Meerwasserentsalzung
Meerwasserentsalzung (engl. desalination) ist die Bezeichnung für die Gewinnung von Trinkwasser oder Brauchwasser aus Meerwasser durch die Verringerung des Salzgehaltes.Die Entsalzung bezieht sich auf mehrere Prozesse, die Salze und Minerale aus dem Wasser entfernen um daraus Trinkwasser zu gewinnen. Teilweise fallen verwertbare Nebenprodukte wie Kochsalz an.
Der Meerwasserentsalzung wird in Zukunft eine große Bedeutung zugemessen, da die Versorgung aller Menschen mit sauberem Wasser durch Mangel, oder Verschmutzung des vorhanden Süßwassers immer schwieriger wird. (sofern sie überhaupt schon gegeben ist.)
Meerwasserentsalzung wird schon lange Zeit an Schiffen, U-Booten und auf Inseln betrieben, wo Kosten keine große Rolle spielen.
Im Nahen Osten ist diese Form der Trinkwassergewinnung weitverbreitet. Überwiegend wird das Meerwasser durch Entsalzungsanlagen, die gas- oder ölbefeuert werden, erzeugt. Auch kombinierte Gas- und Dampfturbinenkraftwerke mit angeschlossener MSF-Entsalzunganlage kommen sehr häufig zum Einsatz.
Ein Problem des obengenannten ist, dass bei übermäßiger Entsalzung, das Meer so stark versalzt, dass der weitere Betrieb unmöglich wird. Dies wird an den Anrainerstaaten des Persisch-Arabischen Golfes befürchtet. Durch die niedrige Ausstauschrate mit dem Indischen Ozean (halb so hoch wie das Mittelmeer mit dem Atlantik) wird es in vorausichtlich 10 Jahren große Probleme mit der Trinkwassergewinnung kommen. Die Entsalzungsanlage mit einer Salzproduktionsanlage zu kombinieren und kein Konzentrat in das Meer zurückzupumpen wird hier immer mehr als Lösung gesehen. Ein anderes Problem kann die Reinheit des Meerwassers sein. Zum Funktionieren des ganzen Prozesses, darf der Grundstoff nur sehr niedrige Kontamination (z.B. mit Öl) aufweisen, sodass in der Nähe von Hauptschifffahrtsrouten Meerwasserentsalzung weniger wirtschaftlich.
Die Kosten für die Meerwasserentsalzung sind stark fallend. Eine moderne, große und effiziente Anlage verursacht teilweise nur 20% der Kosten, die bei der herkömmlichen Trinkwassergewinnung anfallen.
Es stehen bereits erprobte Verfahren zur Verfügung.
Table of contents |
2 MSF ("vielstufige Vakuum-Entspannungs-Verdampfung") 3 Sperrdruck-Osmose |
Umkehrosmose
Bei der Umkehrosmose (engl. RO (reverse osmosis)) wird die Lösung (Meerwasser) unter hohem Druck, zwecks Überwindung des osmotischen Druckes, durch eine semipermeable Membran gepresst. Diese wirkt wie ein Filter und lässt nur bestimmte Atome und Moleküle durch. Somit erhält man eine Trennung der ursprünglichen Lösung. Der osmotische Druck steigt mit zunehmender Salzkonzentration, der Prozess würde somit irgendwann zum Stehen kommen. Um dem Entgegenzuwirken wird das Konzentrat abgeführt. Da das auskristalisieren des Salzes oder der Mineralien (prezipitation) in den Membranen verhindert werden muss, ist die Benutzung der Umkehrosmose nur bis zu einer gewissen Maximalkonzentration des 'reject' Flusses sinnvoll. Je nach Salzkonzentration muss Aufgrund der hohen Drücke auch in den optimalsten Anlagen mit einem Energieaufwand von zwischen 2 und 3 kWh pro Kubikmeter Trinkwasser gerechnet werden.
MSF ("vielstufige Vakuum-Entspannungs-Verdampfung")
Hierbei wird Wasser bei einer Temperatur von etwa 90°C durch Anlegen eines leichten Vakuums verdampft. Die nächste Stufe dient der Entspannung bis auf Atmosphärendruck; dabei kondensiert das Wasser. Führt man außerdem Wärmetauscher durch die verschiedenen Stufen, begünstigt man die Kondensation und nutzt das Zulaufwasser als Kühlmittel, wobei es wiederum selbst erwärmt wird.
Mit erneuerbarer Energie betriebene Entsalzungsanlagen könnten eine sehr wirtschaftliche Möglichkeit sein, Trinkwasser hoher Qualität zu gewinnen.