A solar-powered reverse osmosis system for high recovery of freshwater from saline groundwater
A solar-powered reverse osmosis system for high recovery of freshwater from saline groundwater
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太阳能反渗透系统可从含盐地下水中高效回收淡水
DOI：
10.1016/j.desal.2010.12.010
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发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
9.9
通讯作者：
Davies P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Davies P
在远离海水和淡水资源的干旱地区，地下水淡化至关重要。地下水淡化系统的理想特征包括高回收率、利用太阳能等可持续能源运行，以及单位能源和土地的高出水量。在这里，我们提出了一种新的系统，它使用太阳-朗肯循环来驱动反渗透(RO)。工作流体，如蒸汽，在动力活塞上膨胀，动力活塞驱动泵活塞，泵活塞反过来对盐水加压，从而使其通过反渗透膜。往复式曲柄机构被用来平衡两个活塞之间的力。选择间歇模式而不是连续流，可以在反渗透膜附近实现最大的能量回收和最小的浓度极化。本研究分析了曲柄机构的尺寸和效率，量化了反渗透分离过程中的能量损失，并预测了总体性能。例如，一个系统使用占地1000平方米的线性菲涅尔收集器，以200°C和15.5bar的温度提升蒸汽，每天可以从含有5000ppm氯化钠的盐水中淡化350立方米，回收率为0.7。
Desalination of groundwater is essential in arid regions that are remote from both seawater and freshwater resources. Desirable features of a groundwater desalination system include a high recovery ratio, operation from a sustainable energy source such as solar, and high water output per unit of energy and land. Here we propose a new system that uses a solar-Rankine cycle to drive reverse osmosis (RO). The working fluid such as steam is expanded against a power piston that actuates a pump piston which in turn pressurises the saline water thus passing it through RO membranes. A reciprocating crank mechanism is used to equalise the forces between the two pistons. The choice of batch mode in preference to continuous flow permits maximum energy recovery and minimal concentration polarisation in the vicinity of the RO membrane. This study analyses the sizing and efficiency of the crank mechanism, quantifies energy losses in the RO separation and predicts the overall performance. For example, a system using a field of linear Fresnel collectors occupying 1000m2of land and raising steam at 200°C and 15.5bar could desalinate 350m3/day from saline water containing 5000ppm of sodium chloride with a recovery ratio of 0.7.
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