26
VELEUČILIŠTE U RIJECI Marko Fresl SUSTAV ZA DESALINIZACIJU (Seminarski rad) Rijeka, 2015.

VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

VELEUČILIŠTE U RIJECI

Marko Fresl

SUSTAV ZA DESALINIZACIJU

(Seminarski rad)

Rijeka, 2015.

Page 2: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi
Page 3: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

VELEUČILIŠTE U RIJECI

Poslovni odjel

Spec. diplomski stručni studij informatike

SUSTAV ZA DESALINIZACIJU

(Seminarski rad)

MENTOR: STUDENT:

mr. sc. Krajči Vesna, predavač Marko Fresl

MBS: 2422000093/15

Rijeka, studeni 2015.

Page 4: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

Sažetak

Kako voda predstavlja ključni faktor za preživljavanje čovječanstva tako se uvijek

pokušavaju naći novi načini za nabavu potrebne količine vode ljudima. Jedan takav, možemo

reći, relativno novi način predstavlja pretvaranje slane vode u pitku. Taj proces se naziva

desalinizacija te će kroz navedeni rad biti detaljno opisano više o samom procesu.

Page 5: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

Sadržaj

1.Uvod ........................................................................................................................................ 1

2.Što je desalinizacija? ............................................................................................................... 2

3. Desalinizacija u svijetu ........................................................................................................... 3

4. Prednosti i nedostatci desalinizacije ....................................................................................... 4

5. Vrste sustava za desalinizaciju ............................................................................................... 5

5.1. Termalni proces ............................................................................................................... 5

5.2 Membranski proces ili proces rezervne osmoze ............................................................... 7

5.2.1.Osmoza ................................................................................................................... 7

5.2.2.Rezervna osmoza .................................................................................................... 8

5.2.3.Elektrodijaliza ........................................................................................................ 9

5.2.4.Nanofiltracija ........................................................................................................ 10

5.2.5.Ionska izmjena ...................................................................................................... 10

6. Mali sustavi za desalinizaciju ............................................................................................... 11

7. Sustav za desalinizaciju rezervnom osmozom ..................................................................... 13

7.1. Sekcija niskog tlaka ....................................................................................................... 13

7.2. Sekcija visokog tlaka ..................................................................................................... 14

7.3. Sekcija pitke vode .......................................................................................................... 14

8. Shematski prikaz cjelokupnog sustava ................................................................................. 15

9. Membranske tehnologije ...................................................................................................... 16

9.1. Građa membrane ............................................................................................................ 17

10. Mogući problemi unutar sustava ........................................................................................ 18

11.Zaključak ............................................................................................................................. 19

Popis literature .......................................................................................................................... 20

Popis korištenih slika ............................................................................................................... 21

Page 6: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

1

1. Uvod

Mi, ljudi koji čitav život imamo pristup pitkoj vodi zapravo ne doživljavamo kakvu ona

vrijednost ima na naš život. U drugim državama radi velike potrošnje te onečišćenosti vode

sve manje ima „zdrave“ vode te to predstavlja veliki problem za preživljavanje. Prema

statistikama u proteklih nekoliko godina broj ljudi u svijetu raste, samom činjenicom rasta

broja ljudi logički se zaključuje da raste broj naselja te industrijskih i poslovnih objekata.

Nadovezujem se na činjenicu da mi koji imamo pitku vodu čitav život ne shvaćamo njenu

važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti

kada prirodni izvori pitke vode presuše.

Kako ne bi došlo do „nedostatka“ pitke i „zdrave“ vode znanstvenici su u konstantnoj

potrazi za alternativnim načinima nabave pitke vode. Upravo takav jedan od načina

predstavlja sustav za desalinizaciju vode. Tim postupkom se pitka voda dobiva iz morske

vode. Iako je ona prvenstveno namijenjena za pustinjske zemlje, u svijetu su se javili mnogi

investitori koji su odlučili uvesti takve sustave. U Hrvatskoj postoji hotelski kompleks blizu

grada Zadra koji koristi takav sustav pomoću kojega dobivaju pitku i pogonsku vodu iz

morske.

Kroz navedeni rad cilj je slušatelje uputiti detaljno u sustav za desalinizaciju vode, koje su

njegove prednosti, a koji nedostatci te koje su vrste sustava. Također će biti detaljnije

razrađen sustav za desalinizaciju vode rezervnom osmozom.

Page 7: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

2

2. Što je desalinizacija?

Desalinizacija predstavlja proces uklanjanja soli, bakterija i minerala iz morske vode u

svrhu dobivanja pitke i čiste vode. Kako je prije navedeno radi nedostatka vode u svijetu

taj proces je prvenstveno i osmišljen kako bi se dobile dodatne količine vode. Uz današnje

tehnologije iz morske vode procesom desalinizacije se može ukloniti 99% soli te kasnije

određenim procesima dodatno dezinficirati.

Važno je spomenuti izraz TDS koji predstavlja anorganske soli te male količine

organskih tvari koje su prisutne u vodi. Većinom su to kationi (natrij, kalij, magnezij,

kalcij) i anioni (karbonati, sulfati, kloridi). Na okus same vode utječu otopljene čestice

krutih tvari, a kvaliteta vode određuje se upravo prema razini ukupno otopljenih tvari u

vodi ili TDS-u. TDS u zalihama vode može potjecati iz prirodnih izvora, ali isto tako i iz

kanalizacija te drugih otpadnih voda.

Procesom desalinizacije se određeni sastojci TDS-a smanjuju u granice koje su

pogodne za pitku i tehnološku vodu kako bi ona koristila stanovništvu.

Slika 1. Kvaliteta vode u ovisnosti o TDS

Izvor: (http://www.impeks.hr/7/10/Desalinizacija-i-obrada-morske-i-bocate-vode/, 6.11.2015)

Page 8: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

3

3. Desalinizacija u svijetu

Prema podatcima IDA (International Desalination Association) 2009. godine u svijetu je

bilo oko 14 500 postrojenja za desalinizaciju. Ta postrojenja su proizvodila 59,9 milijuna

m3 vode dnevno, a 2010. godine proizvodnja je porasla na 68 milijuna m3. Do 2020. godine

želi se doseći cilj za proizvodnju 120 milijuna m3 na dan od čega će se 40 milijuna

proizvoditi na bliskom istoku.

Slika 2. Dnevna količina proizvodnje desalinizirane vode u svijetu

Izvor (http://climatechangefork.blog.brooklyn.edu/files/2013/10/water-desalination-

countries.jpg, 6.11.2015.)

Slika 3.Uzročno-posljedični dijagram potrebe za desalinizacijom

Izvor: izradio autor

Page 9: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

4

4. Prednosti i nedostatci desalinizacije

Prednosti:

Instalacija uređaja u obliku modula- takav način instalacije snižava cijenu izrade

Rješenje za male izdvojene jedinice u nerazvijenim sredinama- što znači da određena

naselja koja su recimo „odsječena“ od velikih pogona, a imaju pristup moru,

desalinizacijom si mogu osigurati pitku vodu

Energetska neovisnost

Dugoročna isplativost- iako je instalacija skupa ona se kroz dulje razdoblje isplati

Velika dostupnost sirovine- morske površine predstavljaju neiscrpan izvor

Ekološka prihvatljivost- ovakav način nabave vode ne šteti okolišu niti životu u moru

Nedostatci:

Skupa izgradnja- iako kao što je navedeno se dugoročno isplati problem predstavlja

nalaženje početnog kapitala za njegovu gradnju

Veliki utrošak energije- za rad pogona potrebna je velika količina električne energije

Page 10: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

5

5. Vrste sustava za desalinizaciju

Prvenstveno postupke desalinizacije je moguće svrstati u dvije skupine:

1. TERMALNI PROCES: još je poznat kao termički ili destilacijski proces, a rad mu se

osniva na činjenici da voda isparava na puno nižoj temperaturi nego sol pa sol ostaje u

preostaloj vodenoj otopini.

2. MEMBRANSKI PROCES ILI PROCES REZERVNE OSMOZE: svoj rad temelji na

tome da se morska voda pod tlakom potiskuje kroz opnu koje ne propušta niti sol niti

minerale

5.1.Termalni proces

1. Prva metoda je zamrzavanje: radi na način da se pod određenim tlakom i

temperaturom morska voda počinje lediti te da se na površini formira ledeni sloj od

čiste pitke vode koji se odstrani i topi.

2. Druga metoda je destilacija: koja je vrlo jednostavna za primjenu pa se stoga najčešće

i upotrebljava. Predstavlja postupak odlijevanja sastojaka na osnovi različitih vrelišta.

3. Treća metoda je vakuum destilacija: ona se provodi na nižim temperaturama, pa se

time postiže ušteda energije. Konstrukcija je jednostavna i lako održiva, a jedini

nedostatak predstavlja glomaznost samog uređaja. U uređaju za desalinizaciju, morska

voda se izlijeva na crnu, lako upijajuću podlogu koja je natkrivena staklenim ili

plastičnim pokrovom. Taj pokrov omogućuje prolazak zrakama sunca koje zagrijavaju

vodu. Tako zagrijana voda isparava, a zatim se kondenzira na istom pokrovu te zbog

gravitacijske sile klizi u kanal za sakupljanje čiste vode.

Page 11: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

6

Slika 4. Shema destilacije vode

Izvor:

(http://www.alfaportal.hr/phocadownload/osnovna_skola/7_razred/kemija/galerija_slika/09.%

20Postupci%20razdvajanja%20sastojaka%20iz%20smjesa/index.html, 6.11.2015.)

Postoje 4 vrste destilacije:

1. Isparavanje/kondenzacija

2. MFS (Multi-Stage Flash)

3. MED/ME (Multiple-Effect)

4. VC (Vapor Compression)

Page 12: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

7

5.2. Membranski proces ili proces rezervne osmoze

Radi neučinkovitosti destilacije i zamrzavanja uglavnom se koriste membranski

procesi za dobivanje pitke vode iz morske. U membranskim procesima koriste se

polupropusne membrane za filtraciju otopljenih tvari ili finih krutina.

Postoje više vrsta membranskih procesa:

1. Forward osmozis (FO)- Osmoza

2. Reverse osmozis (RO)- Rezervna osmoza

3. Electrodialysis Reversal (EDR)- reverzna elektrodijaliza

4. Nanofiltration (NF)- Nanofiltracija

5. Ionska izmjena

5.2.1. Osmoza

Osmoza predstavlja proces difuzije vode kroz selektivnu polupropusnu membranu iz

područja manje koncentrirane otopine u područje veće koncentrirane otopine u nastojanju da

se koncentracije u oba područja izjednače. Molekule vode teže difuziji iz otopine s nižom u

otopinu s višom koncentracijom otopljene tvari bez ulaganja energije. Ova vrsta desalinizacije

koristi se za hitnu desalinizaciju, npr. kod poplava. Polupropusna membrana propušta vodu

(otapalo), a ne propušta minerale pa kroz nju prolazi samo čista voda u otopinu soli koja se

zbog toga razrijedi . Volumen solne otopine se poveća pa dolazi do razlike u tlakovima što

nazivamo osmotski tlak.

Slika 5. Shematski prikaz osmoze

Izvor: („Membranski procesi obrade vode“, Dr.Sc. Krešimir Košutić)

Page 13: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

8

5.2.2. Rezervna Osmoza

Predstavlja način desalinizacije vode s najboljim stupnjem djelovanja. Prednosti ovakvoga

načina u odnosu na destilaciju su kompaktan uređaj i instalacija preko modula međutim opne

su vrlo skupe, a radi opterećenja koja trpe vijek trajanja je relativno malen. Kako je već

navedeno osmoza predstavlja protok vode kroz selektivnu polupropusnu membranu pri

odlijevanju dviju otopina različitih koncentracija. Takav tok vode može se zaustaviti ili čak

povratiti ako se relativno velikim tlakom stlači područje veće koncentracije. Kada na solnu

otopinu djelujemo pritiskom višim od osmotskog tlaka iz otopine soli kroz membranu prolazi

čista voda i tada se govori o rezervnoj osmozi. Pošto se osmotski tlak kreće gotovo linearno s

postotkom soli u vodi samim time logički je moguće zaključiti da što je salinitet vode veći da

je proces rezervne osmoze teže provesti. Ovaj postupak postiže efekt za desalinizaciju od

98%-99%, međutim troškovi infrastrukture su veliki jer se javlja potreba za višetlačnim

pumpama.

Slika 6. Shematski prikaz rezervne osmoze

Izvor: („Membranski procesi obrade vode“, Dr.Sc. Krešimir Košutić)

Page 14: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

9

5.2.3. Elektrodijaliza

Elektrodijaliza se koristi kod desalinizacije vode s manjom koncentracijom soli, odnosno

češće se koristi kod pretvorbe boćate vode u pitku nego morske u pitku. Pošto je većina

čestica u vodi prisutna u ioniziranom, odnosno električki nabijenom obliku, priključivanjem

električne struje na elektrode ioni se pomiču prema pozitivnoj ili negativnoj elektrodi ovisno o

naboju pa između njih ostaje samo pročišćena voda. Sol se izdvaja iz morske vode uz pomoć

opni koje razdvajaju katione od aniona. Količina utrošene energije se povećava ovisno u

koncentraciji soli u vodi te je zato ovaj postupak prikladniji za pretvorbu boćate vode u pitku.

Slika 7. Princip rada elektrodijalize

Izvor: (http://glossary.periodni.com/images/elektrodijaliza.jpg, 6.11.2015.)

Page 15: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

10

5.2.4. Nanofiltracija

Nanofiltracija svoj rad temelji na istom principu kako i rezervna osmoza uz razliku da je

granica razabiranja nešto niža pa nema zahtjeva za velikim tlakovima. Radi nepotrebnosti za

visokim tlakovima mogu se koristiti manje crpke pa se troškovi investicije i električne

energije smanjuju. Vrijednosti zadržavanja soli kod nanofiltracije kreće se između 80-85%.

Ako se takav utrošak uklonjene soli može prihvatiti ovisno za vrstu potrebe tada nanofiltracija

predstavlja jeftiniju alternativu rezervne osmoze.

Slika 8. Shema nanofiltracije

Izvor: (http://www.fumatech.com/NR/rdonlyres/5B59CA9B-CC42-466A-9755-

0C133BB85A16/14222/nanofiltration_en.jpg, 6.11.2015)

5.2.5. Ionska izmjena

Ovaj proces predstavlja odstranjivanje kamenca iz vode, a tvrdoća se može regulirati po

želji i potrebi. Medij koji veže kamenac je ekološki ispravna smola. Ovo je

najrasprostranjeniji proces za uklanjanje iona iz vode.

Page 16: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

11

6. Mali sustavi za desalinizaciju

Naravno da osim velikih sustava i postrojenja za desalinizaciju postoje i mala

postrojenja recimo na brodovima. Na brodovima ta desalinizirana voda koristi posadi za

pijenje ali isto tako može i nadomjestiti izgubljenu kotlovsku vodu. Vakuumskom

destilacijom uz upotrebu otpadne vode dobiva se voda propisane kvalitete. Veći brodovi koji i

po nekoliko tjedana, mjeseci putuju bez stajanja u luku ne mogu se ni zamisliti bez takvih

malih sustava. Osim velikih brodova u zadnje vrijeme taj sustav su počeli implementirati i

manji brodovi radi praktičnosti, ali i radi osiguravanja nepresušnog izvora pitke vode.

Mnoge tvrtke neprestano rade na razvoju malih desalinizirajućih sustava za brodove

tako da se danas može naći velika ponuda praktičnih, jednostavnih i izdržljivih uređaja za

desalinizaciju vode tijekom plovidbe.

Na brodicama za spašavanje nalaze se mali ručni desalinizatori koji su neovisni o

sunčevoj solarnoj energiji.

Najmanji desalinizatori teže oko 1 kg i dugi su oko 20 cm. Ti kompaktni i lagani

uređaji mogu poslužiti ljudima u slučaju nužde, a u mogućnosti su proizvesti i do 1 l vode u

satu. Njihov jedini nedostatak očituje se u činjenici da su prvenstveno napravljeni za obradu

čiste morske vode na otvorenom moru te se iz toga razloga ne mogu upotrebljavati uz obalu u

kojoj je voda onečišćena organskim tvarima.

Slika 9. Ručni desalinizator

Izvor: (http://www.nautica-portal.com/index.php/nautica-portal-com/vijesti/1492-

desalinizatori-nepresusan-izvor-pitke-vode-na-brodu, 7.11.2015.)

Page 17: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

12

Katadyn PowerSurvivor 160E kapacitetom je najveći od Katadynovih desalinizatora,

koji uz prosječnu potrošnju električne energije od 18 ampera (napajanje 12 V), odnosno 12 A

(napajanje 24 V) u satu proizvede 25,4 litara slatke vode, što je uz nekoliko sati rada dovoljno

za prosječne dnevne potrebe 12-člane posade. Teži svega 16,8 kg, a zbog velikog kapaciteta

proizvodnje pitke vode Katadyn PowerSurvivor 160E idealan je na većim brodovima i

posebno na čarter plovilima.

Slika 10. Princip rada desalinizatora na brodu

Izvor(http://www.nautica-portal.com/index.php/nautica-portal-com/vijesti/1492-

desalinizatori-nepresusan-izvor-pitke-vode-na-brodu, 7.11.2015.)

Page 18: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

13

7. Primjer sustava desaliniziranje rezervnom osmozom

Kao što sam na početku rada u uvodu napomenuo u hrvatskoj postoji hotelski kompleks

blizu grada Zadra koji koristi sustav za desalinizaciju pa ću njega i njegov rad opisati u

daljnjem tekstu.

Uglavnom, morska voda se crpi s plaže koja je udaljena otprilike 150 m na dubini od 15

m te se dovodi do uređaja za desalinizaciju gdje se postiže tlak i do preko 50 bara. Zatim ta

voda prolazi kroz membrane kroz koje osmozom voda s povećanom koncentracijom soli i

minerala odlazi natrag u more, a voda koja je oslobođena od tih minerala skuplja se u

spremnik. Mogućnost postrojenja su 25 metara kubičnih vode na sat.

7.1. Sekcija niskog tlaka

Slana voda prvo preko glavne crpke ulazi u sustav predfiltracije te se filtrira mehaničkim

filterima kako bi se izbacili manji životinjski organizmi, kamenje i slično te se taj proces

naziva tzv. Mehanička filtracija. Ukoliko ima ulja u vodi ona se odvaja posebnim

separatorima. Voda se tlači pomoću pumpe niskog pritiska (5 bara) i filtrira kroz mikronske

predfiltere. Mikronski predfilteri odvajaju sedimente i otopljene tvrde tvari u vodi prije ulaska

u pumpu visokog tlaka. Ako se dogodi da tlak padne, prekidač niskoga tlaka gasi sustav čime

sprječava nedovoljan dolazak vode na pumpu visokog tlaka. Cijevi se zatim granaju na

izmjenjivače tlaka i pumpe s povećanim pritiskom.

Page 19: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

14

7.2. Sekcija visokog tlaka

Voda sada pod tlakom od 10 bara prolazi kroz 3 fina filtera za sitni otpad (pijesak, mulj,

mali organizmi). To je takozvana predfiltracija pred proces rezervne osmoze. Tu se nalaze i

dodatni filteri:

Vrećati od 5 mikrometara i

Svijećni od 10 mikrometara

Regulator povratnog pritiska kontrolira potreban tlak na membrani. Ukoliko dođe do

prekomjernog porasta tlaka, prekidač automatski izbacuje sustav.

7.3. Sekcija pitke vode

Nakon filtracije od 5 i 10 mikrometara vida se visokotlačnom crpkom tlači na više od 50

bara pri čemu prolazi kroz poliamidne membrane rezervne osmoze. Na taj način se dobiva

permeat (demineralizirana voda bez okusa i mirisa) koji se transportira u spremnik. Kada se

taj spremnik napuni pali se pumpa koja vodu usmjerava prema filterima za mineralizaciju

(kalcijev karbonat i magnezijev karbonat). Kako bi se regulirala količina proizvedene vode na

sat tu se nalazi i mjerač protoka vode, a također postoji i mjerač koji provjerava salinitet.

Posljednji proces filtracije je završen nakon što voda prođe kroz ultraljubičasti sterilizator

gdje se uništi i do 99,9% svih mikroorganizama, uključujući viruse i bakterije.

Osim permeata također dobivamo i koncentrat (slanicu) koji predstavlja vodu s

povećanim sadržajem soli i minerala koja ostaje kao „otpad“ nakon rezervne osmoze te se

posebnim cijevima ispušta nazad u more.

Page 20: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

15

8. Shematski prikaz cjelokupnog sustava

Slika 11. Shematski prikaz sustava

Izvor: (http://www.gimnazija-vnazora-zd.skole.hr/, 7.11.2015.)

Page 21: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

16

9. Membranske tehnologije

Membranske tehnologije koriste se za:

1. Dobivanje čiste vode za piće- javno zanimanje za opskrbu vodom sve je izraženije

u gradovima.

2. Desalinaciju morske vode- različite vodom osiromašene regije kako je navedeno

pretvaraju bočatu i morsku vodu u pitku vodu koristeći se membranskom

tehnologijom

3. Industriji hrane i pića- visoka kvaliteta vode poboljšava izgled, okus i čuvanje pića

te sprječava druge nepodobne učinke

4. Laboratorijskim i farmaceutskim industrijama- membranske tehnologije i sustavi

rezervne osmoze široko se koriste za uklanjanje zagađivača, virusa i bakterija

5. Elektroničkim industrijama- tehnologija rezervne osmoze praktički je jedina koja u

kombinaciji s ionskom izmjenom udovoljava standardima i potrebama industrija

poluvodiča

6. Parne kotlove i energetiku- zahtjevi za kvalitetom vode uglavnom su u vezi sa

sprječavanjem nastajanja kamenca, sa zaštitom od korozije i kontrolom kotlova

7. Uklanjanje organskih zagađivala u:

Farmaceuticima

Antibioticima

S testovima za osobnu higijenu i sl.

Page 22: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

17

9.1.Građa membrane

Membrana se sastoji od niza membranskih ovojnica spojenih s centralnom perforiranom

cijevi oko koje su umotane. Te ovojnice su odvojene posebnim umetcima koji formiraju

kanaliće za dotok vode promjera 0,7mm. Svaki element membrane ima 37 metara kvadratnih

aktivne površine. Svrha aktivne membrane je uklanjanje soli otopljenih u vodi te 99%

bakterija i dugih štetnih tvari. Potpuno čista voda – permeat prolazi korz membrane u

centralnu cijev i usmjerava se prema spremniku.

Slika 12. Građa membrane

Izvor: („Membranski procesi obrade vode“, Dr.Sc. Krešimir Košutić)

Page 23: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

18

10. Mogući problemi unutar sustava

Kao i u svim drugim sustavima tako i u sustavu desalinizacije RO-om mogući su

određeni problemi. Osobito ako se sustav ne održava redovno i pravilno. Jedan od mogućih

problema predstavlja iznenadni pad ili povišenje tlaka, međutim takve situacije sustav

većinom sam uspije riješiti. Ako se dogodi da dođe do pada pritiska u sekciji niskog tlaka,

prekidač gasi sustav čime sprječava nedovoljan dolazak vode u pumpu visokog tlaka. Na

jednak način reagira i prekidač visokog tlaka ukoliko dođe do prekomjernog porasta pritiska u

sekciji visokog tlaka.

Drugi mogući problem predstavlja začepljenje filtera i membranskih elemenata. Do toga

može doći zbog povećanog broja organskih tvari u morskoj soli. Uzrok tomu porastu je

„cvjetanje“ mora. S obzirom da su membrane izrađene od visokokvalitetne poliamidne mase,

rok trajanja im se kreće između 5 do 10 godina. Ipak ukoliko se ne čiste redovito i kako treba

može doći do začepljenja istih što za posljedicu ima smanjenu produktivnost cijeloga sustava.

Suprotno prethodno navedenome može doći do oštećenja membrana na način da

propusnost bude veća . U tom slučaju proizvodi se kontaminirana voda koja predstavlja

prijetnju za zdravlje,

Također kao problem možemo navesti visoku cijenu same implementacije te visoku cijenu

održavanja sustava radi kojih nema još toliko zainteresiranosti.

Page 24: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

19

11. Zaključak

Kako znamo da se broj stanovništva povećava , tako možemo zaključiti da se javlja

potreba za novim izvorima energije, a samim time i veća potreba za pitkom vodom.

Desalinizacija morske vode predstavlja jedan od alternativnih načina dobivanja pitke vode

kojem se najveća prednost očituje u nepresušnom izvoru. Iako je postupak implementacije

desalinizacije poprilično skup on predstavlja dobro i isplativo dugoročno rješenje za naselja

koja nema pristup pitkoj vodi, a imaju pristup moru.

Kako je navedeno postoji više vrsta, tj. postupaka dobivanja pitke vode iz morske vode. TI

postupci se dijele u dvije kategorije:

1. Termalne i

2. Membranske

Ipak najčešća metoda za pretvorbu u pitku vodu je proces rezervne osmoze koji pomoću

posebnih poliamidnih membrana uklanja čak i do 99% bakterija i drugih štetnih tvari iz

morske vode.

U budućnosti će se sa sigurnošću javiti još veća potreba za pretvaranjem morske vode u

pitku vodu i dobro je što su tehnologije već sada razvijene za dobivanje potrebne količine

pitke vode iz morske.

Page 25: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

20

Popis literature

1. http://www.impeks.hr/7/10/Desalinizacija-i-obrada-morske-i-bocate-vode/

2. http://idadesal.org/publications/desaldata-com/

3. https://hr.wikipedia.org/wiki/Odsoljavanje_vode

4. https://en.wikipedia.org/wiki/Desalination

5. http://www.nautica-portal.com/index.php/nautica-portal-com/vijesti/1492-

desalinizatori-nepresusan-izvor-pitke-vode-na-brodu

6. Krešimir Košutić, „Membranski procesi obrade vode“

7. Gorana Jelić Mrčelić, „Morske tehnologije“, Predavanje 8.

Page 26: VELEUČILIŠTE U RIJECI · važnost jer u uzalud trošimo i bacamo, rasipni smo. Ta činjenica dovodi do pitanja što će biti kada prirodni izvori pitke vode presuše. Kako ne bi

21

Popis slika

Slika 1. Kvaliteta vode u ovisnosti od TDS ............................................................................... 2

Slika 2. Dnevna količina proizvodnje desalinizirane vode u svijetu .......................................... 3

Slika 3. Uzročno-posljedični dijagram potrebe za desalinizacijom ........................................... 3

Slika 4. Shema destilacije vode .................................................................................................. 6

Slika 5. Shematski prikaz osmoze .............................................................................................. 7

Slika 6. Shematski prikaz rezervne osmoze ............................................................................... 8

Slika 7. Princip rada elektrodijalize ........................................................................................... 9

Slika 8. Shema nanofiltracije .................................................................................................. 10

Slika 9. Ručni desalinizator ...................................................................................................... 11

Slika 10. Princip rada desalinizatora na brodu ......................................................................... 12

Slika 11. Shematski prikaz sustava .......................................................................................... 15

Slika 12. Građa membrane ....................................................................................................... 15