Print Friendly

 

Περιγραφή της τεχνολογίας

 

Αφαλάτωση

 

Μέθοδος Λειτουργίας  A:

Τροφοδότηση της μονάδας αφαλάτωσης με ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ΑΠΕ ( Ανεμογεννήτρια όταν η ένταση του ανέμου το επιτρέπει (>2,5m/s) , κατάλληλα διαμορφωμένη Α/Γ ισχύος μεγαλύτερης των 300 KW τροφοδοτεί άμεσα με ηλεκτρική ενέργεια την μονάδα αφαλάτωσης παραγωγής 330 m3 ποσίμου ύδατος ημερησίως, ή φωτοβολταϊκό σύστημα προσαρμοσμένης αναλόγως ισχύος ή γεννήτρια Σ.Η.Θ. βιορευστών  ανάλογης δυναμικότητας παραγωγής ενέργειας 230KVA,  320KVA,  430KVA. )

Το προτεινόμενο σύστημα αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, που παρουσιάζεται παρακάτω σχηματικά, λειτουργεί με την εφαρμογή της μεθόδου μηχανικής συμπίεσης ατμού με έναν εξατμιστή αποτελούμενο από κάθετες σωλήνες μικρής διαμέτρου (MVC-VT).

 Το θαλασσινό νερό φιλτράρεται καθώς διεισδύει σε γεώτρηση ή σε ένα φρεάτιο από τσιμεντοσωλήνες διαμέτρου 1,4 – 2,5 μ. όπου με ειδική διαβάθμιση πετρωμάτων γίνεται μια πρώτη επεξεργασία κατά του biofouling (της δημιουργίας φυτοπλαγκτού κλπ.).  Εναλλακτικά είναι δυνατόν να τοποθετηθεί ειδικό κολοκτέρ διάτρητης σωλήνας σε απόσταση 50 έως 100 μ. από την ακτή. Ακολούθως αντλείται το θαλασσινό νερό μέσω καταθλιπτικού αγωγού (Φ 110) σε μια δεξαμενή 4000 l στην μονάδα αφαλάτωσης (1) και οδηγείται σε δύο παράλληλα συνδεδεμένους εναλλάκτες θερμότητας (2). Εκεί θερμαίνεται εκμεταλλευόμενο το σύστημα ανακύκλωσης κατά το στάδιο  παραγωγής πόσιμου νερού / μίγματος άλμης, δηλαδή η θερμότητα μεταφέρεται από τον εξερχόμενο απόσταγμα και άλμη στο εισερχόμενο θαλασσινό νερό. Τα διαλυμένα στο θαλασσινό νερό αέρια απομακρύνονται από την αντλία κενού και διαφεύγουν έξω από την μονάδα.

Στον εξαερωτή (3) μειώνεται η πίεση του θαλασσινού νερού στο επίπεδο της πίεσης εξάτμισης του προθερμασμένου νερού, ενώ ταυτόχρονα απομακρύνονται τα αέρια που βρίσκονται διαλυμένα μέσα σε αυτό, με τη βοήθεια μιας αντλίας κενού.

Μετά από αυτό, το θαλασσινό νερό απαλλαγμένο από τα αέρια, μεταφέρεται στη σύνθετη μονάδα εξαερωτή-συμπυκνωτή (4), η οποία αποτελείται από μια δέσμη 1000 περίπου αγωγών εξάτμισης. Μια αντλία ψεκασμού, σε συνδυασμό με μια ειδικά διαμορφωμένη διάταξη ακροφυσίων, εξασφαλίζουν ροή ομοιόμορφου λεπτού στρώματος θαλασσινού νερού στην εσωτερική επιφάνεια των αγωγών εξάτμισης. Το θαλασσινό νερό εξατμίζεται στην εσωτερική επιφάνεια των  αγωγών, ενώ οι ατμοί, αφού συμπιεστούν (5), οδηγούνται στην εξωτερική πλέον επιφάνεια των αγωγών εξάτμισης, όπου και συμπυκνώνονται. Η θερμότητα της συμπύκνωσης του ατμού μεταφέρεται μέσα από το τόιχωμα των σωλήνων και χρησιμοποιείται για να εξατμίσει μια αντίστοιχη ποσότητα προθερμασμένου θαλασσινού νερού.

Η απελευθέρωση της θερμότητας κατά τη συμπύκνωση χρησιμοποιείται στους εναλλάκτες με στόχο την αύξηση της θερμοκρασίας  για την εξάτμιση του θαλασσινού νερού.

Το πόσιμο πλέον νερό συγκεντρώνεται σε μια ενδιάμεση δεξαμενή αποθήκευσης από όπου και μπορεί να οδηγηθεί στη κατανάλωση. Ανάλογα με τις συνθήκες αποθήκευσης το απόσταγμα μπορεί να αποστειρώνεται με υπεριώδη ακτινοβολία η να απολυμαίνεται με χλωρίωση. Ο εμπλουτισμός του αποστάγματος με τα απαραίτητα μέταλλα μπορεί να επιτευχθεί με προσθήκη των ανάλογων μετάλλων ή απλώς με ανάμιξή του με 1,4% αποστειρωμένο θαλασσινό νερό.

Από τη στιγμή που η θερμότητα της συμπύκνωσης ανακτάται πλήρως, η διαδικασία της αφαλάτωσης με μηχανική συμπύκνωση ατμού είναι μια διαδικασία με πολύ σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Εξαιτίας των χαμηλών θερμοκρασιών εξάτμισης (λιγότερο των 80° C) μια αύξηση της πίεσης ατμού μικρότερη των 100mbar είναι αρκετή να πετύχει μια διαφορά θερμοκρασίας 3 – 5 Κ για τη συνολική μεταφορά θερμότητας. Αυτό δείχνει μια αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας μέσω των χωρισμάτων των σωλήνων. Με τη χρήση της διαδικασίας MVC  χρησιμοποιείται μόνο το 2-3% της ενέργειας το οποίο θα απαιτείται υπό κανονικές συνθήκες για την άμεση εξάτμιση 1μ3 θαλασσινού νερού. Όσο περισσότερο νερό εξατμίζεται, τόσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση του θαλασσινού νερού που απομένει. Υπό κανονικές συνθήκες η συγκέντρωση του αλατιού δεν θα πρέπει να είναι υψηλότερη από 7%. Για το λόγο αυτό η συμπυκνωμένη άλμη οδηγείται συνεχώς πίσω στη θάλασσα.

Το σύστημα λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια από ανεμογεννήτρια ή φωτοβολταϊκά, όπως και από τον συνδυασμό των δύο πηγών ΑΠΕ καθώς και σε συνδυασμό με την παραγόμενη ενέργεια προερχόμενη από ΣΗΘ Βιορευστών  ή Γεννήτρια Η/Ζ  ή ακόμα και το ηλεκτρικό δίκτυο.

Η παραγωγή αποστάγματος εξαρτάται από την ταχύτητα του συμπιεστή και τη θερμοκρασία εξάτμισης ανάλογα με την απαιτούμενη από τον συμπιεστή ισχύ. Η τιμή αυτή ρυθμίζεται αυτόματα από το πίνακα ελέγχου.

Σύμφωνα με τις προδιαγραφές του πόσιμου νερού ακολουθεί  ο εμπλουτισμός του αποστάγματος με τα απαραίτητα μέταλλα, ιχνοστοιχεία κ.λ.π. ή πολύ απλά την ανάμιξη με αποστειρωμένο υφάλμυρο ή θαλασσινό νερό.

Η καινοτομία της τεχνολογίας αυτής είναι ότι δίνει την δυνατότητα αυτόνομής κατανάλωσης ενέργειας από Α/Γ (καθεστώς αυτόνομου αυτοπαραγωγού).

Είναι η μοναδική τεχνολογία η οποία για την χρήση ΑΠΕ εξαιρείται από την έκδοση της άδειας παραγωγής από την ΡΑΕ.

Η τεχνολογία είναι γερμανικής προέλευσης με διεθνή κατοχύρωση για όλη την Ευρώπη από την 16.10.2003  (Int. Patent Nr. WO 03/085143 A2).

 

Σύστημα Αφαλάτωσης

 

 

2        Οφέλη

 

Γενικότερα τα πλεονεκτήματα της μεθόδου αφαλάτωσης που λειτουργεί με την μέθοδο εξάτμισης με επανασυμπίεση ατμών (MVC-VT).  είναι:

 

  • το χαμηλό κόστος παραγωγής νερού ανά m3,
  • η ελάχιστες απαιτήσεις συντήρησης,
  • η μη χρήση χημικών,
  • η υψηλή ποιότητα νερού (<20 ppm TDS) και
  • η αξιοποίηση του 100% της παραγόμενης αιολικής ενέργειας είτε της ηλιακής ενέργειας για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών

 

Η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από την εγκατάσταση από Α.Π.Ε. απορροφάται στο σύνολό της από την μονάδα αφαλάτωσης. Η λειτουργία της μονάδας αφαλάτωσης δεν είναι μονοσήμαντα εξαρτημένη από την αιολική ενέργεια. Για παράδειγμα, εάν οι ανάγκες για πόσιμο νερό ξεπερνούν την δυνατότητα παραγωγής, λόγω χαμηλών ταχυτήτων των ανέμων, το σύστημα εξακολουθεί να λειτουργεί σε πλήρη απόδοση αφού η μονάδα αφαλάτωσης μπορεί αν απαιτηθεί να συνδεθεί με εγκατεστημένο φωτοβολταϊκό πάρκο ή να τροφοδοτηθεί από τη ΔΕΗ. Σε κάθε περίπτωση όμως υπάρχει ικανή αποθήκη πόσιμου νερού έτσι ώστε να μπορεί να τροφοδοτείται το δίκτυο ύδρευσης ακόμα και κατά τη διάρκεια άπνοιας είτε κατά τις νυχτερινές ώρες.

 

Άλλα οφέλη γενικά:

– Ενεργειακά:          α) Δεν επιβαρύνεται καθόλου το ούτως ή άλλως προβληματικό μη διασυνδεδεμένο ηλεκτρικό δίκτυο

β ) 100% εκμετάλλευση του αιολικού και ηλιακού δυναμικού

γ) Ενεργειακά αυτόνομη λειτουργία (μη διασυνδεδεμένη Μονάδα)

 

– Οικονομικά:           α) Η πλέον συμφέρουσα οικονομικά επένδυση (πολύ χαμηλό κόστος παραγωγής)

β) Η απόσβεση του επενδυτικού κεφαλαίου επιτυγχάνεται σε χρόνους οι οποίοι υπολείπονται κατά πολύ της διάρκειας ζωής του έργου

γ) Ελάχιστη συντήρηση. Η παρακολούθηση και η ρύθμιση παραμέτρων γίνεται με τηλεχειρισμό

                                 δ) Μεγάλη διάρκεια ζωής άνω των 20 ετών

                                 ε) Δεν απαιτείται Άδεια Παραγωγής

 

– Περιβαλλοντικά:   α) Καμία χρήση χημικών ουσιών

β) Δεν υπάρχουν απόβλητα. Το εμπλουτισμένο με άλμη θαλασσινό νερό είναι πολύ μικρής ποσότητας και επειδή απέχει κατά πολύ από το σημείο κορεσμού (>7%) σε άλμη δεν επηρεάζει σε καμία περίπτωση το υδάτινο περιβάλλον. Η Τεχνολογία είναι φιλική στο περιβάλλον, χωρίς εκπομπές αερίων ρύπων ή άλλα απόβλητα

γ) Οι περιοχές των εγκαταστάσεων και δεν υπάγονται σε καθεστώς προστασίας περιφερειακού, εθνικού και διεθνούς επιπέδου και δεν προτείνονται προς ένταξη.

 

– Άλλα                      α) Η μονάδα αφαλάτωσης παράγει την καλύτερη ποιότητα νερού αφού προσομοιώνει στην ουσία την φυσική διαδικασία χωρίς την παρεμβολή φίλτρων, χημικών κλπ.. Το θαλασσινό νερό εξατμίζεται, επανασυμπυκνώνεται και εμπλουτίζεται με τα απαραίτητα στοιχεία, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της νομοθεσίας, για το πόσιμο νερό.

Η ποιότητά του παραμένει σταθερή ανεξάρτητα από το χρονικό  διάστημα αποθήκευσής του.

 

Η Ποιότητα του παραγόμενου νερού από την διεθνή βιβλιογραφία εκφράζεται σε ppm TDS (ολικά διαλυμένα άλατα). Οι μονάδες Αντιστρόφου ώσμωσης (RO) παράγουν ποιότητα νερού 500 ppm TDS, ενώ η ποιότητα από τις μονάδες που λειτουργούν με εξάτμιση και επανασυμπίεση ατμών (MVC ) κυμαίνεται σε σαφώς καλύτερα επίπεδα  περίπου 10 ppm TDS.

 

Οι περισσότερες μονάδες αφαλάτωσης καλύπτουν οριακά τις προδιαγραφές του παλαιού νόμου (ΦΕΚ 53/Β/20-2-1986). Οι μονάδες αφαλάτωσης αντίστροφης ώσμωσης (RO) θα  μπορέσουν  να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις της νέας οδηγίας μόνο εάν οι μεμβράνες (οσμωτικά φίλτρα) αντικαθίστανται σε πιο τακτά χρονικά διαστήματα. Το γεγονός αυτό, θα έχει άμεση συνέπεια την σημαντική αύξηση του λειτουργικού κόστους.

Από τους εκπροσώπους του Υπουργείου Υγείας, που αποτελεί την αρμόδια Αρχή για την διασφάλιση της ποιότητας του πόσιμου νερού, παρουσιάστηκαν οι βασικές αρχές και οι καινοτομίες της οδηγίας 98/83 ΕΚ και συγκεκριμένα η νέα οδηγία, όπως έχει ενσωματωθεί στο ελληνικό δίκαιο με την ΚΥΑ Υ2/2600/01 που ισχύει από 25.12.03. Ειδικότερα αναφέρεται ότι η νέα οδηγία αποσκοπεί στην προστασία της ανθρώπινης υγείας μέσα σε ένα νομοθετικό πλαίσιο που στηρίζεται στις αρχές της επικουρικότητας και της προληπτικής δράσης. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο εισάγονται 13 νέες παράμετροι, τροποποιούνται επί το αυστηρότερο οι τιμές 7 παραμέτρων και αυξάνεται το σύνολο των παραμέτρων που παρακολουθούνται σε τακτική βάση, ενώ με μικρότερη συχνότητα θα ελέγχονται και οι 48 παράμετροι συνολικά.

 

Το παραγόμενο νερό από την μονάδα MVC διασφαλίζει σταθερή ποιότητα επιτραπέζιου εμφιαλωμένου νερού, αφού πρόκειται για αποσταγμένο νερό ελεγχόμενα εμπλουτισμένο με όλα τα απαιτούμενα στοιχεία, κατάλληλου για πόση νερού.

 

 

Μέθοδος Λειτουργίας  B: