L'eau propre est essentielle à la survie humaine. Cependant, moins de 3 % de l'eau douce peut être utilisée comme eau potable. Selon un rapport publié par l'Organisation météorologique mondiale, il y a une pénurie d'eau potable pour environ 1 milliard de personnes dans le monde, qui devrait atteindre 1,4 milliard d'ici 2050.

La technologie de dessalement de l'eau de mer, qui produit de l'eau douce à partir de l'eau de mer, pourrait résoudre le problème de la rareté de l'eau. À l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST), une équipe de recherche dirigée par le Dr Kyung Guen Song du Centre de recherche sur le cycle de l'eau, a développé un module hybride de distillation membranaire qui combine l'énergie solaire avec des pompes à chaleur hydrothermales pour réduire la consommation d'énergie thermique. pendant le processus de dessalement. Leurs résultats sont publiés dans Energy Conversion and Management .

Les méthodes d'osmose inverse et d'évaporation sont des processus de dessalement de l'eau de mer relativement courants; cependant, ces méthodes ne peuvent fonctionner qu'à des pressions et des températures élevées. En comparaison, la méthode de distillation à membrane produit de l'eau douce en utilisant la pression de vapeur générée par la différence de température entre l'eau brute en circulation et l'eau traitée séparée par une membrane. Cette approche présente l'avantage d'une faible consommation d'énergie, car l'eau douce peut être générée à des pressions de 0,2 à 0,8 bar, ce qui est inférieur à la pression atmosphérique, et à des températures de 50 à 60 ℃. Cependant, un fonctionnement à grande échelle nécessite plus d'énergie thermique. Ainsi, des études de recherche sont nécessaires pour réduire l'utilisation de l'énergie thermique pour l'exploitation commerciale.

La distillation membranaire implique un transfert simultané de masse et de chaleur (énergie). Il est divisé en une distillation membranaire à contact direct (DCMD) et une distillation membranaire à intervalle d'air (AGMD) basées sur les modes appliqués au côté eau traitée de la membrane pour générer des différences de pression de vapeur, qui sont la force motrice. Pour un apport énergétique élevé, le mode de production d'eau par contact direct de l'eau brute à haute température et de l'eau traitée à basse température à la surface de la membrane (c'est-à-dire DCMD) est avantageux. En revanche, pour un apport énergétique faible, le rendement est plus important si la chaleur transmise (perte de chaleur) est réduite par des entrefers, plutôt que par un contact direct entre l'eau brute et l'eau traitée. Ainsi, les modes qui génèrent de l'eau par condensation sur une surface froide et qui maintiennent des entrefers entre la membrane et la surface de condensation (i.e. AGMD) sont privilégiés.

L'équipe de recherche du KIST a développé une technologie de dessalement hybride en effectuant des tests sur site pendant un mois pour comparer les performances et l'économie du système en utilisant l'énergie solaire et les pompes à chaleur hydrothermales. Lorsque le système fonctionnait en parallèle avec l'énergie solaire, la production augmentait de 9,6 % et la consommation d'énergie était réduite de 30 % par rapport à la méthode de distillation membranaire utilisant uniquement des pompes à chaleur hydrothermales. De plus, la comparaison de la consommation d'énergie thermique en fonction de la présence d'énergie solaire a montré que l'efficacité du processus de l'usine de distillation membranaire augmentait jusqu'à 17,5 % lorsque l'énergie solaire était utilisée comme source de chaleur supplémentaire.

Selon le Dr Song, "La technologie de dessalement hybride que nous avons développée peut être considérée comme une méthode pour fournir de l'eau à certains complexes industriels et zones insulaires confrontées à la pénurie d'eau, car elle peut réduire la consommation d'énergie nécessaire pour produire de l'eau douce. Nous nous attendons à ce que cette technologie soit appliqué à d'importantes installations d'approvisionnement en eau au Moyen-Orient et en Asie du Sud-Est, où la quantité annuelle de rayonnement solaire est 1,5 fois supérieure à celle de la Corée.

Il a ajouté :« La distillation membranaire n'est pas affectée de manière significative par la qualité de l'eau brute, il sera donc possible de fournir de l'eau potable aux zones où la qualité de l'eau brute a été fortement contaminée en raison de la pollution de l'eau et aux zones où la détection des métaux lourds est élevée. + Explorer plus loin

Technologie de distillation à membrane solaire qui peut doubler la production d'eau potable