Исследователи из Массачусетского технологического института и Саудовской Аравии говорят, что нашли экономичное решение для удаления соли из этой воды. Новый анализ появится на этой неделе в журнале Applied Energy в статье, соавторами которой являются профессор Массачусетского технологического института Джон Линхард, постдок Ронан Макговерн и еще четыре человека.
Метод, который они предлагают для обработки «попутной воды», которая течет из нефтяных и газовых скважин на протяжении всей их эксплуатации, известен в течение десятилетий, но не считался жизнеспособным кандидатом для воды с чрезвычайно высокой соленостью, такой как добываемая из нефтяные и газовые скважины. Технология электродиализа «существует уже как минимум 50 лет», — говорит Линхард, профессор воды и продуктов питания Абдул Латифа Джамиля, а также директор Центра чистой воды и чистой энергии в Массачусетском технологическом институте и Нефтяном университете имени короля Фахда. Минералы (КФУПМ).
В исследовательскую группу также входили аспирант Адам Вайнер, аспирант Лиге Сан и студентка Честер Чемберс из Массачусетского технологического института и профессор Сайед Зубайр из KFUPM.«Электродиализ обычно считается преимуществом для воды с относительно низкой соленостью», — говорит Линхард, — например, для солоноватых неглубоких грунтовых вод, обнаруженных во многих местах, обычно с соленостью около одной десятой солености морской воды. Но, как показывает новый анализ, электродиализ также оказывается экономически целесообразным на другом конце спектра солености.Очень соленый
Вода, добываемая из скважин, использующих ископаемое топливо, может иметь в три-шесть раз большую соленость, чем морская вода; Новое исследование показывает, что эту соль можно эффективно удалить с помощью нескольких стадий электродиализа.По словам исследователей, идея заключается не в том, чтобы настолько очистить воду, чтобы она стала пригодной для питья. Скорее, ее можно очистить в достаточной степени, чтобы ее можно было повторно использовать как часть жидкости для гидроразрыва пласта, закачиваемой в последующие скважины, что значительно снижает потребность в воде из других источников.Линхард объясняет, что если вы пытаетесь получить чистую воду, электродиализ становится все менее и менее эффективным, поскольку вода становится менее соленой, потому что для этого требуется, чтобы электрический ток проходил через саму воду: соленая вода хорошо проводит электричество, а чистая вода — нет.
Макговерн, постдок из отдела машиностроения Массачусетского технологического института и ведущий автор статьи, говорит, что еще одним преимуществом предлагаемой системы является «гибкость в количестве удаляемой соли. Мы можем производить любой уровень солености на выходе». По его словам, затраты на установку электродиализной системы выгодно отличаются от других широко используемых систем для работы с пластовой водой.
По словам Макговерна, на данный момент неясно, какова оптимальная соленость для жидкостей гидроразрыва. «На данный момент большой вопрос заключается в том, при какой солености вы должны повторно использовать воду», — говорит он. «Мы предлагаем способ контролировать эту концентрацию».Сначала фильтрацияИсследователи предполагают, что прежде, чем перейти на стадию опреснения, химические примеси из воды будут удалены с помощью обычной фильтрации. Остается неясным, насколько хорошо мембраны, используемые для электродиализа, выдержат воздействие воды, содержащей следы нефти или газа. «Нам нужна лабораторная характеристика реакции», — говорит Макговерн.
Если система будет работать так, как предполагает этот анализ, она может не только обеспечить значительную экономию количества пресной воды, которая должна быть отведена из сельского хозяйства, питьевой воды или других целей, но также значительно сократит объем загрязненной воды. которые необходимо будет утилизировать с этих буровых площадок.«Если вы можете замкнуть цикл, — говорит Линхард, — вы можете уменьшить или устранить бремя потребности в пресной воде».
По его словам, это может быть особенно важно в крупных нефтедобывающих районах, таких как Техас, который уже испытывает нехватку воды.Хотя технология электродиализа доступна сейчас, Линхард объясняет, что это приложение потребует разработки некоторого нового оборудования.
Работа была поддержана KFUPM, Мемориальным товариществом Хью Хэмптона Янга и Энергетической инициативой Массачусетского технологического института.