هم‌بست آب و انرژي در نمك‌زدايي آب دريا با فناوري اسمز معكوس

Water-Energy Nexus at Reverse Osmosis Seawater Desalination Technology

همان‌گونه كه توليد انرژي الكتريكي نياز به آب دارد، انتقال و تصفيه آب نياز به انرژي دارد. براي رويارويي با چالش‌ها و عدم قطعيت برخواسته از هم‌بست آب و انرژي، نياز به درك طبيعت اين ارتباط است تا سياست‌هاي صحيح شناسايي، تصويب و اجرا گردد. هدف از اين مطالعه، ارزيابي همبست آب و انرژي در حوزه استحصال آب شيرين از طريق نمك‌زدايي SWRO مي‌باشد. بدين منظور، با فرض اين‌كه بخش تأمين-كننده انرژي الكتريكي، نيروگاه‌هاي حرارتي با سيستم برج خنك‌كننده تر يا يك‌بارگذر باشد، شاخص برداشت آب در اين نيروگاه‌ها با استفاده از مدل S-GEM و نيز مصرف ويژه انرژي در واحد صنعتيRO با استفاده از مدل انتشار – نفوذ محاسبه گرديد. نتايج نشان داد در بخش توليد انرژي، قدرت عملي نيروگاه‌ها بر مصرف سوخت و به دنبال آن، برداشت ويژه آب تأثير دارد، همچنين، در واحد نمك‌زدايي علاوه بر خصوصيات فيزيكي- شيميايي آب تغذيه، دماي آن و نوع ERD بر مصرف انرژي مخصوص مؤثر است. در نهايت حجم برداشت غيرمستقيم آب، مصرف سوخت و انرژي حرارتي براي توليد يك مترمكعب آب نمك‌زدايي بدست آمد كه مي‌تواند براي مديريت بهتر عرضه و تقاضاي منابع آب و انرژي، مورد استفاده نهادهاي تأثيرگذار قرار گيرد.

Generation of electrical energy requires water as well as water conveyance and treatment to energy. For encounter to challenges and uncertainty about the water and energy nexus, requires to understand the nature of this linkage to identify, approve and execute the appropriate policies. The aim of this study is the evaluation of water and energy nexus at freshwater production by SWRO desalination. For this purpose, assuming that the electric power supplier for the desalination plant is a thermal power plant with a cooling tower or once-through-cooled, the specific water withdrawal in a thermal wet tower- and once-through-cooled plants using S-GEM model and specific energy consumption in RO plants using solution–diffusion model was calculated. The results indicate in the production energy sector, the practical power effect on fuel consumption and consequently water withdrawal. Also, in the desalination plant, the physio-chemical parameter, and temperature of feed water, and ERD type effect on specific energy consumption. Finally, the indirect volume of water withdrawal, fuel and thermal energy consumption to produce a cubic meter of desalting water was obtained which could be used by effective institutions to better manage the supply and demand of water and energy.