Welches Entsalzungsgerät eignet sich für landwirtschaftliches Wasser?
Angesichts des globalen Klimawandels und des Bevölkerungswachstums werden Wasserknappheiten immer ernster, insbesondere in trockenen und halbtrockenen Regionen, in denen die landwirtschaftliche Wassernutzung zu einem zentralen Problem geworden ist. Entsalztes Wasser wird als mögliche Lösung zunehmend in Betracht gezogen.entsalztes Wassergut für die Landwirtschaft? Welche Entsalzungsanlagen eignen sich für den Einsatz in der Landwirtschaft? Dieser Artikel geht diesen Fragen im Detail nach.
Was ist entsalztes Wasser?
Entsalztes Wasser ist Süßwasser, das durch Entfernen von Salz und anderen Verunreinigungen aus Meer- oder Brackwasser gewonnen wird. Es gibt zwei Hauptmethoden für den Entsalzungsprozess: thermisch und Membran. Bei der thermischen Methode werden Wasser durch Erhitzen, Verdampfen und Kondensation von Salz getrennt, während bei der Membranmethode eine halbdurchlässige Membran verwendet wird, um Wassermoleküle unter Druck von Salz zu trennen. Die am häufigsten verwendete Membranmethode ist die Umkehrosmose (RO).
Entsalztes Wasser wird häufig zur Trinkwasserversorgung, als Brauchwasser und zur landwirtschaftlichen Bewässerung verwendet. In der Landwirtschaft wird entsalztes Wasser als Alternative zu herkömmlichen Süßwasserressourcen angesehen, insbesondere in Gebieten mit knappen Wasserressourcen.
Ist entsalztes Wasser gut für die Landwirtschaft?
Die Auswirkungen von entsalztem Wasser auf die Landwirtschaft können unter folgenden Aspekten analysiert werden:
Der Einfluss der Wasserqualität auf Nutzpflanzen
Die Qualität vonentsalztes Wasserist im Allgemeinen besser als normales Oberflächen- und Grundwasser, insbesondere in Bezug auf Salz- und Mineralgehalt. Der niedrige Salzgehalt und die geringe Härte von entsalztem Wasser machen es für die Bewässerung salzempfindlicher Pflanzen wie Obst, Gemüse und Blumen geeignet. Der niedrige Mineralgehalt in entsalztem Wasser kann jedoch dazu führen, dass den Pflanzen wichtige Spurenelemente wie Kalzium, Magnesium, Kalium usw. fehlen. Dies bedeutet, dass diese Elemente bei der Verwendung von entsalztem Wasser zur Bewässerung möglicherweise ergänzt werden müssen, um ein gesundes Wachstum der Pflanzen zu gewährleisten.
Bodenversalzungsproblem
Obwohl der Salzgehalt in entsalztem Wasser gering ist, kann die langfristige Verwendung von entsalztem Wasser zur Bewässerung zur Versalzung des Bodens führen. Der Grund dafür ist, dass die geringe Leitfähigkeit und der geringe Mineralgehalt von entsalztem Wasser es schwierig machen können, das Restsalz im Boden vollständig auszuspülen, wodurch es sich im Boden ansammelt und allmählich zu Versalzung führt. Dies kann sich nachteilig auf das Wachstum von Nutzpflanzen auswirken. Daher muss bei der Verwendung von entsalztem Wasser der Salzgehalt des Bodens regelmäßig geprüft und kontrolliert werden.
Nachhaltige Nutzung der Wasserressourcen
Die Verwendung von entsalztem Wasser kann den Mangel an Süßwasserressourcen lindern, insbesondere in Gebieten mit knappen Wasserressourcen. Für die Landwirtschaft bedeutet dies, dass Ackerland auch in Trockenzeiten oder bei Erschöpfung der Grundwasserressourcen ausreichend Bewässerungswasser erhält und so der Ertrag und die Qualität der Ernten sichergestellt werden können. Allerdings müssen auch der hohe Energieverbrauch und die hohen Kosten im Produktionsprozess von entsalztem Wasser berücksichtigt werden, insbesondere für die Landwirtschaft im großen Stil bleibt die wirtschaftliche Machbarkeit von entsalztem Wasser eine Herausforderung.
Welcher Entsalzungsapparat ist für die landwirtschaftliche Wassernutzung geeignet?
Wenn Sie entsalztes Wasser für die landwirtschaftliche Bewässerung verwenden möchten, ist es wichtig, einen geeigneten Entsalzungsapparat auszuwählen. Verschiedene Entsalzungstechnologien und -geräte haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die folgenden Entsalzungsapparate sind für die landwirtschaftliche Wassernutzung geeignet.
Umkehrosmose-Entsalzungsanlage
Umkehrosmose-Technologie (RO)ist eine der am häufigsten verwendeten Entsalzungsmethoden. RO-Entsalzungsanlagen trennen Wassermoleküle und gelöste Salze unter Druck durch halbdurchlässige Membranen, um hochreines Süßwasser zu erzeugen. Für die Landwirtschaft besteht der Vorteil von Umkehrosmose-Entsalzungsanlagen darin, dass sie Salze und andere gelöste Stoffe im Wasser effektiv entfernen und hochwertiges Bewässerungswasser liefern können.
Vorteile der RO-Entsalzung:
● Effiziente Entfernung von Salz und Verunreinigungen
● Hervorragende Wasserqualität, geeignet für die Bewässerung salzempfindlicher Pflanzen
● Relativ ausgereiftes System, relativ stabile Technologie
Nachteile der RO-Entsalzung:
● Hoher Energieverbrauch
● Erfordert regelmäßigen Austausch der Membranelemente, hohe Wartungskosten
● Die produzierte Salzlake muss ordnungsgemäß gehandhabt werden
Für die landwirtschaftliche Bewässerung im großen Stil ist die RO-Entsalzung möglicherweise eher zur Ergänzung des Grund- oder Oberflächenwassers geeignet und nicht als einzige Wasserquelle.
Elektrodialyse-Entsalzung
Bei der Elektrodialyse (ED)-Technologie werden Ionen mithilfe eines elektrischen Felds durch eine selektive Ionenaustauschmembran geleitet, um Salz aus dem Wasser zu entfernen. Im Vergleich zur RO hat die ED-Entsalzung Vorteile beim Energieverbrauch und eignet sich besonders zur Behandlung von Wasserquellen mit mäßigem Salzgehalt, wie z. B. Brackwasser.
Vorteile der Elektrodialyse-Entsalzung:
● Relativ geringer Energieverbrauch, geeignet für den Einsatz im großen Maßstab
● Der Entsalzungsgrad kann präzise gesteuert werden, um einige nützliche Mineralien zu erhalten
● Das System kann flexibel an die Wasserqualität angepasst werden
Nachteile der Elektrodialyse-Entsalzung:
● Begrenzte Verarbeitungskapazität für Wasserquellen mit hohem Salzgehalt
● Hohe Systemkomplexität, die professionelle Kenntnisse für Betrieb und Wartung erfordert
● Große anfängliche Ausrüstungsinvestitionen
Die Entsalzung mittels Elektrodialyse eignet sich für kleine und mittelgroße landwirtschaftliche Projekte, insbesondere in Gebieten mit relativ guter Wasserqualität, da sie den Energieverbrauch senken und die Auswirkungen auf die Bodenversalzung verringern kann.
Niedertemperatur-Mehreffektdestillation (LT-MED) Entsalzung
Die Niedertemperatur-Mehreffektdestillation (LT-MED) ist ein Gerät, das mehrstufige Verdampfungs- und Kondensationstechnologie zur Entsalzung von Meer- oder Brackwasser verwendet. Dieses Entsalzungsgerät arbeitet normalerweise bei niedrigen Temperaturen und eignet sich für landwirtschaftliches Wasser mit hohen Anforderungen an die Wasserqualität.
Vorteile der Niedertemperatur-Mehreffektdestillation (LT-MED) zur Entsalzung:
● Stabile Wasserqualität, geeignet für die Bewässerung hochwertiger Nutzpflanzen
● Zuverlässiger Betrieb, lange Systemlebensdauer
● Niedriger Energieverbrauch, geeignet für den Langzeitbetrieb
Nachteile der Niedertemperatur-Mehreffektdestillation (LT-MED) zur Entsalzung:
● Komplexes System, hohe Installations- und Wartungskosten
● Großer Platzbedarf der Geräte, nicht für kleine Betriebe geeignet
● Hohe Anfangsinvestition, lange Amortisationszeit
Die LT-MED-Entsalzung eignet sich aufgrund ihrer hervorragenden Wasserqualität und des stabilen Systembetriebs besser für landwirtschaftliche Betriebe mit hoher Wertschöpfung, wie etwa Blumenanbau, Obstgärten usw. Allerdings müssen die hohen Anschaffungskosten und die langfristige Kapitalrendite berücksichtigt werden.
Verdampfung Kristallisation Entsalzung
Bei der Verdampfungskristallisation werden Salze durch Verdampfen und Kristallisieren von Wasser getrennt. Obwohl diese Methode viel Energie verbraucht, ist sie die einzige wirksame Entsalzungsmethode für Wasserquellen mit extrem hohem Salzgehalt (wie Grundwasser oder Industrieabwasser in einigen Bergbaugebieten).
Vorteile der Verdampfungskristallisationsentsalzung:
● Kann Wasserquellen mit extrem hohem Salzgehalt behandeln
● Reine Wasserqualität, fast kein Salz
● Recycelbares Salz für industrielle oder landwirtschaftliche Zwecke
Nachteile der Verdampfungskristallisationsentsalzung:
● Extrem hoher Energieverbrauch und teure Betriebskosten
● Komplexes System, professionelle Wartung erforderlich
● Nur unter bestimmten Bedingungen zur Wasseraufbereitung geeignet
Die Anwendung der Entsalzung durch Verdunstung und Kristallisation in der Landwirtschaft ist relativ begrenzt, in einigen Sonderfällen (wie etwa beim Anbau bestimmter Nutzpflanzen in Gebieten mit hohem Salzgehalt) kann sie jedoch die einzige praktikable Option sein.
Landwirtschaftliche Anwendungsbeispiele und Herausforderungen von entsalztem Wasser
Obwohl die Verwendung von entsalztem Wasser in der Landwirtschaft Potenzial hat, gibt es im praktischen Einsatz noch einige Herausforderungen. Erstens sind die Kosten für entsalztes Wasser hoch, was für den Anbau von Nutzpflanzen (wie Obst und Blumen) eine vernünftige Wahl sein kann, für den großflächigen Anbau von Nahrungsmitteln jedoch nicht wirtschaftlich ist. Darüber hinaus kann die langfristige Verwendung von entsalztem Wasser zur Versalzung des Bodens führen, sodass es notwendig ist, andere Wasserquellen und Bewässerungstechnologien (wie Tropfbewässerung und Mikrosprinklerbewässerung) zu kombinieren, um dieses Risiko zu verringern.
Zweitens erfordert die Produktion und Verteilung von entsalztem Wasser eine solide Infrastruktur. Für abgelegene Farmen können Transport und Lagerung von entsalztem Wasser zusätzliche Kosten und Komplexität verursachen.