Nibdlu l-Iskart tad-Desalinizzazzjoni f'Riżors Utli

Il-proċess żviluppat fl-MIT jista 'jbiddel is-salmura konċentrata f'kimiċi utli, u b'hekk id-desalinizzazzjoni tkun aktar effiċjenti.

David L. Chandler|Uffiċċju tal-Aħbarijiet tal-MIT

MISTOQSIJIET GĦALL-ISTAMPA

Caption:

Impjanti ta 'desalinizzazzjoni tal-baħar bħal dawn tipikament jarmu volumi kbar ta' salmura konċentrata lura fil-baħar. Riċerkaturi tal-MIT urew li minflok, ħafna minn dan l-iskart jista 'jinbidel f'kimiċi utli.

Caption:

Illustrazzjoni turi l-potenzjal tal-proċess issuġġerit. Salmura, li tista 'tinkiseb mill-fluss ta' skart ta 'impjanti ta' desalinizzazzjoni tar-reverse osmosis (RO), jew minn impjanti industrijali jew operazzjonijiet ta 'tħaffir tal-melħ, tista' tiġi pproċessata biex tagħti kimiċi utli bħal sodium hydroxide (NaOH) jew hydrochloric acid (HCl).

Krediti:

Illustrazzjoni korteżija tar-riċerkaturi

Immaġni preċedentiImmaġini li jmiss

L-industrija tad-desalinizzazzjoni li qed tikber malajr tipproduċi ilma għax-xorb u għall-agrikoltura fir-reġjuni kostali aridi tad-dinja. Iżda jħalli warajh bħala prodott ta 'skart ħafna salmura konċentrata ħafna, li ġeneralment tintrema billi tarmiha lura fil-baħar, proċess li jirrikjedi sistemi ta' ppumpjar li jiswew ħafna flus u li għandhom jiġu ġestiti b'attenzjoni biex tiġi evitata ħsara lill-ekosistemi tal-baħar. Issa, inġiniera fl-MIT jgħidu li sabu mod aħjar.

Fi studju ġdid, juru li permezz ta 'proċess pjuttost sempliċi l-iskart jista' jinbidel f'kimiċi utli - inklużi dawk li jistgħu jagħmlu l-proċess ta 'desalinizzazzjoni nnifsu aktar effiċjenti.

L-approċċ jista 'jintuża biex jipproduċi l-idrossidu tas-sodju, fost prodotti oħra. Inkella magħruf bħala soda kawstika, idrossidu tas-sodju jista 'jintuża biex jittratta minn qabel l-ilma baħar li jidħol fl-impjant ta' desalinizzazzjoni. Dan ibiddel l-aċidità tal-ilma, li jgħin biex jipprevjeni l-fouling tal-membrani użati biex jiffiltraw l-ilma mielaħ - kawża ewlenija ta 'interruzzjonijiet u fallimenti f'impjanti tipiċi ta' desalinizzazzjoni tar-reverse osmosis.

Il-kunċett huwa deskritt illum fil-ġurnalKatalisi tan-Naturau f'żewġ karti oħra mix-xjenzat tar-riċerka tal-MIT Amit Kumar, professur tal-inġinerija mekkanika John. H. Lienhard V, u bosta oħrajn. Lienhard huwa l-Professur tal-Ilma u l-Ikel Jameel u d-direttur tal-Laboratorju tas-Sistemi tal-Ilma u l-Ikel Abdul Latif Jameel.

"L-industrija tad-desalinizzazzjoni nnifisha tuża ħafna minnha," jgħid Kumar dwar l-idrossidu tas-sodju. “Qed jixtruh, jonfqu l-flus fuqha. Mela jekk tista 'tagħmilha in situ fl-impjant, dak jista' jkun vantaġġ kbir. " L-ammont meħtieġ fil-pjanti nfushom huwa ferm inqas mit-total li jista 'jiġi prodott mis-salmura, għalhekk hemm ukoll il-potenzjal li jkun prodott li jista' jinbiegħ.

L-idrossidu tas-sodju mhuwiex l-uniku prodott li jista ’jsir mis-salmura tal-iskart: Sustanza kimika importanti oħra użata mill-impjanti ta’ desalinizzazzjoni u bosta proċessi industrijali oħra hija l-aċidu idrokloriku, li jista ’jsir ukoll faċilment fuq il-post mis-salmura tal-iskart bl-użu ta’ metodi stabbiliti ta ’pproċessar kimiku. Il-kimika tista 'tintuża għat-tindif ta' partijiet tal-impjant ta 'desalinizzazzjoni, iżda tintuża wkoll ħafna fil-produzzjoni kimika u bħala sors ta' idroġenu.

Bħalissa, id-dinja tipproduċi aktar minn 100 biljun litru (madwar 27 biljun gallun) kuljum ta 'ilma mid-desalinizzazzjoni, li tħalli volum simili ta' salmura konċentrata. Ħafna minn dan huwa ppumpjat lura lejn il-baħar, u r-regolamenti attwali jeħtieġu sistemi ta 'ħruġ li jiswew ħafna flus biex jiżguraw dilwizzjoni adegwata tal-melħ. Il-konverżjoni tas-salmura tista 'għalhekk tkun ta' benefiċċju kemm ekonomikament kif ukoll ekoloġikament, speċjalment minħabba li d-desalinizzazzjoni tkompli tikber malajr madwar id-dinja. "Ir-rimi ta 'salmura sikur għall-ambjent huwa maniġġabbli bit-teknoloġija attwali, imma huwa ħafna aħjar li tirkupra riżorsi mis-salmura u tnaqqas l-ammont ta' salmura rilaxxata," jgħid Lienhard.

Il-metodu tal-konverżjoni tas-salmura fi prodotti utli juża proċessi kimiċi magħrufa u standard, inkluża nanofiltrazzjoni inizjali biex jitneħħew komposti mhux mixtieqa, segwit minn stadju wieħed jew aktar ta 'elettrodijaliżi biex jipproduċi l-prodott finali mixtieq. Filwaqt li l-proċessi li qed jiġu ssuġġeriti mhumiex ġodda, ir-riċerkaturi analizzaw il-potenzjal għall-produzzjoni ta ’kimiċi utli mis-salmura u pproponew taħlita speċifika ta’ prodotti u proċessi kimiċi li jistgħu jinbidlu f’operazzjonijiet kummerċjali biex itejbu l-vijabilità ekonomika tal-proċess ta ’desalinizzazzjoni, filwaqt li tnaqqas l-impatt ambjentali tagħha.

"Din is-salmura konċentrata ħafna trid tiġi mmaniġġjata bir-reqqa biex tipproteġi l-ħajja fl-oċean, u hija skart ta 'riżorsi, u tiswa l-enerġija biex tippompjaha lura l-baħar," u għalhekk tibdilha f'komodità utli hija rebħ-rebħ, Kumar jgħid. U l-idrossidu tas-sodju huwa kimika kullimkien li "kull laboratorju fl-MIT għandu ftit," huwa jgħid, u għalhekk is-swieq għalih m'għandux ikun diffiċli.

Ir-riċerkaturi ddiskutew il-kunċett ma 'kumpaniji li jistgħu jkunu interessati fil-pass li jmiss tal-bini ta' impjant prototip biex jgħin jaħdem l-ekonomija tad-dinja reali tal-proċess. "Sfida waħda kbira hija l-ispiża - kemm l-ispiża tal-elettriku kif ukoll l-ispiża tat-tagħmir," f'dan l-istadju, jgħid Kumar.

It-tim ikompli wkoll iħares lejn il-possibbiltà li jiġbed materjali oħra b'konċentrazzjoni aktar baxxa mill-fluss tas-salmura, huwa jgħid, inklużi diversi metalli u kimiċi oħra, li jistgħu jagħmlu l-ipproċessar tas-salmura impriża saħansitra iktar ekonomikament vijabbli.

"Aspett wieħed li ssemma ... u rriżona ħafna miegħi kien il-proposta għal teknoloġiji bħal dawn biex jappoġġjaw aktar produzzjoni 'lokalizzata' jew 'deċentralizzata' ta 'dawn il-kimiċi fil-punt tal-użu," jgħid Jurg Keller, professur tal-immaniġġjar tal-ilma fl-Università ta ’Queensland fl-Awstralja, li ma kienx involut f’dan ix-xogħol. "Dan jista 'jkollu xi benefiċċji kbar ta' enerġija u spejjeż, peress li l-konċentrazzjoni 'l fuq u t-trasport ta' dawn il-kimiċi spiss iżidu aktar spejjeż u saħansitra domanda ta 'enerġija ogħla mill-produzzjoni attwali ta' dawn fil-konċentrazzjonijiet li huma tipikament użati."

It-tim tar-riċerka inkluda wkoll il-MIT postdoc Katherine Phillips u l-undergraduate Janny Cai, u Uwe Schroder fl-Università ta 'Braunschweig, fil-Ġermanja. Ix-xogħol kien appoġġat minn Cadagua, sussidjarja ta 'Ferrovial, permezz tal-Inizjattiva tal-Enerġija MIT.