Il viaggio in crociera è sempre stato una scelta popolare per godersi una vacanza ed esplorare l'oceano. Tuttavia, le persone potrebbero essere curiose: come viene fornita l'acqua sulle navi da crociera? Viene utilizzata la tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare? Questo articolo approfondirà questo argomento. Per prima cosa, diamo uno sguardo alle principali fonti di acqua dolce a bordo e alla storia dello sviluppo delle stesseAttrezzature di desalinizzazione a bordo della nave.

introduzione

Le navi d'alto mare navigano nel vasto oceano e impiegano dai 5-7 giorni ai 30-40 giorni per attraccare. L’acqua sanitaria per le persone a bordo è diventata un grosso problema da risolvere. La macchina per la desalinizzazione di bordo (comunemente nota come generatore di acqua dolce) è un'apparecchiatura per la desalinizzazione dell'acqua di mare progettata in base alla particolare applicazione di navi, yacht e piattaforme di trivellazione petrolifera ed è diventata una soluzione a questo problema.

Ci sono due principali fonti di acqua dolce sulle navi

1. Rifornimento dalla costa continentale

2. Attrezzatura per la desalinizzazione dell'acqua di mare fornita

A causa delle differenze nelle abitudini di vita personali, se si utilizza il metodo di trasporto dall'acqua, non solo è necessario investire nello sviluppo di attrezzature igieniche e sicure per lo stoccaggio dell'acqua, ma anche controllare accuratamente il consumo di acqua di ogni persona per garantire fonti d'acqua sufficienti e sicurezza igienica. Questo metodo è ovviamente inaffidabile. Pertanto, le apparecchiature di desalinizzazione a bordo della nave sono diventate una buona scelta.

La storia dello sviluppo delle apparecchiature di desalinizzazione a bordo delle navi

Nel XIX secolo, cioè dopo il 1800, l'emergere dei motori a vapore, così come lo sviluppo della navigazione e le esigenze pratiche della colonizzazione degli oceani, promossero lo sviluppo della distillazione e l'emergere degli evaporatori sommersi, che possono essere considerati come inizio dello sviluppo della tecnologia di desalinizzazione dell’acqua di mare. Dal 1812 al 1840 furono sviluppate l'evaporazione a effetto singolo e multiplo sotto vuoto e furono avviati lavori di ricerca e progettazione sull'evaporazione flash. Nel 1852, l'evaporatore dell'acqua di mare a tubo verticale brevettato britannico fu rapidamente utilizzato sulle navi e successivamente fu proposta l'evaporazione con film spray a tubo orizzontale. , compressione del vapore e altri brevetti. Nel 1872, in Cile apparve il primo dispositivo di desalinizzazione solare al mondo, con una produzione giornaliera di 2 tonnellate di acqua desalinizzata. Nel 1884, il Regno Unito costruì il primo dissalatore oceanico per risolvere il problema dell’acqua potabile per il trasporto marittimo.

Contenuto di sale dell'acqua di mare

● L'acqua di mare è una soluzione acquosa contenente più di 80 tipi di sali, di cui 11 hanno concentrazioni superiori a 1 mg/l. I più abbondanti sono NaCI e MgCL2.

● Il contenuto medio di sale dell'acqua di mare nell'oceano è di circa 35 g/l, ma il contenuto di sale dell'acqua di mare nelle diverse aree marine è diverso. Il contenuto di sale dell’acqua di mare è correlato alla geologia dell’area marina, alle precipitazioni, al flusso dei fiumi nel mare e all’evaporazione dell’acqua di mare.

● Alcuni mari interni sono vicini agli estuari e hanno una bassa evaporazione. Ad esempio, il contenuto di sale del Mar Baltico è di soli 2~6,7 g/L, mentre il contenuto di sale del Mar Nero è di 17~18,5 g/L. In alcuni mari interni con grande capacità di evaporazione, come il Mar Rosso e il Mar Mediterraneo, il contenuto di sale può raggiungere i 40 g/l o più.

Utilizzo e requisiti di acqua dolce a bordo delle navi

L'acqua dolce a bordo viene utilizzata principalmente per l'acqua di raffreddamento dei motori diesel, l'acqua di alimentazione delle caldaie, l'acqua di lavaggio e l'acqua potabile.

● L'acqua di raffreddamento del motore diesel deve essere solo acqua dolce (310 kg/1000 kW).

● L'acqua di lavaggio generalmente richiede che la concentrazione di ioni cloruro non sia superiore a 200 mg/L (Cl⁻) e che la durezza non sia superiore a 7 milliequivalenti/L.

● L'acqua potabile deve essere priva di impurità, germi e odori dannosi per la salute, con un contenuto di sale non superiore a 500~1000 mg/L, una concentrazione di ioni cloruro non superiore a 250~500 mg/L (Cl⁻) e un pH valore di 6,5~8,5. (L'acqua distillata prodotta dal generatore d'acqua contiene troppo pochi minerali e non può uccidere i germi, quindi dovrebbe essere mineralizzata e sterilizzata se utilizzata come acqua potabile.)

● I requisiti di qualità dell'acqua per l'acqua di alimentazione delle caldaie sono i più elevati. In generale, i requisiti relativi al contenuto di salinità dell'acqua dolce prodotta dai dispositivi di desalinizzazione dell'acqua di mare marina si basano sugli standard dell'acqua di alimentazione delle caldaie. Gli standard cinesi sull'acqua di alimentazione delle caldaie marine stabiliscono che il contenuto di sale dell'acqua distillata di alimentazione deve essere inferiore a 10 mg/l. (NaCl).

La domanda di acqua dolce della nave

● Il consumo di acqua domestica per persona è di circa 150~250 litri al giorno.

● L'acqua utilizzata nella centrale viene misurata dalla potenza del motore principale:

  ★ Le navi con motore diesel richiedono circa 0,2~0,3 litri al giorno per kilowatt.

  ★ Le navi con turbine a vapore richiedono circa 0,5~1,4 l/giorno per kilowatt.

● La quantità di acqua fornita per le caldaie ausiliarie può essere stimata tra l'1% e il 5% della capacità di evaporazione e per le caldaie a media e alta pressione tra l'1% e il 3% della capacità di evaporazione.

Generalmente, la capacità delle navi da carico con motore diesel con una potenza del motore principale di circa 7500 kW non supera i 20~25 m/giorno.

Attrezzatura per la desalinizzazione delle navi da crociera

Dopo aver appreso la storia dello sviluppo delle apparecchiature di desalinizzazione di bordo e la domanda di acqua dolce, discuteremo ora dell'applicazione della tecnologia di desalinizzazione sulle navi da crociera.

1. Utilizzo delle risorse idriche sulle navi da crociera:

La maggior parte delle navi da crociera lo utilizzaacqua di mare desalinizzatacome fonte d'acqua primaria. Questo processo avviene solitamente tramite evaporazione del vapore, il che significa che la nave da crociera converte l'acqua di mare in acqua distillata, rimuovendo da essa sale e impurità. La nave da crociera poi mineralizza l'acqua distillata per esaltarne il gusto e la clora per garantire che l'acqua sia sicura. Allo stato attuale, la tecnologia di desalinizzazione delle navi da crociera è maturata nella pratica. Le navi da crociera in mare aperto hanno condizioni convenienti per l'utilizzo della desalinizzazione dell'acqua di mare. L'assunzione di acqua è comoda e veloce e le fonti d'acqua sono sufficienti. Per fornire una fonte stabile di acqua dolce alle persone a bordo sono necessarie solo attrezzature tecniche professionali. Anche nei viaggi ultra lunghi attraverso l’oceano, l’acqua potabile a bordo non è un problema. 

2. L'applicazione della tecnologia di desalinizzazione RO nelle navi da crociera:

Oltre all'evaporazione del vapore, alcune navi da crociera sono dotate di sistemi di osmosi inversa per filtrare e desalinizzare l'acqua di mare. Questi sistemi creano acqua desalinizzata forzando l'acqua di mare attraverso una membrana semipermeabile ad alta pressione, lasciando sali e impurità su un lato della membrana. Oltre a garantire la qualità dell’acqua, questa tecnologia è anche più efficiente e a risparmio energetico, rendendola la scelta di alcune moderne navi da crociera. Tra questi, l'attrezzatura per la desalinizzazione delle piccole navi da crociera è di piccole dimensioni, altamente integrata e ha prestazioni operative stabili, che la rendono molto adatta per l'uso sulle navi da crociera marittime. Le apparecchiature di desalinizzazione delle navi da crociera consistono principalmente in un sistema di presa dell'acqua, un sistema di pretrattamento, un sistema di desalinizzazione dell'acqua di mare, un sistema di pulizia chimica e un sistema di controllo intelligente. La sua tecnologia principale risiede nella tecnologia della membrana ad osmosi inversa caricata internamente. La membrana ad osmosi inversa può realizzare la separazione e la filtrazione di sostanze su scala nanometrica e può rimuovere efficacemente sali disciolti, materia organica, colloidi, microrganismi e altre sostanze nell'acqua di mare. Funziona stabilmente e non è influenzato dal clima complesso e mutevole del mare. È un prodotto affidabile, sicuro e di alta qualità per lo sviluppo delle risorse di acqua dolce che può risolvere efficacemente il problema dell'acqua del personale delle navi da crociera in mare.

3. Sfide relative alla gestione delle risorse idriche delle navi da crociera:

Sebbene le navi da crociera utilizzino la tecnologia di desalinizzazione dell’acqua di mare per ottenere risorse di acqua dolce, la gestione dell’acqua deve ancora affrontare alcune sfide. Le navi da crociera richiedono una grande quantità di acqua durante i lunghi viaggi, quindi come gestire e risparmiare acqua in modo efficace è diventato un compito importante. Inoltre, il funzionamento e la manutenzione della tecnologia di desalinizzazione dell’acqua di mare richiedono anche personale professionale e supporto di attrezzature, aumentando i costi e la complessità della gestione delle risorse idriche.

Passaggi dettagliati di desalinizzazione per le apparecchiature di desalinizzazione delle navi da crociera

1. Pretrattamento dell'acqua di mare:

Nel processo di desalinizzazione delle navi da crociera, il pretrattamento è la chiave per garantire il funzionamento stabile a lungo termine del sistema ad osmosi inversa. Quando si formula un piano di pretrattamento dell'acqua di mare, è necessario tenere in piena considerazione la presenza di un gran numero di microrganismi, batteri e alghe nell'acqua di mare. La riproduzione di batteri, alghe e la crescita di microrganismi nell'acqua di mare non solo causerà molti problemi agli impianti di presa dell'acqua, ma influenzerà anche direttamente il normale funzionamento delle apparecchiature di desalinizzazione dell'acqua di mare e delle condotte di processo. Allo stesso tempo, l’acqua di mare è altamente corrosiva, pertanto i materiali delle apparecchiature, delle valvole e dei raccordi utilizzati nel sistema devono essere selezionati per garantire una buona resistenza alla corrosione.

2. Sterilizzazione dell'acqua di mare e rimozione delle alghe:

I progetti di desalinizzazione dell’acqua di mare utilizzano spesso reagenti chimici come cloro liquido, NaClO e CuSO4 per sterilizzare e uccidere le alghe. Tenendo conto di vari fattori come il trasporto, è difficile aggiungere reagenti chimici per sterilizzare e uccidere le alghe. Generalmente viene utilizzato un generatore di ipoclorito di sodio con acqua di mare. Un piccolo flusso di acqua di mare pressurizzata viene separato dalla pompa dell'acqua di mare ed entra nel generatore di ipoclorito di sodio. NaClO viene generato sotto l'azione del campo elettrico CC e viene iniettato direttamente nel cassone della spiaggia in base alla differenza di posizione per uccidere batteri, alghe e microrganismi nell'acqua di mare.

A causa dell’elevata durezza dell’acqua di mare, l’elettrolisi diretta dell’acqua di mare per produrre NaClO deve superare il problema dell’incrostazione degli elettrodi. Durante il processo di sviluppo, è stata utilizzata come riferimento la tecnologia EDR (frequent pole reversal) dell'elettrodialisi, ovvero la polarità dell'elettrodo viene cambiata ogni 5-10 minuti, risolvendo efficacemente il problema delle incrostazioni e delle precipitazioni nel generatore di ipoclorito di sodio.

3. Coagulazione e filtrazione:

La filtrazione per coagulazione è progettata per rimuovere colloidi e impurità sospese nell'acqua di mare e ridurre la torbidità. Nei progetti di separazione con membrana ad osmosi inversa, l'indice di inquinamento (FI) viene solitamente utilizzato per misurare e il valore FI dell'acqua di alimentazione che entra nelapparecchiature per l'osmosi inversadeve essere <4. A causa dell'elevato peso specifico dell'acqua di mare, dell'elevato valore del pH e dei grandi cambiamenti stagionali della temperatura dell'acqua, il sistema utilizza FeCl3 come coagulante, che presenta il vantaggio di non essere influenzato dalla temperatura, fiori di allume grandi e forti e una rapida velocità di assestamento.

4. Dissalazione osmotica dell'acqua di mare:

L'acqua di mare ha un elevato contenuto di sale e durezza, che è altamente corrosivo per le apparecchiature, e i cambiamenti stagionali della temperatura dell'acqua rendono il sistema di desalinizzazione dell'acqua di mare ad osmosi inversa molto più complesso del sistema di desalinizzazione convenzionale dell'acqua salmastra, e anche gli investimenti tecnici e il consumo di energia sono molto più alto. . Pertanto, è particolarmente importante ridurre gli investimenti tecnici e il consumo energetico attraverso un’attenta progettazione del processo e una ragionevole configurazione delle apparecchiature, riducendo così i costi unitari di produzione dell’acqua e garantendo un funzionamento stabile del sistema.

5. Trattamento di condizionamento chimico:

Per evitare la formazione di sali inorganici insolubili, come CaCO3 e CaSO4, a causa della concentrazione di acqua di mare durante il processo di desalinizzazione, nonché le incrostazioni e la precipitazione sulla superficie della membrana ad osmosi inversa e dei raccordi dei tubi dell'impianto, un agente anticalcare deve essere aggiunto prima che l'acqua di mare entri nel sistema di desalinizzazione ad osmosi inversa.

L'aggiunta di H2SO4 per regolare il valore del pH dell'acqua di mare per decomporre l'HCO-3 nell'acqua di mare per prevenire la precipitazione di CaCO3 è il metodo più comunemente utilizzato ed economico nella desalinizzazione dell'acqua di mare. L'aggiunta di (NaPO3) 6 (SHMP) è un metodo efficace per prevenire la precipitazione di CaSO4, ma il fosfato sottoprodotto prodotto da (NaPO3) 6 mentre inibisce le incrostazioni incoraggerà la crescita di microrganismi, batteri e alghe e il suo utilizzo presenta alcune limitazioni.

6. Rimuovere la materia organica e gli odori dall'acqua di mare:

L'acqua di mare attorno all'isola è fortemente influenzata dall'ambiente circostante. La richiesta chimica di ossigeno (COD) dell'acqua di mare è di 1,7-2,5 mg/l. Soprattutto in estate e in autunno, l'acqua di mare a volte ha un forte odore. Pertanto, oltre ad aggiungere NaClO per l'ossidazione, viene aggiunto un filtro a carboni attivi. Il carbone attivo granulare a forma di frutto con elevata resistenza meccanica può assorbire efficacemente la materia organica e gli odori, migliorare la qualità dell'acqua ad osmosi inversa e allo stesso tempo ridurre l'inquinamento sulla superficie della membrana ad osmosi inversa. , prolungare la durata della membrana.

Introduzione al flusso di processo delle apparecchiature di desalinizzazione delle navi da crociera

Pompa dell'acqua di mare della sala macchine della nave da crociera → sistema di sterilizzazione → pompa a pressione della tubazione → filtro a maniche → filtro di precisione → sistema di ultrafiltrazione → sistema di osmosi inversa con pompa ad alta pressione → sterilizzatore UV → pompa a pressione intermedia → filtrazione primaria → filtrazione secondaria → pressostato alta bassa pressione → alta pressione pompa → piccolo sistema di osmosi inversa → filtro a carbone attivo → sterilizzatore UV → acqua potabile diretta.

● Il processo di cui sopra è diviso in tre parti:

1. Parte pretrattamento:la pompa dell'acqua di mare, il sistema di sterilizzazione, la pompa a pressione della tubazione e il filtro a maniche nella sala macchine possono essere disposti ragionevolmente in base alla posizione dello spazio sulla nave.

2. Parte principale:filtro di precisione, ultrafiltrazione, pompa ad alta pressione, sistema di osmosi inversa, sterilizzatore a raggi ultravioletti. Questa parte è temporaneamente considerata come una struttura integrata. Se lo spazio sulla nave è limitato, è possibile installarla anche come struttura separata.

3. Parte diretta dell'acqua potabile:filtrazione primaria, filtrazione secondaria, pressostati di alta e bassa pressione, pompa ad alta pressione, piccolo sistema di osmosi inversa, filtro a carboni attivi, sterilizzatore UV. La parte diretta dell'acqua potabile può essere appesa al muro, occupando circa 600 mm×500 mm×400 mm.

Quanto è efficiente la tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare delle navi da crociera?

Ora che comprendiamo l'uso della tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare sulle navi da crociera, approfondiamo l'efficienza di queste tecnologie.

1. Vantaggi della tecnologia di evaporazione del vapore:

L'evaporazione del vapore è una delle tecnologie comunemente utilizzate per la desalinizzazione dell'acqua di mare sulle navi da crociera. Sebbene questo metodo sia relativamente tradizionale, è semplice, affidabile e può convertire l'acqua di mare in acqua distillata in un periodo di tempo relativamente breve. I vantaggi di questa tecnologia sono il funzionamento semplice e il basso costo ed è adatta per alcune navi da crociera di piccole e medie dimensioni.

2. L'efficienza della tecnologia dell'osmosi inversa:

In confronto,tecnologia dell'osmosi inversaè più avanzato ed efficiente. Questa tecnologia rimuove in modo più completo il sale e le impurità dall'acqua di mare, producendo acqua desalinizzata di qualità superiore. Sebbene gli investimenti in attrezzature e i costi operativi siano elevati, l’efficienza di desalinizzazione e l’affidabilità della qualità dell’acqua sono maggiori, per questo motivo è preferito da un numero sempre maggiore di navi da crociera.

3. Aggiornamenti e miglioramenti tecnici:

Con il continuo progresso della scienza e della tecnologia e la continua innovazione della tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare, anche la tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare delle navi da crociera viene costantemente aggiornata e migliorata. In futuro, con l’applicazione di nuovi materiali e tecnologie, l’efficienza della desalinizzazione dell’acqua di mare e il risparmio energetico delle navi da crociera saranno ulteriormente migliorati, offrendo ai turisti una migliore esperienza acquatica.

Fattori che influenzano la produzione di acqua dolce delle apparecchiature di desalinizzazione delle navi da crociera

La quantità di acqua prodotta (evaporazione) dall'attrezzatura di desalinizzazione delle navi da crociera dipende principalmente dalla quantità di calore trasferito dall'acqua riscaldata all'acqua di mare.

● La superficie di scambio termico è sporca e incrostata, il che riduce il coefficiente di trasferimento termico dell'evaporatore.

● UN"serratura del gas"si verifica sul lato del riscaldamento e il gas all'interno influenzerà il flusso del mezzo di riscaldamento e ostacolerà lo scambio di calore. L'aria può essere rilasciata attraverso il rubinetto di sgonfiaggio.

● Il livello dell'acqua nell'evaporatore è troppo basso e ciò riduce l'effettiva superficie di scambio termico tra l'acqua di riscaldamento e l'acqua di mare riscaldata. Il livello dell'acqua nell'evaporatore più opportuno è quello che raggiunga appena la posizione della piastra tubiera superiore.

● Un vuoto insufficiente farà aumentare il punto di ebollizione dell'acqua di mare.

● La portata dell'acqua riscaldata è insufficiente o la temperatura è troppo bassa, causando un abbassamento della temperatura media dell'acqua riscaldata.

● All’aumentare del volume di fornitura dell’acqua (aumento della portata dell’acqua) o alla diminuzione della temperatura di fornitura dell’acqua, viene consumato più calore durante il preriscaldamento o portato via dall’acqua salata.

● L'elettrovalvola di ritorno della condensa non è chiusa ermeticamente, per cui parte dell'acqua dolce prodotta ritorna nel distillatore.

Nella gestione quotidiana, se l'attrezzatura di desalinizzazione della nave da crociera produce acqua dolce e la quantità di acqua prodotta hanno il maggiore impatto sulla possibilità di stabilire e mantenere il vuoto appropriato. Tuttavia, la produzione di acqua delle apparecchiature di desalinizzazione delle navi da crociera diminuirà gradualmente dopo un uso prolungato, il che è spesso causato da sporco e incrostazioni sulla superficie riscaldante.

La tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare sulle navi da crociera è rispettosa dell'ambiente?

Impatto ambientale della tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare delle navi da crociera

L’applicazione della tecnologia di desalinizzazione dell’acqua di mare sulle navi da crociera garantisce la sicurezza e la quantità di acqua sufficiente per i turisti, ma solleva anche preoccupazioni sull’impatto ambientale. Il processo di desalinizzazione dell’acqua di mare consuma molta energia, in particolare il metodo di evaporazione del vapore, che aumenterà le emissioni di carbonio delle navi da crociera. Inoltre, anche le acque reflue scaricate dagli impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare possono avere determinati impatti sull'ecosistema marino.

Ridurre l’impatto ambientale della desalinizzazione dell’acqua di mare

Al fine di ridurre l'impatto negativo della tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare sull'ambiente, alcune compagnie di crociera stanno ricercando e adottando tecnologie di desalinizzazione dell'acqua di mare più rispettose dell'ambiente, come i sistemi solari di desalinizzazione dell'acqua di mare e la più efficiente tecnologia di osmosi inversa. Inoltre, le compagnie di crociera stanno anche rafforzando il trattamento e il riciclaggio delle acque reflue per ridurre l’impatto sull’ecosistema marino e promuovere lo sviluppo sostenibile.

Quali sono le tendenze future nella gestione delle acque delle navi da crociera?

Ora che abbiamo compreso l'efficienza della tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare delle navi da crociera, esploriamo le tendenze di sviluppo future della gestione delle acque delle navi da crociera.

1. Applicazione del sistema di gestione intelligente delle risorse idriche:

In futuro, con lo sviluppo della tecnologia intelligente, navi da crocierasistemi di gestione dell'acquadiventerà più intelligente. Introducendo sensori avanzati e tecnologia di analisi dei dati, le navi da crociera possono ottenere un monitoraggio in tempo reale e un controllo preciso delle risorse idriche, gestendo e utilizzando così le risorse idriche in modo più efficiente.

2. Introduzione del concetto di sviluppo sostenibile:

La gestione delle risorse idriche delle navi da crociera si svilupperà gradualmente verso lo sviluppo sostenibile. In futuro, le navi da crociera presteranno maggiore attenzione alla conservazione dell’acqua e al riutilizzo delle risorse idriche, adotteranno tecnologie di desalinizzazione dell’acqua di mare più rispettose dell’ambiente, ridurranno la dipendenza dalle fonti idriche naturali e raggiungeranno l’utilizzo e il riciclaggio sostenibili delle risorse idriche.

3. Cooperazione internazionale e scambio di esperienze:

Infine, l’industria delle crociere rafforzerà la cooperazione internazionale e lo scambio di esperienze per affrontare congiuntamente le sfide della gestione delle risorse idriche. Attraverso la cooperazione con altri paesi e regioni, l’industria delle crociere può imparare dalle esperienze e dalle tecnologie avanzate di gestione delle risorse idriche in altre regioni e promuovere lo sviluppo comune della gestione delle risorse idriche globali.