211service.com
Ett billigare sätt att rengöra vatten
Oasys vatten , ett företag som har utvecklat en ny, billig avsaltningsteknik, visade upp en ny utvecklingsanläggning i Boston denna vecka. Företaget, som har demonstrerat komponenter i kommersiell skala av sitt system under de senaste månaderna, planerar att börja testa ett komplett system i början av nästa år och att börja sälja systemen i slutet av 2011.
Lågt natrium: Jacob Roy, anställd på avsaltningsstartupen Oasys Water, tar mätningar vid en ny utvecklingsanläggning i Boston.
För närvarande görs avsaltning huvudsakligen på ett av två sätt: vatten värms antingen upp tills det avdunstar (kallas en termisk process) eller tvingas genom ett membran som tillåter vattenmolekyler men inte saltjoner att passera (känd som omvänd osmos). Oasys metod använder en kombination av vanlig (eller framåt) osmos och värme för att förvandla havsvatten till dricksvatten.
På ena sidan av ett membran finns havsvatten; på den andra finns en lösning som innehåller höga koncentrationer av koldioxid och ammoniak. Vatten rör sig naturligt mot denna mer koncentrerade draglösning, och membranet blockerar salt och andra föroreningar när det gör det. Den resulterande blandningen upphettas sedan, vilket får koldioxiden och ammoniaken att avdunsta. Färskvatten lämnas kvar och ammoniaken och koldioxiden fångas upp och återanvänds.
Oasys säger att tekniken kan göra avsaltning ekonomiskt attraktiv inte bara i torra områden där det inte finns några alternativ till avsaltning, utan också på platser där sötvatten måste transporteras långa sträckor. I Kalifornien, till exempel, transporterar nu ett massivt akveduktsystem vatten från norr till söder.
Kostnaden kommer att vara tillräckligt låg för att få akvedukt- och dammprojekt att se dyra ut i jämförelse, säger Oasys medgrundare och tekniska chef Robert McGinnis, som uppfann företagets kärnteknologi. Processen kan också kräva betydligt mindre kraft än andra avsaltningsalternativ. Bränsleförbrukningen och koldioxidutsläppen kommer att vara lägre än för nästan alla andra vattenkällor förutom en lokal sjö eller akvifer, säger han.
Nyckeln till att få processen att fungera var att utveckla en ritlösning med lätta att ta bort lösta ämnen, något som gjordes på ett labb vid Yale University. Andra har försökt utveckla andra lösta ämnen för avsaltning, säger McGinnis, men de har inte varit framgångsrika hittills.
Den näst största tekniska utmaningen har varit att utveckla membranet. Membranen som används vid omvänd osmos är olämpliga för denna process eftersom de fungerar bäst vid höga tryck. Framåt osmos använder inte höga tryck, så vattnet rör sig genom dessa membran för långsamt för att systemet ska vara praktiskt. McGinnis och hans kollegor reginerade membranen, minskade tjockleken på stödmaterialet och ökade dess porositet utan att ändra ett mycket tunt lager som blockerar salter. Dessa förändringar gjorde det möjligt för vatten att passera igenom 25 gånger snabbare, säger McGinnis.
Systemet använder mycket mindre energi än termisk avsaltning eftersom draglösningen endast behöver värmas upp till 40 till 50 °C, säger McGinnis, medan termiska system värmer upp vatten till 70 till 100 °C. Dessa låga temperaturer kan uppnås med spillvärme från kraftverk. Termiska avsaltningsanläggningar finns ofta vid kraftverk nu, men det krävs extra bränsle för att generera tillräckligt med värme för dem. Det nya systemet skulle å andra sidan kunna drivas på värme som annars skulle ha släppts ut i atmosfären.
Oasys-systemet kräver bara en tiondel så mycket el som ett system med omvänd osmos, säger McGinnis, eftersom vatten inte behöver tvingas genom ett membran vid högt tryck. Det är en avgörande källa till besparingar, eftersom elektricitet kan stå för nästan hälften av kostnaden för omvänd osmos-teknik. Att inte arbeta med tryckvatten minskar också kostnaden för att bygga anläggningen – det behövs inget dyra rör som tål höga tryck. Kombinationen av lägre strömförbrukning och billigare utrustning ger lägre totala kostnader.
Oasys-systemet kommer inte att hjälpa alla. Till exempel är det osannolikt att det kommer att göra mycket för bönderna; även om de står för cirka 80 procent av sötvattenförbrukningen, skulle det inte vara kostnadseffektivt för dem, delvis eftersom gårdar ofta ligger närmare akviferer och andra vattenförsörjningar än stora kuststäder som LA. Dessutom finns det en minsta mängd energi som behövs för att avlägsna saltjoner ur vattnet, säger Peter Gleick, ordförande för Pacific Institute for Studies in Development, Environment, and Security i Oakland, Kalifornien. Jag tror aldrig att det kommer att vara tillräckligt billigt för bevattning. I jordbruksområden där det är ont om vatten, säger han, är det billigare att byta till bättre bevattningsmetoder.
När kuststäderna växer, kommer dock deras behov av avsaltningstjänster att växa, säger Kenneth Herd, chef för vattenförsörjningsprogrammet vid Southwest Florida Water Management District. Det är inte en fråga om, säger han, utan en fråga om när.