Abstract
Reverse Osmosis (RO) process is being engaged to yield fresh water from brackish water sources. However, the RO process is characterised by its a high specific energy consumption (SEC) owing to high-pressure pumps. The current study focuses on reducing the SEC of the brackish water RO desalination plant using model-based optimisation practice. The inlet conditions of RO process such as the feed pressure, flow rate (individual membrane module and total plant) and temperature, have a substantial influence on the performance indicators namely, water productivity, product concentration and SEC. Therefore, the optimisation of this study has been directed to determine optimal inlet conditions within feasible limits to minimise SEC. Arab Potash Company (APC) brackish water RO desalination plant has been considered as the case study. The optimal inlet conditions have resulted in a significant energy saving of 27.97% depending on the set of decision variables being considered at a fixed brackish water feed concentration.
Keywords
Brackish water desalination; Reverse Osmosis; Optimisation-based model; Performance metrics; Specific energy consumption (SEC).
Abstract
يتم تشغيل عملية التناضح العكسي لإنتاج المياه العذبة من مصادر المياه قليلة الملوحة. ومع ذلك ، تتميز عملية التناضح العكسي باستهلاكها العالي للطاقة بسبب مضخات الضغط العالي. تركز الدراسة الحالية على تقليل استهلاك الطاقة المحدد لمحطة تحلية المياه المالحة بالتناضح العكسي باستخدام ممارسة التحسين القائمة على النموذج. تؤثر ظروف الادخال في عملية التناضح العكسي مثل ضغط التغذية ومعدل التدفق (وحدة الغشاء الفردية والمحطة الكلية) ودرجة الحرارة تأثيرًا كبيرًا على مؤشرات الأداء وهي إنتاجية المياه وتركيز المنتج واستهلاك الطاقة المحدد. لذلك ، تم توجيه تحسين هذه الدراسة لتحديد ظروف الادخال المثلى ضمن الحدود الممكنة لتقليل استهلاك الطاقة المحدد. تم النظر في دراسة حالة شركة البوتاس العربية لمحطة تحلية المياه المالحة بالتناضح العكسي. أدت ظروف الادخال المثلى إلى توفير كبير في الطاقة بنسبة 27.97٪ اعتمادًا على مجموعة متغيرات القرار التي يتم أخذها في الاعتبار عند تركيز تغذية المياه معتدلة الملوحة.
Keywords
تحلية المياه قليلة الملوحة; التناضح العكسي؛ النموذج القائم على التحسين ؛ مقاييس الأداء؛ استهلاك الطاقة المحدد