Wo wird die Meerwasserentsalzung eingesetzt?
Viele Regionen auf der ganzen Welt leiden unter einem Mangel an Süßwasser. Es ist sowohl für die Menschen als auch für die Industrie unverzichtbar, kann aber weder aus ober- noch aus unterirdischen Quellen gewonnen werden. Der empfohlene maximale Salzgehalt für Trinkwasser beträgt 500 mg/L (in manchen Fällen 1000 mg/L), während Meerwasser zwischen 18 und 45 g/L Salze enthalten kann.
Die Entsalzung wird in Gebieten notwendig, in denen keine anderen Wasserquellen zur Verfügung stehen, wie z.B. im Nahen Osten und in Afrika. Andere Nischenanwendungen sind Langstreckenschiffe, Weltraum- oder Arktisstationen sowie Flussmündungen oder Salzsümpfe.
Im Jahr 2019 waren weltweit 15.906 Entsalzungsanlagen in Betrieb, die 95 Millionen m³ Süßwasser pro Tag produzierten.
48% des entsalzten Wassers wurde in Nordafrika und dem Nahen Osten produziert
18,4% in Ostasien
11,9% in Nordamerika
9,2% in Europa (einschließlich 5,7% in Spanien)
Der größte Teil dieses Wassers (62,3%) wird für den kommunalen Bedarf verwendet, während 30,2% an die Industrie, 4,8% an die Energieversorgung und 1,8% an die Landwirtschaft gehen.
In der Ukraine gibt es keine groß angelegten Entsalzungsanlagen, da die Wasserknappheit nicht kritisch ist. Kleine kommerzielle Umkehrosmoseanlagen werden jedoch an der Küste des Schwarzen und des Asowschen Meeres eingesetzt, da sie wirtschaftlicher sind als der Transport von Wasser.
Methoden der Entsalzung
Zu den wichtigsten heute verwendeten Technologien gehören:
Thermische Verfahren (Destillation)
Membranverfahren
Zu den weniger verbreiteten Methoden gehören:
Gefrieren (energieintensiv)
Ionenaustausch (begrenzte Harzkapazität, erfordert Säure-/Alkaliregenerierung)
Thermische Entsalzungstechnologien beruhen auf dem Prinzip der Verdampfung und Kondensation. Die Destillation ist die älteste Methode zur Gewinnung von entmineralisiertem Wasser.
Die wichtigsten thermischen Technologien:
Mehrstufige Flash-Destillation (MSF) - Wasser wird erhitzt und dann in aufeinanderfolgenden Kammern unter Druckabfall schnell gekocht. Diese Methode wird seit den 1950er Jahren angewandt.
Multieffekt-Destillation (MED) - ähnelt der MSF, nutzt aber Kondensationswärme, um das Wasser in jeder Stufe zu erwärmen, was die Methode energieeffizienter und weniger korrosiv macht.
Dampfkompression - verwendet komprimierten Dampf zur Erwärmung, anstatt eines direkten Wärmeaustauschs.
Solare Entsalzung - eignet sich für kleine Mengen in sonnigen Regionen, wobei das Wasser unter Glas verdampft und in Auffangwannen kondensiert wird.
Trotz ihrer langen Geschichte verlieren die thermischen Methoden allmählich an Boden gegenüber membranbasierten Verfahren.
Technologien zur Entsalzung mit Membranen
Die meisten modernen Meerwasserentsalzungsanlagen verwenden Membrantechnologien, insbesondere die Umkehrosmose.
Die wichtigsten Membranverfahren:
Umkehrosmose (RO) - verwendet eine halbdurchlässige Membran, die hauptsächlich Wassermoleküle durchlässt, während Salze zurückgehalten werden. Spezielle Membranen werden für Brack- und Meerwasser mit hoher Natrium- und Chloridionenselektivität verwendet.
Membrandestillation - ein thermisch angetriebener Prozess, bei dem Dampf aus einer Salzlösung durch eine Membran auf der Grundlage von Temperaturgradienten abgetrennt wird.
Elektrodeionisation (EDI) - kombiniert ionenselektive Membranen und elektrischen Strom, um gelöste Ionen zu entfernen und ultrareines Wasser zu erzeugen.
Die Umkehrosmose ist heute die bei weitem häufigste Methode. Andere Verfahren werden in der Regel für spezielle industrielle Anwendungen eingesetzt.
Aktuelle globale Entsalzungstrends
Bis in die 1980er Jahre wurden 84% des entsalzten Wassers mit thermischen Methoden hergestellt.
Im Jahr 2000 waren thermische und Umkehrosmose-Methoden fast gleichauf (11,6 gegenüber 11,4 Millionen m³/Tag) und machten zusammen 93% der weltweiten Entsalzung aus.
Heute produziert die Umkehrosmose 65,5 Millionen m³/Tag, das sind 69% des gesamten entsalzten Wassers. Auf Membrananlagen entfallen inzwischen 84% der weltweiten Wasserentsalzung.
Ist Entsalzung zu Hause möglich?
Die Entsalzung zu Hause ist nur in begrenztem Umfang möglich und in der Regel nur unter Überlebens- oder Notfallbedingungen relevant. Es gibt jedoch ein paar Methoden:
Destillation - mit einem Heimwerkergerät mit einem Siedebehälter und einem Rohr zum Auffangen des Kondensats (oder einer Schnapsbrennerei).
Umkehrosmose - Haushaltsumkehrosmosesysteme (die allerdings nicht für Meerwasser ausgelegt sind) können es für eine begrenzte Zeit reinigen.
Einfrieren - teilweises Einfrieren von Wasser in einem Behälter, wobei die äußere gefrorene Schicht Süßwasser und der innere Teil konzentrierte Sole ist (die weggeworfen werden muss).
Diese Methoden sind nicht für den täglichen Gebrauch geeignet, können aber in Notfällen hilfreich sein.
