Sovint diem que l'aigua del mar és salada, però com es pot mesurar científicament aquesta "salinitat"? La clau es troba en un indicador anomenat TDS.TDS, o "Sòlids dissolts totals", com el seu nom indica, es refereix a la quantitat total de tots els minerals, sals i una petita quantitat de matèria orgànica dissolta a l'aigua.Aquestes substàncies s'originen a partir de les roques, el sòl i les activitats humanes, existents com a ions a l'aigua. Els mesurem en mil·ligrams per litre (mg/L).
Podeu pensar en el TDS com el "contingut sòlid invisible" d'un got d'aigua. L'aigua mineral que bevem, perquè conté una quantitat moderada de minerals, normalment té un valor de TDS de centenars. En canvi, l'aigua destil·lada o l'aigua profundament purificada té un valor de TDS molt baix. El destacat sabor salat de l'aigua de mar es deu precisament al seu valor de TDS extremadament alt, el component principal del qual és el familiar clorur de sodi, també conegut com a sal de taula.
► La divisió natural entre fresc i salat
Una de les diferències més fonamentals entre l'aigua dolça i l'aigua de mar és el valor TDS. El valor TDS de l'aigua dolça de rius i llacs sol estar en un rang baix i mitjà, i pot complir amb els estàndards de consum o ús després del tractament convencional. L'aigua de mar, però, és completament diferent. El seu valor mitjà de TDS és extremadament alt, desenes o fins i tot centenars de vegades el de l'aigua dolça normal. Aquesta gran bretxa numèrica és el principal obstacle que ha de superar la dessalinització d'aigua de mar-separar una quantitat tan gran de sòlids dissolts de l'aigua no és una tasca fàcil.
► El repte central de la dessalinització d'aigua de mar: TDS alt
Actualment, la tecnologia principal per a la dessalinització d'aigua de mar és l'osmosi inversa.En termes senzills, el seu principi consisteix a utilitzar una pressió immensa per forçar l'aigua de mar a través d'una membrana semi-permeable que només permet el pas de les molècules d'aigua, bloquejant així les sals i altres substàncies dissoltes per produir aigua dolça. Aquí, el nivell de TDS determina directament la dificultat i el cost de tot el sistema.
En primer lloc, com més alt sigui el valor de TDS, més gran és la "salinitat" de l'aigua i més forta és la "pressió osmòtica" que genera, que contraresta el flux d'aigua dolça. Per superar aquesta pressió, el sistema d'osmosi inversa ha de consumir més energia elèctrica per impulsar bombes d'alta pressió-,fent del consum d'energia una part important dels costos de dessalinització.
En segon lloc, un alt TDS significa que durant el procés de dessalinització, les sals bloquejades per la membrana es concentraran molt prop de la superfície de la membrana. Això pot provocar fàcilment la cristal·lització i la precipitació de sals, que s'adhereixen a la membrana com l'escala. Aquest fenomen s'anomena "escalada".Un cop bloquejada la membrana, no només disminueix l'eficiència de producció d'aigua, sinó que també s'escurça significativament la vida útil de la membrana i la substitució dels elements de la membrana suposa una despesa considerable.Per tant, l'objectiu principal en el disseny i funcionament del conjuntsistema de dessalinització roés combatre els problemes d'alta pressió i descamació causats per un alt TDS.
► La Solució: Sinèrgia de Tecnologia i Sistemes
Per afrontar el repte de l'aigua de mar-TDS alta, no n'hi ha prou amb confiar només en la membrana d'osmosi inversa; cal una estratègia sofisticada i integrada.
Abans que l'aigua de mar entri als elements centrals de la membrana,s'ha de sotmetre a un pretractament multi-etapa, com ara la filtració i la dosificació química, per eliminar sòlids en suspensió, col·loides i altres substàncies que podrien contaminar la membrana, reduint així la càrrega sobre la "força principal". Per mitigar l'escala, els antiincrustantes es dosifiquen científicament al sistema per inhibir la formació i l'adhesió de cristalls de sal.
En termes dematerials de membrana, a més de les membranes polimèriques comunes, elmembrana dessalinitzadora ceràmica, que ofereix un rendiment anti-incrustació més fort i una vida útil més llarga, està rebent cada cop més atenció i investigació. És més tolerant amb la qualitat de l'aigua dura i els processos de neteja.
A més, per recuperar energia i reduir el consum,els sistemes moderns d'alta{0}}eficiència estan equipats amb dispositius de recuperació d'energia. Aquests dispositius poden recuperar la pressió de la descàrrega de salmorra d'alta-pressió i utilitzar-la per complementar la pressió de l'aigua d'alimentació, estalviant així significativament el consum d'electricitat. Per descomptat,neteja química regular de les membranesrestablir el seu rendiment també és una part indispensable per mantenir el funcionament estable-a llarg termini del sistema.
En conclusió, per a la dessalinització d'aigua de mar, el valor TDS és molt més que un indicador per mesurar la qualitat de l'aigua. És un paràmetre bàsic que determina l'enfocament tecnològic, el consum d'energia del sistema, els costos operatius i l'eficiència de producció d'aigua. Entendre el TDS significa entendre per què la tecnologia de dessalinització és tan complexa i perseguim constantment la innovació-estem utilitzant la intel·ligència i l'enginyeria per combatre la "barrera de salinitat" establerta per la natura, obtenint així recursos preciosos d'aigua dolça del vast oceà.