减轻SWRO的环境影响

在全球范围内，海水反渗透（SWRO）的能力正在增长，并将在可预见的未来继续扩展。正如我们在以前的博客，这种增长主要是由于需求增加和缺水的综合作用。虽然口渴世界通常接受SWRO作为淡水的来源，但其使用的增加也引发了有关可持续性的重要问题，尤其是SWRO的碳足迹和对海洋环境的影响。

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我们在另外两个博客中处理了SWRO的碳足迹。正如我们指出的饮用水的碳足迹，淡化水确实是最能源密集的水源。但是，如在淡化的能量强度的简短历史在过去的几十年中，随着节能设计和组件变得越来越普遍，可再生能源为越来越多的电力需求份额供电，SWRO的能源消耗和最终的碳足迹已大大减少。

但是我们尚未研究SWRO对海洋环境的环境影响。这主要发生在摄入量和外观上，SWRO植物与海洋直接接触的点。但是，饲料海水及其预处理的属性也起着作用。

海水的质量对SWRO的预处理和对海洋环境的影响很重要

海水不仅是海水。它的无机和有机成分因位置而有很大差异，并影响SWRO由于膜结垢而产生的环境影响和运营成本。

膜结垢是SWRO的重大挑战。当膜被阻塞时，通量减少并渗透到生产下降，随着时间的推移降低了植物的淡化水的输出；需要更多的压力，这会消耗更多的能量并增加对高压泵的需求；必须更频繁地清洁并更换膜。而且，正如我们将在下面看到的那样，对抗膜结垢的一些策略会带来环境后果。

H2O之后，溶解的无机化学物质构成了海水最大的份额，通常为35,000-40,000 mg/l。这些无机成分主要是盐，即钠和氯化物。虽然大多数海洋的盐度在34-36 ppt之间，但在整个地中海中平均约38 ppt，在夏季，其东端的攀爬高达40 ppt。除氯化钠外，海水还含有一系列其他溶解的无机化学物质，包括镁，硫酸盐，钙，钙，钾和无机碳 - 所有这些化学物质在RO过程中都被除去，然后以更浓缩的形式返回海里，盐水。正如我们将在下面看到的那样，当我们讨论耗材时，盐水会影响海洋生物和环境。

但是，供水中的无机化学物质对环境还有其他后果。例如，结晶盐，氧化物和氢氧化物都有助于缩放或降水结垢。SWRO操作员试图防止使用尺度抑制剂进行预处理的无机结垢，这些抑制剂含有可能损害海洋生物的化学物质。

非生物和无机颗粒（例如淤泥和粘土）对SWRO提出了另一个挑战。这些被悬浮的固体和胶体材料也必须弄脏膜，必须通过过滤或凝结进行预处理，这是其自身环境后果的过程。

最后，我们还必须考虑海水的有机成分。Plants, algae, and a range of microorganisms make up a much smaller share of seawater than inorganic constituents, averaging just 1-4 mg/L, but have a relatively greater effect on SWRO plants’ environmental impact because they are a major cause of membrane fouling. Biofouling on membranes is combatted in pretreatment filtration – intake towers, piping, etc. – but also with chlorine and other biocidals that impact marine environments.

In addition to the quality of the feed seawater, two other features of SWRO plant design are critical to the environment: intakes, where seawater is drawn into the plants, and outfalls, where the brine, SWRO’s highly saline waste by-product, is discharged back into the sea.

摄入位置和设计可以减轻SWRO的环境影响

SWRO植物依靠近海摄入量来提供供水水，同时由于撞击和夹带，将海洋生物置于治疗系统之外。

• 撞击：更大的水生生物，例如成年鱼类和螃蟹，在海水入口周围的网格屏幕上撞击（或卡住），受伤或死亡。根据在加利福尼亚进行的研究，在研究的19个淡化植物中，撞击的幅度差异很大，但是估计大型海水淡化厂（50 mgd或189k m3/天）的平均撞击是每天2磅（0.9 kg），小于每天的鹈鹕每日食物摄入量，每天最多可消耗四磅（1.8千克）。
  
  
• 夹带：较小的生物，例如鱼和甲壳类幼虫和藻类，足够微小，可以通过入口的任何网格屏幕，进入SWRO系统并死亡。根据同一项加利福尼亚的研究，普通大型淡化厂的夹带每年去除约2.35亿幼虫鱼。虽然数量很大，但在海水中，鱼卵，鱼幼虫和其他浮游动物的总数也很大。例如，单个雌性鳕鱼在其一生中产生数亿个卵。一位雌性大比目鱼可以在其一生中产生十亿个卵。

摄入位置和设计问题，既可以减少撞击和夹带，并减少预处理以减轻膜缩放和生物污染的需求。好消息是，有各种各样的进气设计选项会大大降低SWRO的环境影响：

• 在海洋生物较少的地区定位摄入量，例如远离河口，减少撞击，夹带和预处理
• 威慑和障碍物（例如网和被动屏幕进气口）减少了撞击和夹带
• 低速摄入设计减少了夹带
• 地下垂直和倾斜孔减少撞击，夹带和预处理，特别是对于中小型SWRO植物；但是，随着时间的流逝，这些井中的盐度通常会由于海水渗透而增加，如果拔出更多的水比自然补给可以支持
• 地下画廊的进气系统减少了大型SWRO植物的撞击，夹带和预处理

最后，不要忘记，重新货物受影响的物种也减轻了撞击和夹带的影响。当然，以上所有的都有设计SWRO植物时必须考虑的利弊（和成本）。

将盐水返回海：排出位置和设计的重要性，以最大程度地减少SWRO对海洋环境的影响

SWRO植物平均生产1.5升盐水，SWRO的高盐水副产品，每升淡水（渗透）。尽管可以以其他方式（例如蒸发，结晶和深井注入）以估计的方式处置盐水世界90％的淡化植物直接将盐水直接返回到大海，在称为“地表水排放”的过程中。

Brine的主要环境影响是由于其盐度造成的，该盐度为55-80 g/L的高度大约是海水的两倍，并影响了某些植物和动物。但是，SWRO盐水的碱度，用于对抗缩放和生物污染的化学物质的浓度以及SWRO植物管道和泵的金属也令人关注，尽管程度较小。

在低循环范围（即与海洋液压连接较差的地区）的底栖（海底）生态系统中，盐水处置尤其重要。这包括SWRO普遍存在的许多地区，例如地中海，阿拉伯海湾和红海。

SWRO植物设计师采用多种策略来减轻盐水对海洋环境的影响：

• 将放电管从环境敏感的区域和循环较大的区域定位
• 使用多端口扩散器将盐水扩散到比单端口扩散器更大的区域
• 将盐水排放到注入井或海滩和海上画廊和战es
  
  

对SWRO工厂的设计前环境影响评估的需求

随着SWRO在世界范围内的发展，环境的影响也是如此。因此，自然而然的政府在批准建造新的SWRO植物（尤其是大型植物）之前，越来越多地需要环境影响评估（EIA）。

但是，正如联合国环境计划（UNEP）指出的那样最近的报告，世界各地立法和统治EIA都有很大的不同。一些国家对EIA的要求收紧了；其他人没有。有些人鼓励公众参与EIA流程；其他人没有。有些人允许实施机构在适用法规时具有高度酌处权；其他人更严格。

虽然联合国开发计划署的报告总体上涉及EIA，而不是特别适用于SWRO的EIA，但可以说，SWRO植物的环境调节在全球范围内也有很大差异。

我们希望对SWRO的环境影响和最佳实践缓解策略进行更广泛的讨论，可以使越来越重要的淡水来源更加可持续。