پروژه نمکزدایی یک میلیارد مکعب آب خلیج فارس در سال و انتقال ان به استانهای دورتر با برق خورشیدی

Submit to FacebookSubmit to Google PlusSubmit to TwitterSubmit to LinkedIn

این ویدیو به بررسی میزان مصرف انرژی در تاسیسات نمکزدایی پرداخته است. پمپ های فشار بالا ی تغذیه ی ماژول های غشا های اسمز معکوس نیاز به انرژی زیادی دارند. پمپها بسته به میزان شوری آب دریا از 30 بار تا 80 بار باید نامین فشار کنند. با توجه به میزان شوری آب خلیج فارس و دریای عمان که به 40 گرم در لیتر میرسد فشار اسمز معکوس به 70 تا 80 بار خواهد رسید.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ویدیوی زیر تاسیسات نمک زدایی اشکلون به عنوان بنچ مارک برای تولید با بالاترین کیفیت و کمترین هزینه نمایش داده میشود. این تاسیسات قادر هست آب آشامیدنی 1.5 میلیون نفر در سال را تهیه کند. میزان تولید این تاسیسات 120 میلیون متر مکعب در سال می باشد.

در این تاسیسات 45،000 ماژول غشا استفاده شده است.

 

 

بررسی هزینه های ساخت و بهره برداری از تاسیسات نمکزدایی CAPEX and OPEX

 

عواملی که تاثیر مستقیم در هزینه های تاسیسات نمک زدایی دارند شامل ولی نه محدود به عوامل زیر می باشند:

 

کیفیت آب خام ورودی از دریا، کیفیت آب تصقیه شده، نوع ساختار آب ورودی water intake، و ساختار آب خروجی outfall، محل اجرای پروژه، نوع بازیابی انرژی استفاده شده، قیمت برق، نیازهای پسا تصفیه، نوع ذخیره سازی، پخش، هزینه های زیرساختهای محلی و قوانین زیست محیطی

 

تکنولوژی نمک زدایی

 

حدود 60 درصد تاسیسات نصب شده برای نمک زدایی از تکنولوژی اسمز معکوس استفاده می کنند.

 

مکان کارخانه

 

سایتی که تاسیسات نمک زدایی قرار هست آنجا نصب شود تاثیر مهمی بر هزینه های کلی پروژه دارد.

 

برای تاسیسات بروش اسمز معکوس ، این تاسیسات تا حد امکان به تاسیسات آب ورودی دریا نزدیک باشد تا هزینه های گزاف خطوط لوله و ساختمان پیچیده این تاسیسات کم شود. جانمایی مناسب ساین همچنین هزینه برگشت تلخاب به دریا ار کاهش خواهد داد. از نگاه اجرایی ، خاک شناسی محل کارخانه جهت استحکام زمین، نیاز به استفاده از شمع کوبی نیز بر هزینه های اجرایی خواهد افزود.

 

کیفیت آب دریای ورودی

 

کیفیت آب خام دریا ی ورودی، تاتیر اصلی بر تعداد و نوع پیش تصفیه خواهد داشت. میزان تمام جامدهای غیرمحلول TDS آب دریا روی هزینه های بهره برداری تاثیر مستقسم خواهد داشت. هرچه میزان شوری آب بالاتر باشد همچنام هزینه بهره برداری را افزایش خواهد داد.

 

TDS

به علاوه دمای آب ورودی تاثیر بزرگی بر هزینه های بهره برداری خواهد داشت.

 

کیفیت آب تصفیه شده

 

کیفیت آب تصفیه شده ، نیاز به تعداد غشاعای لازم را افزایش و هزینه ها را بالا خواهد برد.

 

طراحی ساختمان آب ورودی بسته به نوع آن ، از نوع مستغرق یا باز، فاصله این واحد تا واحد اصلی، نوع الک های ورودی، ساختمان آن، نوع خط لوله(زیرزمینی یا روزمینی) و ملاحضات زیست مححیطی بر قیمت کارخانه تاثیر خواهد داشت.

 

هزینه تاسیسات آب ورودی از 0.13 میلیون دلار به ازاری هزار مترمکعب در روز برای تاسیسات باز، و حدود 0.79 میلیون دلار به ازای هزار مترمکعب در روز برای تونلهای فراساحلی برآورد میشو.(مطالعه در سال 2012)

 

پیش تصفیه PRETREATMENT

 

هزینه ی پیش تصفیه متاثر از نوع و پیچیدگی سیستم باشد.نوع پیش تصفیه به کیفیت آب ورودی بستگی دارد. آب ورودی دارای سطح بالا از موجودات بیولوژیکی نیاز به تکنولوژی محکم مانند DAF DISOLVED AIR FLOATATION شناورسازی هوای حل نشده یا اولترافیلنراسیون خواهد داشت.

 

طبق براوردها هزینهی پیش تصفیه به طور معمول از 0.13 میلیون دلار تا 0.4 میلیون دلار برای هزار مترمکعب در روز می باشد.

 

بازیابی انرژی

 

سیستمهای اسمز معککوس نیاز به انرژی فراوان جهت تغذیه ی پمپ های فشار قوی دارند. برخی از سیستمها نیاز به 70 بار فشار تغذیه دارند. آب تغلیظ شده خروجی از اسمز معکوس می تواند در سیستم بازیابی انرژی بخشی از فشار آب ورودی را تامین کند.

 

پسا تصفیه POST TREATMENT

 

کیفیت نهایی آب تصفیه شده با مشخصات آب تعیین میشود. نیاز به مرحله ی دوم اسمز معکوس، برای رسیدن به TDS پایین تر ، یا کاهش غلظت یونها مانند یون بورن یا کلزاید باعث افزایش هزینه ها خواهد شد.

 

اسمز معکوس دو مرحله ای به طور معمولی 15 تا 30 درصد گرانتر از اسمز معکوس تک مرحله ای می باشد.

 

تثبیت PH و تنظیم ، افزودن بی کربنات با استفاده از ترکیبات دی اکسید کربن، ۀهک، سود سوزآور دوباره به هزینه خواهد افزود.

 

هزینه های زیرساختی محلی

 

هزینه های زیر ساختی شامل عملیات خاکی، بتن ریزی وآرماتوربندی، اسکلت فلزی، زهکشی و مصالح ساختمانی بسته به محل کارخانه میتواند هزینه ها را افزایش دهد.

 

قوانین زیست محیطی

 

 

 

این یک ایده  بر روی کاغذ و اسکچی بسیار اولیه از این پروژه خواهد بود. اعداد خام اولیه بسیار هزینه بر به نظر میرسند.

 


در شرایط جهان صنعتی، با احتساب استهلاک سرمایه، انتقال هر متر مکعب آب در هر 100 کیلومتر حدود پنج تا شش سنت هزینه دارد. بالا بردن هر مترمکعب معادل هر 100 متر هم همین قدر هزینه دارد. این اعداد سردستی، بسته به قیمت نفت و فولاد و متغیرهای دیگر بالا و پایین می‌رود. هر مترمکعب آب تصفیه‌شده از دریا را هم می‌شود حدود 40 سنت به بالا خرید. فرض کنیم فاصله انتقال 1500 کیلومتر و مجموع هد استاتیک و دینامیک پستی و بلندی‌های مسیر فقط سه هزار متر باشد. با این مفروضات هر مترمکعب آب سه دلار و 10 سنت در مقصد خواهد بود.

شیرین کردن آب خلیج فارس و انتقال ان به استانهای شمال غربی با استفاده از نیروگاهای خورشیدی

seawater desalination plant located in Persian gulfs coast of Iran to transfer to north and northwest of Iran

ظرفیت یک میلیارد متر مکعب در سال(5 ترین)

capacity: 1 billion cubic meter per year

environmental effects

تبعات زیست محیطی

امکان سنجی

feasibility

برآورد هزینه

cost evaluation

مکان یابی و مسیر خط لوله

pipeline and grid location and route study

نحوه ذخیره

storage methodology

مکانهای پمپاژ

pump houses locations 

مکانهای نیروگاههای خورشیدی

solar power plants location study

مطالعات پایه

basic study

طراحی و مهندسی تفصیلی

detail desing and engineering

خرید و ساخت

procurement

برگشت سرمایه

capital return

استفاده از تکنیک های کم هزینه کم فشار برای اسمز معکوس

new technology with low pressure of revers osmosis 

یافتن متریالهای مقاوم در برابر خوردگی آب دریا

new material for corrosion resistance

بازیافت زهرآب 

brine recycle

 flow diagram

چه اتفاقی برای نمک می افتد؟

واحد نمکزدایی به طور معمول 1 کیلوگرم آب شیرین از 3 کیلوگرم آب دریا استخراج میکند.نمک استخراج شده ی محلول در آب دریا اصطلاحا تلخاب نامیده میشود. تلخاب در حد طبیعی رقیق شده و به دریا برگشت داده میشود.

آیا میتوان نمک را بازیافت کرد؟

فرآیندهای معمولی نمکزدایی چنین بازیافتی انجام نمیدهند. در حالیکه آب دریا تا 1.5 برابر تغلیظ شده است، بازیافت نمک نیاز به تغلیظ تا 10 برابر دارد. در چنین شرایطی کریستالهای اولیه نمک در تلخاب ظاهر خواهند شد. این فرآیند نیاز به انرژی فراوانی دارد و صرفه اقتصادی ندارد.امروزه در مناطق بزرگ نزدیک به سواحل آفتابی، کفه های نمکی با استفاده از برق خورشیدی بهترین روش برای تولید نمک می باشند.

آیا تاسیسات نمکزدایی آلوده کننده هستند؟

آب شیرین کن ها مقدار کمی آب شور تغلیظ شده که اصطلاحا تلخاب نامیده میشوند به دریا باز میکردانند. نمک موجود در تلخاب حدودا 60 گرم در لیتر برای آب دریا با غلظت 40 گرم درلیتر می باشد. دمای تلخاب چند درجه سانتیگراد بیشتر از آب دریا می باشد. این نمک تغلظ شده و دمای اضافی سریعا در نقطه خروج از بین میرود.

آب دریا در ورودی تاسیسات آب شیرین کن کلر زنی میشود تا از رشد جلبک دریایی و صدف درون لوله کشی ها جلوگیری شود.

مواد افزودنی ضد کف و ضد فلس به صورت تزریقی به آب دریا افزوده میشوند.دوز تزریقی در محدوده چند گرم در تن می باشد.به خاطر واکنش درون تاسیسات و مقدار رقیق بودنشان امکان آلودگی در خروجی تاسیسات وجود ندارد.

واحدهای آب شیرین کن اغلب در مناطق که از نظر زیست محیطی مراقبت میشوند ایجاد میگردند و مشکلات کمی ایجاد مینمایند.

بدین ترتیب، واحد آب شیرین کن هیچ مواد زاید به محیط زیست برنمیگرداند. هرچند این تاسیسات میتواند به واحدهای بویلر نیروگاهی متصل شود. زواید این کارخانجات با استانداردهای زیست محیطی کنترل میشود.

این واحد های ترکیبی بهترین کارایی را دارند و کمترین صدمات را به محیط زیست میرسانند.

آیا آب نمکزدایی شده آشامیدنی می باشد؟

نمکزدایی به روش حرارتی آب مقطر تولید میکند، که کاملا خالص می باشد.در حالیکه آب دریا داری 40 کیلوگرم نمک در هر تن می باشد حال آنکه آب مقطر چند گرم در تن نمک دارد.این اب برای اشامیدن توصیه نمیشود هرچند خوردن یک لیوان آن صدمه ای نخواهد رساند.مشکل نگهداری و محافظت از این آب در مقابل اسیدی شدن، افزایش خورندگی و قابلیت زیاد آلود ه شدن می باشد.

چه کسانی تاسیسات آب شیرین کن میخرند؟

بزرگترین مشتریان در خاورمیانه می باشند.این منطقه دارای بیش از نصف تاسیسات نمکزدایی دنیا می باشد، بعد ازآن آمریکا 15%، اروپا و آسیا 10% و آفریقا 6%.

در کنار اینها، شرکتهای بزرگ نفت و پتروشیمی مشتریان اصلی جهت تهیه آب قابل اعتماد برای کارخانجاتشان می باشد.

برای چه نمکزدایی؟

نمکزدایی در صنایع، مصرف انسانها و کشاورزی استفاده میشود.پالایشگاهها و پتروشیمی ها نیاز به آب خالص جهت نیازهای بویلرها دارند. یک سوم تاسیسات آب شیرین کن برای این صنایع تاسیس شده است. 60% تاسیسات برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی انسانی تاسیس شده است.این آب ها قابل اعتماد جهت توسعه پایدار توسعه در یک منطقه می باشند.

استفاده برای مصارف کشاورزی در رده دوم قرار دارد. در بسیاری از کشورهای خاورمیانه، آب شیرین کنها برای مصارف انسانی تاسیس میشوند، سپس بعد از تصفیه در آبیاری استفاده میشوند.

آب شیرین شده چقد هزینه دارد؟

هزینه آب خروجی از تاسیسات آب شیرین کن از نقطه ای به نقطه دیگر متفاوت می باشد.این به هزینه انرژی، ظرفیت تاسیسات،دوره استهلاک، الگوی تولید(سالیانه یا فصلی) بستگی دارد.طبق محاسبات سرانگشتی تاسیسات عظیم واقع در اروپا با الگوی تولید سالیانه هزینه ای حدود 1 یورو به ازای هر متر مکعب آب دارد. این هزینه برای تاسیسات کوچکتر میتواند هزینه ای 3 تا 5 برابر بیشتر داشته باشد.

آب دریا یا آب شور؟

آب شور همیشه یکسان نمی باشد. بسته به جایی که از ان می آید آب سرد یا گرم اقیانوس، دریاهای آزاد یا بسته، میزان نمک آن متغیر می باشد.در زیر مقاسیه کوتاهی بین این ابها را ببینید:

  • آب لب شور: 0.5 تا 3 گرم در لیتر
  • آب دریا شمال نزدیک خلیج: 21 گرم در لیتر
  • اقیانوس اطلس: 38 گرم در لیتر
  • دریای مدیترانه: 38 گرم در لیتر
  • خلیج فارس:  40 تا 50 گرم در لیتر
  • دریای میت: 300 گرم در لیتر

 یکی از اصلی ترین عوامل موثر بر قیمت آب شیرین تولیدی در تاسیسات نمکزدایی میزان انرژی مصرفی می باشد.به طور میانگین در روش اسمز معکوس 3 تا 10 کیلو وات ساعت برای تولید 1 متر مکعب آب شیرین از آب دریا لازم می باشد.عامل دیگر هزینه ، عوامل ثابت می باشند که بستگی به مکان احداٍ تاسیسات آب شیرین کن،و نوع تکنولوزی بکار گرفته شده دارد.بخش اصلی انرژی صرف بکارگیری پمپ ها برای تغذیه آب ورودی با فشار بالا می باشد.فشار عملیاتی پمپ ها بسته به شوری آب دریا می تواند 15 تا 30 بار برای آب لب شور، و 55 تا 70 بار برای آب دریا می باشد.با استخراج آب شیرین از آب دریا نمک تغلیظ شده پشت غشا ها افزایش پیدا میکند و میتواند باعث رسوب در آنها شود بنابراین بهترین میزان آب شیرین استخراج شدخ باید بین 25% تا 45% آب ورودی باشد. در این حالت از بهره برداری میزان انرژی مصرفی 25% افزایش می یابد که باعث افزایش 11 درصدی کل هزینه ها میشود.

liness

تاسیسات آبگیر