Assessment of Viability and Efficiency of Two Forward Osmosis Membrane Technologies for Seawater Desalination: Pilot Plant Scale

يأتي هذا المشروع بناء على طلب من وزارة الكهرباء والماء بأن يقوم مركز أبحاث المياه بمعهد الكويت للأبحاث العلمية بإجراء تجارب معملية على تقنيات التناضح المباشر لتحلية مياه البحر باستخدام وحدات تجريبية للتحقق من جدواها وكفاءتها وفرص تطويرها وتطبيقها في دولة الكويت. ويأتي هذا الطلب بالتزامن مع التزايد المضطرد في استهلاك المياه العذبة والطاقة لا سيما ان تقنيات التحلية التقليدية تستهلك كميات هائلة من الطاقة. ان دولة الكويت باستطاعتها تأمين احتياجاتها من المياه العذبة على نحو مستدام من خلال البحث عن تقنيات جديدة ومبتكرة وواعدة مثل تقنيات التناضح المباشر للتحلية التي يتوقع أن تتميز بإنتاجية عالية وخفض ملموس للطاقة وللمياه الراجعة الناتجة عن عمليات التحلية بالمقارنة مع أنظمة التحلية التقليدية. إلا ان هذه التقنية لا تزال في مراحلها الأولى وهي بحاجة إلى الكثير من الدراسات والتطوير للوصول بها الى القدرة التنافسية على المستوى التجاري. لذا يشمل نطاق العمل بالدراسة المقترحة تصميم وشراء وحدتين نموذجيتين لإجراء تجارب نمطية مكثفة وشاملة لتحلية مياه البحر وتحاكي في أدائها الوحدات التجارية. وتهدف هذه الدراسة المقترحة إلى تقييم تقنيات التناضح المباشر لتحلية مياه البحر ومقارنة جدوى وفعالية التقنيات المقترحة وتحديد معايير التشغيل الأمثل، كما تهدف إلى تحليل نتائج الاختبارات المعملية بما يؤدي إلى وضع خريطة طريق لتطبيقها على نطاق تجاري مستقبلا في دولة الكويت أو لتحقيق المزيد من التطوير من خلال إجراء مشاريع بحثية مستقبلا. ومن أهم مخرجات هذه الدراسة استحداث قاعدة مرجعية للمعلومات الفنية المكتسبة حول أداء وكفاءة هذه التقنيات بتحلية مياه البحر، بالإضافة إلى تصميم مبدئي لوحدات تجارية لهذه التقنيات مع وضع المواصفات الفنية لها والتي تمثل خريطة طريق نحو تنفيذها مستقبلا بدولة الكويت.

This project is based on a request from the Ministry of Electricity and Water (MEW) to conduct an applied research in order to develop and demonstrate the viability of Forward Osmosis (FO) technologies on a pilot-scale level, tailored especially for seawater desalination. The rapid growth in drinking water consumption coupled with high levels of energy consumption by the conventional desalination technologies has driven scientists to search for innovative desalination technologies. FO technology promises higher productivity, energy savings, and less brine discharge compared to the conventional desalination processes. FO technology is still not well-developed for commercial applications; and thus, there is a huge opportunity to take lead in the development and innovation in this particular area of research. The aim of this study is to assess the feasibility and effectiveness of using FO technologies for seawater desalination and establishment of the optimum operating parameters. The most important deliverables of this study will include a reference scientific and technical knowledge base on the performance characteristics of the FO technologies including useful design correlations pertinent to Kuwait’s seawater. Furthermore, a conceptual design of a commercial plant model and basic technical specifications will pave the way to develop a road map toward the implementation of the proposed technology in Kuwait.