Woda morska zdatna do picia dzięki czystej technologii
Zasoby słodkiej wody stanowią zaledwie około 3 % wody dostępnej na Ziemi, z czego większość ma postać lodu. Ponieważ jednym ze skutków zmiany klimatu jest niedobór wody, także w Europie, coraz częściej stosowanym rozwiązaniem jest odsalanie wody morskiej. Odsalanie, choć wykonalne pod względem technicznym, było do tej pory kosztownym i szkodliwym dla środowiska procesem, wymagającym drogiej technologii, dużych ilości energii i niebezpiecznych chemikaliów oraz powodującym powstawanie szkodliwych produktów ubocznych. Wkrótce może się to jednak zmienić. Finansowany przez Unię Europejską projekt SonixED, prowadzony przez belgijski start-up Hydro Volta, pozwolił na opracowanie opatentowanej technologii odsalania oferującej bardziej ekologiczną i przystępną cenowo alternatywę dla tradycyjnych metod, takich jak odwrócona osmoza. „Opracowany przez nas system płynnie łączy odwróconą elektrodializę (EDR) z ultradźwiękami. Uzyskana w ten sposób synergia zwiększa wydajność procesu odsalania, znacząco zmniejsza wpływ na środowisko i pozwala osiągnąć najwyższy jak dotąd współczynnik odzysku wody”, mówi George Brik, dyrektor generalny i współzałożyciel firmy Hydro Volta.
System samoczyszczący
Gdy związki soli rozpuszczają się w wodzie, rozpadają się na pojedyncze jony. Elektrodializa polega na usuwaniu tych jonów w oparciu o ich ładunek elektryczny podczas ich przechodzenia przez kolejne warstwy membran o zmiennym ładunku elektrycznym. Z kolei odwrócona elektrodializa pozwala na wykonanie procedury czyszczenia za pomocą odwrócenia kierunku przepływu przyłożonego prądu, co zapobiega gromadzeniu się soli i drobnego materiału organicznego na powierzchni membrany. Wprawdzie EDR jest w stanie zminimalizować tę akumulację, jednak nie może jej całkowicie wyeliminować. I tutaj z pomocą przychodzi technologia ultradźwięków. Nowatorski proces wykorzystuje mechaniczną siłę fal dźwiękowych do przeciwdziałania blokowaniu się membran, eliminując potrzebę stosowania szkodliwych chemikaliów. Połączenie tych dwóch technologii zmniejsza również zużycie energii, ponieważ proces wymaga użycia mniejszego ciśnienia, a jednocześnie wytwarza mniej soli i ścieków. „Podwójny mechanizm zapewnia wydajne odsalanie wody przy jednoczesnym zachowaniu wydajności i trwałości membrany”, zauważa Brik.
Elastyczny system oparty na kontenerach
Technologia SonixED może być wdrażana w formie modułowej, co pozwala na skalowalność rozwiązania, oferując jednocześnie możliwość dostosowania go do indywidualnego zapotrzebowania. „Jednostki modułowe można łączyć z istniejącą infrastrukturą lub wykorzystać jako niezależne instalacje”, zaznacza Brik. Ponadto technologię hybrydową można zastosować do uzdatniania wody morskiej i słonawej. Oba zastosowania zostały pomyślnie przetestowane podczas zakrojonej na szeroką skalę próby terenowej z udziałem belgijskich przedsiębiorstw wodociągowych. Kontenerowy system SonixED zainstalowano w zakładzie odsalania firmy Farys w Ostendzie, gdzie został zintegrowany z istniejącym systemem mikrofiltracji. Współczynnik konwersji na wodę pitną osiągnięty podczas testów przekroczył 85 %, zapewniając oszczędność energii rzędu nawet 47 % dla przewidywanej wydajności wynoszącej 500 m3/godz.
Uzdatnianie wody chłodzącej w celu zapobiegania zrzutom ścieków
Innowacja SonixED może być również stosowana do uzdatniania tzw. wody przedmuchowej z systemów chłodzenia. Dzięki użyciu tej samej technologii hybrydowej ta wersja systemu kontenerowego oferuje zakładom przemysłowym możliwość ponownego wykorzystania wody procesowej jako wody surowej. W ramach prób prowadzonych we współpracy z gigantem branży chemicznej, grupą BASF, zespół projektu wdrożył swoje rozwiązanie w zakładzie firmy w miejscowości Schwarzheide w Niemczech. Testy na dużą skalę wykazały wysoką efektywność energetyczną – zaledwie 0,164 kWh na metr sześcienny oczyszczonej wody. „Jeśli chodzi o zastosowania związane z przedmuchiwaniem wież chłodniczych, nasza instalacja może potencjalnie zmniejszyć ilość ścieków nawet o 98 %, co przybliża nas do wdrożenia rozwiązań o zerowej emisji płynnej (Zero Liquid Discharge, ZLD)”, zauważa Brik. Hydro Volta finalizuje obecnie etap rozwoju i testowania swojej technologii SonixED. W związku ze zbliżającym się zakończeniem fazy pilotażowej firma gromadzi fundusze na wprowadzenie rozwiązania na rynek. Aby móc przejść do etapu komercjalizacji, firma podjęła też współpracę z lokalnymi organami administracji, organizacjami ochrony środowiska, a także liderami branży produkcyjnej, logistycznej i uzdatniania wody.
Słowa kluczowe
SonixED, woda morska, woda pitna, woda słodka, niedobór wody, odsalanie, elektrodializa odwracalna, EDR, ultradźwięki, blokowanie membran, fouling, woda przedmuchowa, zerowa emisja płynna, Zero Liquid Discharge