder värme och involverar ofta också destillationsprocesser. Destillation är kokning av en lösning i vilken lösningsmedlet har en högre kokpunkt än lösningsmedlet (t.ex. salt), så att den ånga som produceras kan samlas upp som destillat medan det kvarvarande saltkoncentratet är kasseras.
Fördelar med avsaltningsprocesser
Fördelarna med själva avsaltningen är enkla: mer rent dricksvatten för medborgarna på jorden, varav en tredjedel saknar regelbunden tillgång till denna vitala resurs. När det gäller fördelarna med vissa typer jämfört med andra är dessa ganska lätta att beskriva.
Termiska avsaltningsanläggningar, som producerade majoriteten av världens avsaltade vatten från och med 2020, är enkla att bygga och driva, främst för att de inte har några andra rörliga delar än pumpar och huvudsakligen består av tätt packade rörnätverk. Dessa avsaltningsanordningar kan också uppnå en mycket hög rening.
Membrandrivna processer, inklusive avsaltning genom elektrolys, är vanligtvis mycket mindre energiintensiva än termiska och förlitar sig inte på fossila bränslen eller kärnenergi, liksom de flesta termiska anläggningar i drift i dag. De erbjuder låga driftstemperaturer och tryck än deras termiska motsvarigheter.
Nackdelar med avsaltningsprocesser
Avsaltningsutmaningar inkluderar föroreningar från stora avsaltningsanläggningar i termisk stil och den stora mängd energi som krävs för att driva dem. När världen går mot den ökande användningen av alternativa energikällor bör denna oro avta med tiden.
Även om membranprocesser är renare och säkrare är det också dyrare att bygga avskalningsanläggningar av denna typ i kommersiell skala. Membranen bryts också ned genom överdriven vätning och andra typer av föroreningar, och processen är för närvarande inte lika effektiv som de flesta typer av termisk avsaltning.
Mer nyligen, under 2019, kunde forskare skapa en soldestillationsteknik som innebär att solljus fokuseras på vissa fläckar av en selektivt permeabelt membran, kokande vatten som samlas upp där och tvingar det igenom motsatt sida av membranet, där det samlas upp på nytt.