Soolastamine

Taust 

Soolsus on Oxfami programmide raames üha tavalisem probleem. Osa põhjaveest on looduslikult riimvesi. Kliimamuutus ja põua sagenemine vähendavad aga põhjavee taastumist ja halvendavad mõnes piirkonnas vee kvaliteeti. Mujal põhjustavad halb majandamine ja reguleerimise puudumine merevee ülevõtmist ja sissetungi (rannikualadel) või riimvee „üleskerkimist“, mis võib olla kivimitesse lõksu jäänud nende tekkimise ajast. Kui põhjaveekiht on selliselt saastunud, ei saa seda enam tagasi pöörata.

Oxfamil ei ole oma varustuskeskuses magestamiskomplekti, kuna erinevad allikaveed vajavad erinevaid eeltöötluse, töötlemise ja järeltöötluse kombinatsioone, mis nõuab spetsialisti nõustamist. Selle dokumendi eesmärk on anda praktilisi juhiseid tegurite kohta, mida tuleb magestamissüsteemi planeerimisel arvesse võtta. 

Magestamise ülevaade

„Tegevuskava“ uuringu eesmärk oli anda soovitusi väikesemahuliste magestamisrajatiste jaoks. Aruandes jõutakse järeldusele, et i) päikeseenergial destilleerimine (SSD) on parim valik individuaalseks koduseks kasutamiseks tänu väikesele kapitaliinvesteeringule ja lihtsusele; ii) pöördosmoos (RO) on väikesemahuliste rajatiste jaoks kõige tõhusam tehnoloogia (see defineeriti kui 1–10 m3/päevas, kuid soovitus on sama oluline ka suuremate süsteemide puhul); ja iii) mahtuvuslik deioniseerimine (CDI) on paljutõotav tehnoloogia, mida tasub kaaluda alla 3,500 ppm TDS soolsusega toorvee puhul RO alternatiivina (edasised uuringud on kinnitanud, et olemasolevate kaubanduslike CDI-seadmete jõudlus väheneb oluliselt üle 1,000 ppm, piirates selle rakendamist). 

Soolsuse mõõtmine ja klassifitseerimine  

Soolsus viitab vees lahustuvate soolade kontsentratsioonile. Kogu looduslik vesi sisaldab lahustunud sooli, näiteks naatriumi, magneesiumi ja kaltsiumi. Naatriumkloriid on kõigist sooladest kõige levinum. WHO tervisealaseid soolsuse suuniseid ei ole ja vee maitse on üldiselt ebameeldiv enne, kui see jõuab tasemeni, kus see on tervisele kahjulik. Soolsust saab mõõta elektrijuhtivuse (EC) abil – väljendatuna μS/cm või lahustunud tahkete ainete koguhulga (TDS) abil – väljendatuna mg/l või ppm. Nende kahe vaheline teisendus ei ole konstantne ja sõltub vee keemilisest sisaldusest, kuid tavaliselt kasutatakse teisendustegurina 0.67, st vesi, mille TDS on 2,000 mg/l, on ligikaudu samaväärne EC-ga 3,000 μS/cm. Selle tehnilise ülevaate eesmärgil väljendatakse soolsust TDS-is.  

Puudub üldine kokkulepe selle kohta, mis on madala, keskmise ja kõrge soolsusega vesi, ning vastuvõetavus erineb tarbijate, riikide ja rakenduse lõikes. Seetõttu tuleks allolevat tabelit kasutada vaid ligikaudse juhisena. Inimtoiduks kasutatakse magevee liigitamise piirväärtusena tavaliselt 1,000 mg/l TDS-i. Merevee tüüpiline TDS on 35 000 mg/l.  

0 - 1,000	Sobib kõikideks tavalisteks otstarveteks
1,000 - 3,000	Sobib kariloomadele, inimtoiduks marginaalne
3,000 - 5,000	Sobib kariloomadele, ei sobi inimtoiduks
5,000 - 7,000	Sobib kaamelitele, teistele kariloomadele marginaalne
7,000 - 10,000	Sobib kaamelitele, kitsedele ja lammastele marginaalne, veistele mittesobiv
10,000-15,000	Kaamelite puhul marginaalne, kitsede ja lammaste puhul ainult hädaolukorras
> 15,000	Ei sobi ühelegi kodustatud loomale

RO-ravi alternatiivid

Ravivabad valikud  

Arvestades magestamisjaama eduka käitamise ja hooldamisega seotud väljakutseid, kui soolade või muude keemiliste saasteainete eemaldamist on võimalik vältida, tuleks kaaluda alternatiive. Võimalusteks on segamine madalama soolsusega veega või uute allikate arendamine, kui mageveevõimalused on olemas. See võib kaasa tuua vee pumpamise ja torustikuga transportimise märkimisväärsetelt vahemaadelt. Sellistel juhtudel saab parima lahenduse kindlakstegemiseks teha teostatavus- ja kuluanalüüsi. 

Päikesefotod 

Päikesedestillaator on väga lihtne tehnoloogia, mis põhineb aurustumisel ja kondenseerunud veepiiskade kogumisel. See ei vaja elektrit ega mehaanilisi ega liikuvaid osi ning seetõttu on selle tegevuskulud minimaalsed. See on võrdselt efektiivne nii madala kui ka kõrge soolsusega vee puhul. Päikesedestillaatorid võivad sobida maapiirkondade üksikute leibkondade joogiveevajaduste rahuldamiseks, kuid kuna toodang on nii väike, muutub see kasutajate arvu ja nõudluse suurenedes kiiresti ebaökonoomseks ja ka ebapraktiliseks, arvestades suurt ruumivajadust.  

2013. aastal katsetas Oxfam Bangladeshis kahte Fcubed Carrocell 3000 päikesedestillaatorit. See on kolmest toodetud mudelist suurim (pindalaga 3 m2) ja ettevõte väidab, et suudab tarnida 20 liitrit vett päevas (< 30 kraadi Celsiuse järgi). Bangladeshis pakkusid nad küll hea kvaliteediga vett, kuid ainult 8–15 liitrit päevas ja seetõttu lõpetati katse ilma ulatust suurendamata. Oxfam Kenya kaalus sama kasutuselevõttu oma Turkana programmis, kuid 450 dollari suurune maksumus leibkonna kohta oli peamine takistus korratavusele. Suurema mooduli osana saab paigaldada mitu seadet, kuid kulud ja vajalik ruum suurenevad peaaegu lineaarselt.  

Iraak (Innovation Lab) sõlmis koostööd Aquabaga eesmärgiga toota kohalikke päikeseenergial töötavaid destillaatoreid. Ettevõte toodab päikeseenergial töötavaid destillaatoreid hinnaga 150 dollarit (1 m² pindala) ja väitel suudab see toota kuni 5 liitrit vett päevas.

Päikesepaneelide abil saab improviseerida kohalikest materjalidest – klaasist või isegi plastist – palju odavamalt kui kommertstooted, kuid efektiivsus langeb vastavalt, seega võib see olla vale kokkuhoid.    

Kuigi tegemist on lihtsaima tehnoloogiaga, muudab päikesepaneelide liitri vee hind selle siiski kõige kallimaks magestamistehnoloogiaks. Päikesepaneelidel on oma nišš, kuid need ei sobi hädaolukorras vee ja sanitaartehniliste vahenditega reageerimiseks, kus Oxfam peab kogukondadele vett suures mahus tarnima.

Mahtuvuslik deionisatsioon (CDI) 

CDI kasutab madalpinge alalisvoolu ja elektroode elektrostaatiliste jõudude tekitamiseks, mis manipuleerivad positiivselt ja negatiivselt laetud ioonidega eraldi soolvee- ja mageveevoogudes. 

Madala soolsusega vee puhul vajab CDI vähem energiat kui RO ja sellel on soodsam taaskasutusmäär (80+%). CDI-rakud on väidetavalt ka vähem haprad kui RO-membraanid, kuid tahkete osakeste ja orgaanilise aine eemaldamiseks, mis vastasel juhul mooduleid ummistaksid, on siiski vaja eeltöötlust. Pärast tegevuskava uuringut on Oxfam pidanud läbirääkimisi mitmete juhtivate ettevõtete ja/või CDI-tehnoloogiale spetsialiseerunud isikutega. Kirjutamise ajal näivad olemasolevad kaubanduslikult saadaval olevad CDI-süsteemid suutvat toime tulla ainult toorveega, mille TDS-i piirväärtus on 2,000 ppm või alla selle, mis piirab oluliselt tehnoloogia kasutusvõimalusi ja seega ka selle kasulikkust Oxfami programmides.

Pöördosmoos (RO) 

Pöördosmoos on protsess, mille käigus vesi demineraliseeritakse ja deioniseeritakse, surudes selle rõhu all läbi poolläbilaskva „pöördosmoosi” membraani, mis laseb mõnedel aatomitel ja molekulidel läbi pääseda (permeaadina), samal ajal takistades teiste (tagasilükkamine/soolvesi) läbipääsu. Kogukonna veepuhastussüsteemi jaoks on pöördosmoos praegu Oxfami programmide jaoks ainus realistlik võimalus. pöördosmoosiga seotud põhilised mehaanilised alused on üsna lihtsad, st elektrilise pumba abil tekitatakse veesurve, mis on piisav veemolekulide läbisurumiseks läbi membraani (transmembraanne rõhk selle saavutamiseks ulatub 5 baarist madala soolsusega vee puhul kuni 84 baarini merevee puhul). Kuid mitmed eeltöötlusetapid pöördosmoosmembraanidega mitteühilduvate lisandite eemaldamiseks veest, membraanide eest hoolitsemiseks vajalik hooldus ning järeltöötluse remineraliseerimine ja kloorimine uuesti saastumise vältimiseks muudavad pöördosmoossüsteemi üsna keeruliseks. Teadliku otsuse tegemiseks pöördosmoosi sobivuse kohta on oluline omada vähemalt põhiteadmisi tööpõhimõtetest.  

RO-ga seotud terminoloogia

RO-membraan – tänapäevased membraanid on tavaliselt õhukesest kilekomposiitmaterjalist, mis koosneb kolmest kihist: polüestertugivõrgust, mikropoorsest vahekihist ja üliõhukesest polümiidbarjäärist. See on pakitud spiraalselt moodustatud „lehtede“ konfiguratsiooni, mille leht koosneb kahest kokku liimitud membraanilehest, mille vahel on permeaadi vahetükk (joonis 3).  

Osa toiteveest – tavaliselt 10–20% – läbib membraani ja väljub permeaadina. Membraane on palju erinevat tüüpi, mis sobivad erinevatele eesmärkidele, toitevetele ja vajalikule permeaadile. „Dow“, mis toodab „Filmtech“ pöördosmoosi membraane, jaguneb kolmeks laiemaks klassiks:

Membraaniklass	Vahemik (TDS)
Kraanivesi (TW)	Kuni 12 000 mg/l
Riimvesi (BW)	Kuni 12 000 mg/l
Merevesi (edel)	8,000–50,000 mg/l

Membraani klass ja tüüp sõltuvad toitevee keemilisest koostisest ning selle peaksid määrama pöördosmoosi spetsialistid. RO membraanid on saadaval standardsuurustes, seega peaksid eri kaubamärgid olema omavahel vahetatavad. Standardnomenklatuur on järjestatud järgmiselt – klass (TW, BW, SW), elementide perekond – läbimõõt (tollides x 10), pikkus (tollides).

Näiteks ülaltoodud Oxfami poolt Keenias paigaldatud membraan on riimvee (BW) jaoks, suure hülgamisteguriga elementide perekonnale (30), 4-tollise läbimõõduga (40), 40-tollise pikkusega (40).

Membraanid on pöördosmoosi töötlussüsteemi kõige kallim ja tundlikum komponent ning ilma nõuetekohase hoolduseta võivad need väga kergesti rikneda.

Surveanum – ühes surveanumas võib olla mitu pöördosmoosi membraani, tavaliselt 1 kuni 6. Permeaadi vähendamise mahu suurendamiseks võib paralleelselt paigaldada mitu surveanumat. Taaskasutuse suurendamiseks võib järjestikku paigaldada täiendavaid „astmeid” (või „läbimisi”). 

Taaskasutus/läbilaskvus (%) – pöördosmoosi membraani läbiva vee maht „permeaadina“ (töödeldud magevesi). Riimveeliste pöördosmoosisüsteemidega on võimalik taaskasutus kuni 90%. Süsteemi maksumus ja keerukus aga suurenevad vastavalt, kuna on vaja suuremat töörõhku, membraanide katlakivi tekkimise ohtu ja täiendavaid käitamise ja hooldamise nõudeid. Oxfami kasutatavate väikeste ja keskmise suurusega pöördosmoosisüsteemide maksimaalne taaskasutus on tõenäoliselt 70%.

Tagasilükkamine/kontsentraat (%) – lahustunud aine või lahustunud tahkete ainete koguhulk, mis ei saa membraanist läbi pääseda ja soolveevoogu moodustada. Sõltuvalt soolade kontsentratsioonist võib seda olla võimalik kasutada ka muudel eesmärkidel kui pesemine ja puhastamine. Kui see pole võimalik, tuleb kaaluda ohutut kõrvaldamist. Taaskasutatud ja tagasilükatud ainete summa võrdub etteandevooluga.

Etapid – Üheastmelises süsteemis läbib toitevesi üks kord surveanuma, et tekitada eraldi permeaadi ja praakvee voolud. Riimvee puhul on võimalik mitu etappi, et suurendada saagist, kusjuures iga etapi maksimaalne saagis on 50%. Kaheastmelises süsteemis saab 1. etapi praakvesi teise etapi surveanumate toiteveeks ja 2. etapi saagis lisatakse 1. etapi permeaadile. Eeldades, et igas etapis on saagis 50%, on üldine saagis 75% ja praakvesi 25%.

Massiiv – see kirjeldab surveanumate füüsilist paigutust kaheastmelises süsteemis. Kuna teise või isegi kolmandasse astmesse mineva vee maht on väiksem kui eelmises. Suurte süsteemide puhul paigutatakse mitu surveanumat paralleelselt "virnadesse", kusjuures järgnev virn on järjestikku ja väheneb järk-järgult. 2:1 massiivis võib olla 4 anumat, mis suunavad vett 2 anumasse.

Kontsentraadi ringlussevõtt – teise etapi kulutõhusama alternatiivina saab osa tagasilükatud soolveest ringlusse võtta ja lisada toitevette, et suurendada süsteemi taaskasutamist.

Katlakivi teke – see võib tekkida teatud lahustunud (anorgaaniliste) ühendite kontsentratsiooni suurenemise tõttu. Kõige tavalisem katlakivi teke on tingitud kaltsiumkarbonaadist (CaCO3). Katlakivi teke tekib siis, kui lahustuvuspiirid ületatakse, ühendid tulevad lahusest välja ja sadestuvad membraanile. Katlakivi teke vähendab oluliselt jõudlust membraanide ummistumise tõttu, mis omakorda vähendab permeaadi vooluhulka ja permeaadivee kvaliteeti. Hästi kavandatud süsteem vähendab katlakivi tekkimise ohtu, mis võib vajada katlakivivastase aine (eeltöötluse) lisamist toiteveele.

Saastumine – tekib tahkete osakeste, orgaaniliste ainete või mikroorganismide kogunemise tagajärjel, mis ummistavad membraani. Tõhus eeltöötlus kahjulike orgaaniliste ainete ja mikroorganismide eemaldamiseks ning hea disain, mis tagab, et membraanil voolava vee kiirus on piisav soolade "ära pühkimiseks" ja membraani pinna kogunemise ja ummistumise vältimiseks.

Keemiline rünnak – tänapäevased õhukese kilega membraanid ei talu kloori ja teisi oksüdeerijaid, mis eemaldamata jätmise korral põletavad membraanipooridesse augud ja põhjustavad parandamatut kahju.

Kohapealne puhastus (CIP) – hõlmab surveanumasse perioodiliselt keemilise lahuse, näiteks sidrunhappe, lisamist membraanide puhastamiseks neid eemaldamata ja kaitsmiseks saastumise ja katlakivi eest. CIP-süsteemi saab kasutada ka membraanide kaitsmiseks keemilise säilitusaine lisamisega. See on vajalik, kui süsteemi ei kavatseta mitu päeva kasutada, et kaitsta seda riknemise eest.

Eeltöötlus

Toitevee tüüp ja keemiline koostis määravad vajaliku eeltöötluse. Levinud meetmed hõlmavad järgmist:

Multimeediafiltratsioon (MMF) aitab vältida saastumist, eemaldades osakesed kuni 15–20 mikronit. Pärast MMF-i paigaldatakse tavaliselt 5-mikronine kassettfilter, et vältida filtrimaterjali läbitungimist.

Mikrofiltreerimine (MF) eemaldab tõhusalt kolloidsed ja bakteriaalsed materjalid. Kõige sagedamini kasutatakse õõneskiudu, mis vajab perioodilist tagasipesu.

Katlakivivastased ained/katlakivi inhibiitorid – Katlakivivastase aine lisamine toitevette suurendab vee lahustuvuspiiri ja hoiab ära soolade sadestumist, mis viib katlakivi tekkeni. Katlakivivastase aine valik ja õige annus sõltuvad toitevee keemilisest koostisest ja pöördosmoosisüsteemi konstruktsioonist.

Ultraviolettkiirgusega (UV) töötlemine hävitab baktereid, mis takistavad membraanide kasvu ja saastumist.

Ravijärgne

Hästi toimiv pöördosmoosisüsteem eemaldab tavaliselt 95–99% saasteainetest. See puhastatud vesi maitseb mahedalt, kuna see on puhastatud mitte ainult kahjulikest või liigsetest sooladest, vaid ka olulistest mineraalidest. Vee remineraliseerimiseks ja oluliste mineraalide taastamiseks on vaja pärast töötlemist tasakaalustada. Vesi tuleks ka kloorida.

Peamised tegurid RO kaalumisel

Pöördosmoosi magestamise sobivuse kindlakstegemiseks on kolm üldist kaalutlust.

1. Kulud ja taskukohasusMagestamissüsteeme peetakse kalliks, kuid viimastel aastatel on kulud märkimisväärselt langenud. Päikesepaneelid pakuvad fossiilkütustele elujõulist odavamat ja keskkonnasõbralikumat energiaallikat, vähendades tegevuskulusid. Membraanide hinnad on viimastel aastatel langenud ja turule on tulnud uusi tarnijaid, mistõttu on nüüd saadaval kvaliteetsed ja taskukohased lahendused, mis on suunatud humanitaar- ja arenguturule. RO-süsteemi kaudu tarnitava vee hind tõuseb küll märkimisväärselt, kuid seal, kus vett napib, võib see olla palju odavam pikaajaline lahendus korduvale veetranspordile, mis toimub Somaalias, Etioopias, Jeemenis ja mujal. 
2. Tehniline keerukus.  RO-süsteemid on vaieldamatult kõige kaasaegsem veepuhastustehnoloogia, mis veevarustuses saadaval on. Kui need osadeks jagada, peaks koolitatud operaator suutma hallata eeltöötluse, kõrgsurvemembraani ja järeltöötluse faase. Nõutavate järjestikuste protseduuride mittetäitmine või lihtsad vead, näiteks õige klapi avamata jätmine või rutiinse loputuse tegemine, võivad aga kaasa tuua tõsiseid tagajärgi. Need lisanduvad tavapärastele käitamise ja hooldamise probleemidele, mis on seotud iga veevarustussüsteemiga.  Seetõttu on tungivalt soovitatav, et RO-süsteemid ei sobiks kogukonna haldamiseks.  Jätkusuutlik RO-süsteem vajab juurdepääsu spetsiaalsele tehnilisele toele, nt teenindustaseme hooldus- ja remondilepingule ning pidevale tehnilisele ülevaatusele, mis on pigem seotud kommunaalteenuste või eraviisiliselt hallatava veevarustusega.   
3. Veetõhusus – Hästi projekteeritud ja hooldatud pöördosmoosisüsteemi taaskasutus peaks olema 60–70%. Katlakivi/saastumise probleemid võivad jõudlust veelgi vähendada. Planeerimisetapis tuleb kaaluda 30–40% (võib-olla isegi rohkema) settevee produktiivse kasutuse leidmist. Kuivades ja poolkuivades piirkondades ei pruugi põhjavee pumpamisest tulenev märkimisväärne reoveevool olla ametivõimudele vastuvõetav ja kahjulik keskkonnale. Settevesi võib siiski olla täiesti vastuvõetav mittetarbitavateks kodumajapidamiste eesmärkideks, näiteks pesemiseks ja puhastamiseks. Samuti on olemas soola taluvaid põllukultuure, mida saaks reoveega niisutada. Somaliland kaalub, kas pöördosmoosisüsteemid võiksid luua kalakasvandusi ja uusi elatusallikaid.  

Päikeseenergial töötav RO

Fotogalvaanika pakub lahenduse magestamisega seotud kõrgetele energiakuludele. RO-süsteemi optimeerimiseks PV-toitel töötamiseks on vaja spetsiifilisi konstruktsioonikohandusi, et RO-seadet ei saaks lihtsalt ühendada võrreldava võimsusega PV-generaatoriga diiselmootoriga. Erinevalt päikeseenergial töötavatest veepumpadest, mille väljundvõimsus on muutuv (kuid mida puhverdatakse piisava salvestuse tagamisega), on RO-jaamad kõige tõhusamad pidevalt töötades (ja pideva rõhu ja vooluhulgaga), mida pakub elektrivõrk või diiselgeneraator. 

Meetmete hulka võivad kuuluda mahtnihutusega pumpade kasutamine, mis kipuvad rõhku hoidma laiemas sisendvõimsuse vahemikus kui tsentrifugaalpumbad. Kõigile päikesepumpadele iseloomulikud muutuva kiirusega mootorid pakuvad pehmet käivitamist/seiskamist ning vähendavad membraanidele avalduva mehaanilise pinge ohtu. Surveanumad võivad pakkuda puhvrit lühiajalise pilvekatte kompenseerimiseks, kuid see suurendab üldkulusid, ning nutikas elektroonika juhtseadmes. Patareid on veel üks võimalus, kuid nagu tavalise päikeseenergial töötava vee pumpamise puhul, ei ole patareid soovitatavad nende hinna, aja jooksul langeva jõudluse ja piiratud eluea tõttu.

Olemasolevad kommertstarnijad – üha rohkem tarnijaid on spetsialiseerunud päikeseenergial töötavatele pöördosmoosi lahendustele ja väidavad, et neil on patendid, mis optimeerivad nende tooteid PV jaoks ja eristavad neid teistest tarnijatest – Boreal Light , Mascara , Solar Water Solutions , Swiss Fresh Water ja Trunz on mitmed tuntud rahvusvahelised tarnijad.

Praegu puudub Oxfamil välikogemus ja andmed erinevate süsteemide kohta, seega on keeruline võrrelda jõudlust või eristada, mis on tegelik tehniline erinevus nutika turundusega võrreldes. See raskendab Euroopas projekteeritud ja kokkupandud pöördosmoosi töötlussüsteemi impordi jõudluse või lisaväärtuse kindlaksmääramist võrreldes süsteemiga, mis kasutab sarnase kaubamärgi komponente, kuid mis on riigis odavamalt projekteeritud ja kokku pandud. Üsna kindel on aga see, et päikeseenergial töötamiseks projekteeritud ja optimeeritud pöördosmoosi töötlussüsteem on tõhusam kui üldine pöördosmoosi süsteem, mis on projekteeritud stabiilse pideva toiteallikaga töötamiseks. Seetõttu on oluline tarnijatelt küsida, kuidas süsteemid on päikeseenergia jaoks kohandatud ja kas esitatud jõudlusandmed – päevane toodang ja efektiivsus – arvestavad päikesepäeva ja hooajalisusega. Tootlikkuse osas on tavaline väljendada toodangu võimsust 24-tunnise pideva töö eelduse põhjal, seega on oluline seda selgitada. Lisaks kuludele, tootmisele ja tõhususele on muudeks kaalutlusteks kasutatud komponentide kvaliteet (näiteks Dow, Pentair, GE on tuntud membraanide ja surveanumate kaubamärgid).  

Kõik päikesepaneelide süsteemid peaksid olema hübriidsed ja suutma töötada teisese varutoiteallika abil, et pikendada tööaega või alternatiivina päikeseenergiale tugeva pilvisuse ajal.

Ligikaudsed kulud – Somalilandi (2020) hangitud täieliku konteinerpõhise „ühenda ja kasuta” pöördosmoosisüsteemi, mille PV on võimeline tootma 1.7 m3/h (10 m3/päikeseenergia päev), maksumus oli 50 000 eurot (ilma saatmiskuludeta). Suurema seadme, mille tootlikkus on 10 m3/h (50 m3/päikeseenergia päev), ligikaudne maksumus on 130 000 eurot. Need kulud põhinevad riimveel, mille TDS-sisaldus on alla 6,000 ppm. Mereveeseadmete, mille TDS-sisaldus on 33 000+ ppm ja mis on ehitatud kõrgemate spetsifikatsioonide kohaselt suurema töörõhu talumiseks, maksumus on oluliselt suurem.

Oxfami välikogemus RO-ga

Olemasoleva Oxfami magestamise asukoha ja toimimise kohta teabe hankimine on olnud keeruline. Mõned on üle antud teistele partneritele, mõned enam ei tööta ja teiste puhul pole tehtud põhjalikku seiret ega järelkontrolli. Seega ei ole see ammendav loetelu ning seda saab ajakohastada uute näidete ja õppetundide ilmnemisel.

Somaalia – 2018. aastal paigaldati maapiirkondadesse kaks päikeseenergial töötavat pöördosmoosisüsteemi. Mõlemad töötasid veel 2020. aastal, kuid on kogenud märkimisväärseid tööprobleeme. Mõned probleemid tuvastati planeerimisetapis ja on seotud pigem haldus- ja rakendusprobleemidega kui tehnoloogia endaga. Nende hulka kuuluvad i) kaugete maapiirkondade valimine, kus pideva tehnilise toe pakkumine oli keeruline; ii) ebapiisav kogukonna kaasamine, sealhulgas suutmatus mõista nõudlust ja maksevalmidust; iii) süsteemi edukaks haldamiseks vajaliku haldussuutlikkuse/struktuuriga seotud nõuannete alahindamine ja ignoreerimine; iv) ebaselged rollid ja vastutus Oxfami, valitsuse ja kogukonna või probleemide lahendamise mehhanismi vahel. Samuti on esinenud tehnilisi probleeme. Membraanid rikki läksid ja vajasid väljavahetamist nädalate jooksul pärast paigaldamist ning mõlemad süsteemid toimivad alla 7,500 liitri päikeseenergia päeva kohta oodatava tootlikkuse, mille tulemuseks on madalam permeaat ja suurem tagasilöök.

2020. aastal paigaldati teistesse küladesse kaks suurema võimsusega seadet (10 m3/päevas, mis põhineb 6-tunnisel päikeseenergial töötamisel, 65% taaskasutusega). Loodetakse, et kahe esimese seadmega saadud õppetunnid tulevad nendele paigaldistele kasuks. Töötlemisseadmete tehnilist konstruktsiooni on muudetud, suurendades automatiseerimist, et lihtsustada töö tegemist ja vähendada inimlike vigade ohtu. Selle osana on sisse ehitatud elektroonilised vooluventiilid. Tarnija (Boreal Light) vastutab ka seadme 12-kuulise käitamise eest enne selle üleandmist, et tagada võimalike jõudlusprobleemide lahendamine. 

Jeemen – hankis Somaalia töötlemisseadmete tarnijalt (Boreal Light) 12 m3/päevase võimsusega päikeseenergial töötava pöördosmoosiseadme. Ettevõttel on olnud märkimisväärseid algusraskusi, kuid

peamiselt mitte tehnoloogia endaga seotud (suur personali voolavus, ebapiisav järelevalve, mille tulemusel oli veeallika jaoks liiga suur puhastusseade, mis väidetavalt kuivab 1-2 tunni pärast pumpamist). Oxfami õigeaegse tehnilise toe asemel sai küla operaator Saksamaal asuva tarnijaga otse WhatsAppi kaudu suhelda. Kirjutamise ajal oli Oxfam varasemad probleemid lahendanud ja süsteem toimis hästi, tootes 10 m3/päevas 60% vee taaskasutusega ja teenides külale tulu.

Põhja-Jeemeni on paigaldatud veel vähemalt üks pöördosmoosi süsteem. Tehniline teave puudub, peale selle, et süsteem ei töötanud 2019. aastal GHT nõuniku visiidi ajal.

Juhised ja õppetunnid

Revolutsioonilise osmosisega magestamine on keeruline puhastusprotsess, mis nõuab oskusteavet, mis ületab tüüpilise veekomitee ja kogukonna tasandi tehnikute võimed. Revolutsioonilise osmosisega süsteem nõuab professionaalset juhtimist, mis Oxfami tegutsemispiirkondades sageli puudub. Edukaid näiteid võib leida kõige sagedamini seal, kus seda juhitakse ettevõttena ja kus tehniline võimsus on kergesti kättesaadav, nt Gazas.  

Tagage planeerimisetapis piisav konsultatsioon . Projekti planeerimisel arvestage maksevalmiduse ja -võimega . Jeemenis olid inimesed valmis vee eest maksma, kuid nad olid harjunud, et see toimetatakse neile koju. Oxfami toetatud magestamisjaam pakkus vett odavamalt ja parema, garanteeritud kvaliteediga kui müüjad, kuid teenuse tase ei olnud sama, kuna see asus mitusada meetrit eemal. Seetõttu jätkasid paljud leibkonnad veeveoettevõtete kasutamist. Somaalias viidi läbi maksevalmiduse uuring, mis näis kinnitavat süsteemi majanduslikku elujõulisust, kuid ei võtnud arvesse, et inimesed eelistavad „ berkad ” vett (maa-aluseid vihmavee kogumisreservuaare). Seetõttu lõpetasid paljud inimesed vihmaperioodil magestatud vee ostmise, mis mõjutas pöördosmoosijaama majanduslikku elujõulisust, mis peab membraanide riknemise vältimiseks aastaringselt töökorras olema.

Tagada piisav projekti järelevalve ja suutlikkuse suurendamine . Oxfami Somaalias paigaldatud magestamissüsteemid olid esimesed omataolised riigis ning projekti tulemuslikkuse ja loodetavasti ka edu eesmärk oli teavitada ülejäänud vee-, sanitaar- ja sanitaarsektorit. Tähelepanelik järelevalve, mis oli oluline tehnilise toe tagamiseks ja õppimiseks, oli võimatu, kuna asukohad asusid lähimast Oxfami välikontorist mitme tunni kaugusel. Kogukond valis operaatorid, kellel oli madal kirjaoskus ja vähe või üldse mitte inglise keele oskust, mis raskendas koolitamist. Lõpuks lepiti kokku palgata nooremad, kooliharidusega kirjaoskajad operaatorid, kellel on inglise keele algteadmised.

Planeerige reovee kasutamist/kõrvaldamist algusest peale. Hästi hallatud/käivitatavate pöördosmoosisüsteemide puhul on vähemalt kolmandik toodetud veest soolvee jääkvesi või settevesi. Poolkuivas keskkonnas on ebatõenäoline, et selle vee jäätmete hulka juhtimine on vastuvõetav. Riikidel võib olla ka keskkonnaalaseid piiranguid selle kohta, kuhu ja kuidas väga soolast vett võib ära juhtida. Kogukonnaga konsulteerimise ja kokkuleppe kohaselt võib „settevesi” siiski sobida mittetarbimisotstarbeks (pesemiseks ja puhastamiseks) ja isegi toiduvalmistamiseks, nii et seda saab ikkagi produktiivselt kasutada, kui seda pakutakse soodushinnaga või tasuta. Samuti on loomingulisi võimalusi soolvee kasutamiseks soola taluvate põllukultuuride või isegi kalakasvatuse kasvatamiseks. Soolvee jäätmete hulka juhtimine peaks olema viimane abinõu, kuna see on ebaefektiivne ja potentsiaalselt keskkonnale kahjulik.

Veenduge, et süsteemi hooldamiseks valitakse hästi koolitatud ja kirjaoskajad operaatorid. See on eriti kasulik probleemide edastamisel ja kaugtõrkeotsingu vajaduse korral. Igapäevased logiraamatud, mis registreerivad filtri eel- ja järelrõhku, etteande, permeaadi ja kontsentraadi voolu ning TDS-i, võimaldavad kontrollida jõudluse muutusi aja jooksul. Rusikareeglina tähendab 15% jõudluse langus puhastamise ja kapitaalremondi vajalikkust. Jeemeni RO-seadme puhul sai operaator, kuna ta oskas inglise keelt, WhatsAppi kaudu otse Berliinis asuva tootjaga suhelda ja probleemi illustreerivaid fotosid saata. See võimaldas kaugdiagnoosida probleemi juhtpaneelil ja ühel rõhufiltril (mis oli saanud kahjustada vale klapi sulgemisel). Somaalias oli olukord vastupidine operaatorite kehva kirjaoskuse tõttu.

Professionaliseerimine . Kaaluge magestamisüksuse käitamist ettevõttena. See hõlmab enamat kui lihtsalt operaatorite koolitamist ning varuosade ja tarbekaupade tarneahela arvestamist. See nõuab äriplaani , mis arvestab maksevalmidust ja -võimet, klientide oodatavat teenindustaset ning meetmeid, et tagada kõige haavatavamate vajaduste rahuldamine. Kohalikul ettevõtjal või äriüksusel on suurem tõenäosus neid nõudeid täita kui traditsioonilisel küla veemajanduskomiteel.

Järeldus

Pöördosmoos on praegu ainus elujõuline tehnoloogia humanitaarprogrammide jaoks soolsuse eemaldamiseks kogukonna tasandil. Oxfam on ellu viinud magestamisprojekte mitmes riigis, kuid peale OPTI, millel on riigis märkimisväärne kogemus, jääb ebaselgeks, kas mõni neist projektidest osutub keskpikas ja pikas perspektiivis jätkusuutlikuks. Magestamisjaamade keerukusaste ületab tavaliselt kogukonna hallatavate projektidega seostatava võimsuse ja on tüüpilisem professionaalsele vee-ettevõttele – kohapealse tehnilise oskusteabe, erasektori varu-/teenuslepingute ja juhtimissuutlikkusega tulude tõhusaks haldamiseks, et katta märkimisväärsed korduvad ja asenduskulud. Enne magestamisprojekti investeerimist tuleks teha põhjalik analüüs, kuna sellega kaasneb palju lõkse. Oxfam ei saa kõike kontrollida ega garanteerida pikaajalist vastupidavust, kuid projekteerimisel tuleb neid väljakutseid arvesse võtta – eriti sisemist ja välist tehnilist oskusteavet, selget nõudlust, maksevalmidust ja -võimet ning ärimudelit, mis ei sõltu kogukonna juhtimisest. Kõik see nõuab aega, ressursse ja visadust, mis realistlikult eeldab mitmeaastast programmikohustust, et oleks mingigi võimalus edu saavutamiseks.

Projekti planeerimise kontroll-leht

Majanduslik 

Kui palju maksab vee magestamine (arvestades palku, tarbekaupu, hooldust ja hooldust ning varuosi)?

Kas magestamisele on alternatiive? Kui jah, siis kas on tehtud kulude-tulude analüüs?

Kas inimesed on nõus ja suutelised vee eest maksma? 

Kas on tehtud maksevalmiduse uuring?

Kas inimesed maksavad vee eest isegi vihmaperioodil, kui on olemas alternatiive? Kui mitte, siis kas see on majanduslikult tasuv

Millised meetmed on kehtestatud, et tagada vee kättesaadavus marginaalsetele/haavatavatele leibkondadele, kes ei saa endale lubada maksmist?

Tehniline 

Kas piirkondlikul või riiklikul tasandil on olemas spetsialistide oskusteave regulaarseks hoolduseks, tõrkeotsinguks ja varuosade pakkumiseks?

Kas projekti on sisse ehitatud ja eelarvesse kantud paigaldusjärgne jälgimine, järelkontroll ja tehniline tugi? 

Kas projekti asukohad on ligipääsetavad, et tagada piisav tehniline järelevalve planeerimise, rakendamise ja valmimisjärgsetel etappidel?

Kes vastutab magestamisjaama pikaajalise haldamise eest? Millised tõendid näitavad, et see üksus on võimeline keerukaid seadmeid hooldama?  

Kui tõendatud kogemused puuduvad või on ebakindlust, siis millised on leevendusmeetmed ja kas on olemas plaan B?

Kas veeallikas on aastaringselt usaldusväärne ja kas soolsuses või hägususes esineb olulisi hooajalisi kõikumisi, mida tuleks arvesse võtta? 

Milline on süsteemi eeldatav efektiivsus ja mis juhtub reoveevooluga?

Kas on olemas haritud tehnikuid, keda saab koolitada põhiliste toimingute ja hooldustööde tegemiseks (kirjaoskajad, võimelised tõhusalt suhtlema kaugtoega tõrkeotsinguks (mis võib nõuda mitme keele oskust))?

Kas kohalikul turul on olemas katlakivivastane vahend, muud kulumaterjalid ja varuosad – eelfiltrid, vahetusmembraanid jne?

Millised meetmed on kehtestatud juhuks, kui magestamisjaam ei suuda oma projekteerimis- ja jõudluseesmärke täita? Kas on olemas tagatisraha? Ehitus-, käitamis- ja üleandmismudel?

Tehtud tööd

Väikesemahulise magestamise tegevuskava 

Mis on pöördosmoos?

Dow Filmtech RO tehniline käsiraamat  

Mis on mahtuvuslik deionisatsioon? Membraanide mahtuvusliku deionisatsiooni veebiseminar ? (eelkõige min 14.00-30.00)