عوامل تاثیر گذار بر هزینه آب شیرین کن صنعتی

عواملی که تأثیر مستقیم و عمده ای بر هزینه آب شیرین کن صنعتی دارند عبارتند از:

• فناوری آب شیرین کن صنعتی
• کیفیت آب خام و محصول
• نوع ورودی و خروجی
• محل کارخانه یا پروژه
• نوع بازیابی انرژی مورد استفاده
• قیمت برق
• نیازهای پس از تصفیه
• ذخیره سازی
• توزیع
• هزینه های زیرساخت محلی
• مقررات زیست محیطی

---

فن آوری آب شیرین کن صنعتی

تقریباً ۹۵ درصد از ظرفیت آب شیرین کن صنعتی نصب شده امروزه یا حرارتی (۳۵ درصد) یا مبتنی بر غشاء (۶۰ درصد) است . هر یک از انواع سیستم ها در زمینه های مختلف ، مصالح ساختمانی ، تجهیزات ، الزامات قبل از تصفیه ، نیاز به نیرو و بخار ، تفاوت قابل توجهی با سایر تفاوت ها دارد. انتخاب فناوری همچنین نوع مواد شیمیایی مورد استفاده برای پیش تصفیه و پس از آن را تعیین می کند که بر هزینه های عملیاتی تأثیر می گذارد.

محل

مکانی که تأسیسات آب شیرین کن صنعتی در آن احداث می شود می تواند تأثیر عمده ای بر هزینه های کلی پروژه داشته باشد. به عنوان مثال ، برای کارخانه نمک زدایی SWRO (اسمز معکوس آب دریا) ، این کارخانه باید تا حد امکان نزدیک به منبع آب دریا قرار گیرد.تا از هزینه های بیشتر خطوط لوله ورودی و سازه های پیچیده ورودی جلوگیری شود.

مکان یابی بهینه پروژه همچنین خط تخلیه آب نمک متمرکز را به دریا کاهش می دهد. با این حال ، هزینه خرید ملک عامل مهمی است که ممکن است نیاز به انتقال آب بیشتر در مکانهایی داشته باشد. که هزینه زمین ممکن است تفاوتهای بزرگی را در فواصل نسبتاً کوتاه نشان دهد. از نظر ساخت و ساز ، ملاحظات دقیقی برای مواردی مانند شرایط محلی خاک (ممکن است نیاز به پر کردن خاک جدید یا شمع های بتنی سازه ای) و مجاورت با یک منبع قدرت قابل اعتماد برای کاهش هزینه های انتقال نیرو باشد ، توصیه می شود.

کیفیت آب خام

کیفیت آب خام مخصوص سایت می تواند تأثیر زیادی بر تعداد و نوع مراحل پیش تصفیه مورد نیاز قبل از مرحله شیرین سازی و اندازه کلی کارخانه آب شیرین کن صنعتی داشته باشد. سطح کل مواد جامد محلول (TDS) آب منبع به طور مستقیم بر هزینه های عملیاتی تأثیر می گذارد. زیرا فشارهای عملیاتی بالاتر (RO) و درجه حرارت (حرارتی) معمولاً باید با افزایش شوری آب خام افزایش یابد.

شوری بیشتر آب خام همچنین ممکن است بازیابی آب محتمل در هر گالن آب خام را برای هر دو سیستم RO و حرارتی کاهش دهد. در مورد SWRO ، در مناطقی مانند خلیج های کوچک ، خلیج ها یا کانال ها ، جریانات آب دریا و مخلوط طبیعی حاصل از بدنه بزرگتر آب دریا (یعنی اقیانوس) ممکن است حداقل باشد. این مناطق می توانند سطوح شوری محلی بالاتری داشته باشند. مجموع جامدات معلق بیشتر ، تغییرات دمایی بیشتر و بارهای آلی و فعالیت بیولوژیکی بیشتری در مقایسه با آب در اقیانوس باز داشته باشند. همه این عوامل پیچیدگی طراحی و ساخت را افزایش می دهند. و بنابراین می توانند هزینه های CAPEX و OPEX را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.

دریافت و خروج

نوع ورودی و خروجی انتخاب شده برای یک کارخانه آب شیرین کن صنعتی یکی از مهمترین ملاحظات فنی برای طراحی مقرون به صرفه و عملکرد مطلوب کارخانه است. عوامل مهم مانند مناسب ترین نوع ورودی (غوطه ور در مقابل آبگیری باز) ، فاصله ورودی نسبت به سایت ، نوع پرده های ورودی ، نوع ساختار ورودی ، نوع خط لوله ورودی (مدفون در مقابل زمین) ، و ملاحظات زیست محیطی در رابطه با تهدید و جذب حیات دریایی. هریک از این موارد تأثیر هزینه قابل توجهی دارد. هزینه سیستم ورودی می تواند از حداقل ۰.۱۳ میلیون دلار در هزار متر مکعب در روز (۰.۵ میلیون دلار در میلیون تومان) برای یک ورودی باز تا ۰.۷۹ میلیون دلار در هزار متر مکعب در روز (۳.۰۰ میلیون دلار در هر میلیون بشکه) برای تونل پیچیده و دریایی متغیر باشد.

برای نشان دادن اهمیت بالقوه هزینه های ساختار ورودی و تخلیه ، تخلیه SWRO واقع در نزدیکی زیستگاه های دریایی که بسیار حساس به شوری بالا هستند ، نیاز به سیستم های پخش کننده تخلیه کنسانتره مفصل دارند ، با هزینه هایی که می تواند بیش از ۳۰ درصد از کل هزینه های پروژه نمک زدایی باشد. در مقابل ، کارخانه های آب شیرین کن صنعتی با کمترین هزینه تولید آب دارای تخلیه کنسانتره هستند که در مناطق ساحلی با اختلاط طبیعی بسیار بالا واقع شده اند یا با ساختارهای خروجی نیروگاه ها ترکیب شده اند ، که باعث اختلاط اولیه خوب و دفع بهتر ستون می شود. هزینه های تأسیسات ورودی و تخلیه این نیروگاه ها معمولاً کمتر از ۱۰ درصد از کل هزینه های دستگاه آب شیرین کن صنعتی است .

پیش فرآوری

هزینه های پیش تصفیه تحت تأثیر نوع و پیچیدگی سیستم پیش تصفیه قرار می گیرد. نوع پیش تصفیه مورد نیاز بستگی به کیفیت آب خام محل پروژه دارد. برخی از منابع آب خام دریا یا آب شور شور سطح بالایی از مواد آلی و بیولوژیکی دارند. و به فناوری های پیش تصفیه قوی تری مانند DAF (شناور هوای حل شده) و UF (اولترافیلتراسیون) نیاز دارند. سایر منابع آب خام که از ورودی های غوطه ور یا آبهای مناسب استفاده می کنند ممکن است نیاز به پیش تصفیه کمتری داشته باشند. مانند فیلتراسیون تک مرحله ای یا MF (میکروفیلتراسیون).

طبق مقاله ای از انجمن استفاده مجدد از آب با عنوان “هزینه های شیرین سازی آب دریا” ، هزینه های پیش تصفیه معمولاً بین ۰.۱۳ میلیون دلار تا ۰.۴۰ میلیون دلار در هزار متر مکعب در روز (۰.۵ میلیون دلار تا ۱.۵ میلیون دلار در هر MGD) متغیر است. در انتهای پایینی این محدوده ، سیستمهای فیلتراسیون معمولی تک مرحله ای مناسب هستند. هزینه های پیش تصفیه با افزودن مراحل اضافی پیش تصفیه افزایش می یابد. مانند دو مرحله فیلترهای رسانه ای یا فیلتراسیون رسانه ها و به دنبال آن سیستم های MF یا UF.

اگر منبع آب فاضلاب باشد ، هزینه های پیش تصفیه معمولاً بیشتر است. این ممکن است به دلایل زیادی باشد ، مانند ضرورت حذف سطوح بالای کلسیم و منیزیم (سختی) ، افزودن مراحل کلرزنی برای از بین بردن میکروب ها ، یا ضرورت استفاده از UF برای حذف ترکیبات آلی با وزن مولکولی بالا.

بازیابی انرژی

سیستم های RO از پمپ های فشار قوی برای غلبه بر فشار اسمزی آب خام تغذیه استفاده می کنند. به عنوان مثال ، برخی از سایت های SWRO می توانند تا ۷۰ بار (۱۰۰۰ psig) فشار تغذیه داشته باشند. جریان آب نمک کنسانتره RO از این فرایند حاوی انرژی فشاری است که می تواند به منظور کاهش کل انرژی مورد نیاز سیستم RO ، بازیابی شود. فن آوری های بازیابی انرژی ، کل انرژی ورودی را کاهش داده و در نتیجه هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.

قدرت الکتریکی

قیمت های انرژی محلی ، فاصله انتقال ، هزینه اتصال و احتمالاً تعرفه ها در محل پیشنهادی تاسیسات آب شیرین کن صنعتی نقش مهمی در تعیین قیمت منبع تغذیه برق متصل دارند. برای نیروگاه های آب شیرین کن صنعتی بسیار بزرگ ، در نظر گرفتن محل استقرار تاسیسات با نیروگاه به دلیل مزایای ذاتی چنین ترکیبی امیدوار کننده است.

پس از تصفیه

کیفیت آب محصول نهایی نوع خاصی از پس از تصفیه مورد نیاز را تعیین می کند. مراحل بعد از تصفیه هزینه های اضافی را اضافه می کند. نیاز به انجام RO دوم برای دستیابی به سطوح بسیار پایین TDS یا کاهش غلظت یونهای خاص مانند بور یا کلرید در سطوح قابل قبول می تواند یک گزینه گران قیمت باشد. یک سیستم RO دو گذر به طور معمول ۱۵ تا ۳۰ درصد گرانتر از یک سیستم RO تک گذر است (WRA، ۲۰۱۲).

همچنین ، تثبیت آب محصول به طور معمول نیاز به تنظیم pH و افزودن قلیایی بی کربنات دارد که می تواند با استفاده از ترکیبی از دی اکسید کربن ، آهک و/یا هیدروکسید سدیم انجام شود. و باز هم این امر هزینه اضافی را اضافه می کند.

برای کارخانه های نمک زدایی واقع در ساحل در مجاورت جوامعی که از آب استفاده می کنند ، زمین معمولاً گران قیمت است. هزینه مکان یابی تاسیسات نزدیک به محل استفاده و منبع تغذیه مناسب باید با هزینه های مربوط به خطوط اضافی دریافت و تخلیه خط لوله ، هزینه های خط لوله ، حمل و نقل مواد ، مجوزها ، کار و نگهداری مرتبط با جابجایی نیروگاه مقایسه شود. دورتر از ساحل یا منطقه خدمات توزیع (WRA، ۲۰۱۲).

اگر منبع آب فاضلاب باشد هزینه های پس از تصفیه معمولاً بیشتر است. این ممکن است به دلایل زیادی باشد. مانند اکسیداسیون پس از درمان برای غیرفعال کردن ویروس ها و هزینه های بالاتر برای دفع آب نمک یا دفع مواد جامد.

هزینه های زیرساخت محلی

هزینه های زیرساخت شامل مواردی مانند خاک ، بتن ، فولاد ، سازه ها ، زهکشی و مصالح ساختمانی است. بسته به محل کارخانه ، هزینه های هر یک از این موارد می تواند بطور قابل توجهی متفاوت باشد. مکانهای کارخانه های دور که در شهرهای صنعتی واقع شده اند معمولاً باید هزینه ساخت بالاتری را در مقایسه با کارخانه هایی که در نزدیکی تاسیسات تولید بتن و مناطق صنعتی ساخته می شوند. که دارای مقدار زیادی مصالح ساختمانی هستند ، متحمل شوند.

مقررات زیست محیطی

هر منطقه جغرافیایی مجموعه قوانین و مقررات زیست محیطی خود را دارد و این قوانین همچنین می تواند در ایالت به ایالت در یک کشور متفاوت باشد. به عنوان مثال ، هزینه های مجوز پروژه ها در کالیفرنیا تقریباً چهار برابر هزینه های مجاز معمول در فلوریدا است (WRA، ۲۰۱۲). کالیفرنیا دارای مقررات و/یا دستورالعمل های دقیق تری برای تولید آب آشامیدنی در مقایسه با تگزاس یا فلوریدا است که هزینه های نظارتی را برای یک پروژه نمک زدایی اضافه می کند. دوره های بازنگری طولانی مدت محیط زیست نیز می تواند برنامه پروژه را طولانی کند ، که معمولاً هزینه های پروژه را نیز افزایش می دهد. در واقع ، تعداد سالهای مورد نیاز برای توسعه و مجوز پروژه در ایالتی مانند کالیفرنیا ، با مقررات بسیار سخت ، ممکن است به طور قابل توجهی بیشتر از زمان لازم برای ساخت نیروگاه و شروع به کار باشد.

اجزای هزینه

هزینه ها به دو دسته اصلی هزینه های مستقیم و غیر مستقیم تقسیم می شود. هزینه های مستقیم شامل تجهیزات ، ساختمان ها و سایر سازه ها ، خطوط لوله و توسعه سایت است و معمولاً در محدوده ۵۰ تا ۸۵ درصد از کل هزینه است. غیرمستقیم باقی مانده شامل تأمین مالی سود و هزینه ها ، هزینه های مهندسی ، قانونی و اداری و موارد احتمالی است .

هزینه و اجزای معمولی برای اکثر کارخانه های آب شیرین کن صنعتی را می توان به ۹ قسمت تقسیم کرد: پیش فرآوری؛ آب نمک زدایی ؛ بعد از درمان؛ پمپاژ و ذخیره آب محصول ؛ سیستم های برقی و ابزار دقیق ؛ ساختمانهای کارخانه ، محل کار و کارهای عمرانی و تعادل کارخانه ؛ ترشح آب نمک و رسیدگی به مواد جامد ؛ و هزینه های مختلف مهندسی و توسعه. سایر هزینه ها ، مانند هزینه های تأمین مالی و سایر هزینه های مربوط به تجارت نیز باید در نظر گرفته شود. شکل ۶ یک مثال از تجزیه هزینه CAPEX را برای یک کارخانه SWRO نشان می دهد.

منبع

مقالات مرتبط: هزینه آب شیرین کن صنعتی در سال ۲۰۲۰