总览
由于气候变化，加利福尼亚州是美国干旱和水资源短缺风险最高的州之一。像圣莫尼卡这样的城市正在转向使用新技术，以增加水产量，确保未来可靠供水。
作为实现2023年水资源自给目标的一部分，加利福尼亚州的圣莫尼卡市升级了其阿卡迪亚水处理厂，这一工程是其供水系统的核心。为了实现水资源自给自足，该市进行了价值2亿美元的投资计划，这是“一水之道”计划的一部分。该战略旨在帮助加利福尼亚州居民将水资源回收和地下水补给视为常态，并将其作为正常供水的重要组成部分。
作为一种苦咸水处理脱盐系统，阿卡迪亚是美国首个大型市政安装项目，成为全球城市提高水资源再利用的典范。
结合ROTEC的导向反渗透（FR-RO）创新技术，将帮助圣莫尼卡市在其实现99%水资源自给的宏伟目标上迈进一步——在不增加工厂占地面积的情况下提高水产量。
需求
圣莫尼卡市希望通过将水处理厂的回收率提高到90%，将阿卡迪亚水厂的供水量从占城市供水的50%提高到60-65%。
工程咨询公司Brown & Caldwell选择了ROTEC的导向反渗透技术，认为其最适合这一旗舰项目，并与Walsh Construction合作，通过循序渐进的设计-建造方法完成了工厂的改造设计和执行。
工艺
2021年成功完成试点后，阿卡迪亚水厂进入了下一阶段，对整个脱盐厂进行改造，采用ROTEC的工程方案进行完整的RO系统设计。为了在施工期间使工厂继续生产饮用水，首先完成了对现有四个反渗透列车的改造，这些列车每天处理41,500立方米的水。
导向反渗透（FR-RO）技术的原理是定期改变传统反渗透（RO）膜壳中水流的方向。这可以防止在膜上形成结垢，这些结垢通常会阻碍传统反渗透（RO）单元在更高回收率下的可靠运行。导向反渗透（FR-RO）还可以减少生物污垢，这是一种常见的问题，细菌在系统内部积聚，导致操作困难。给水通过在反渗透（RO）系统内间歇性地导向流动，防止在系统的任何单独部分形成过高的浓度。
这种专利方法将反渗透系统分成独立的模块，可以切换到不同的反渗透（RO）段和不同的流动方向上运行。每个模块可以作为系统的第一段或最后段运行，使膜壳在大多数时间内用作第一段，仅在少部分时间用作最后段，进行导向操作。这使得导向技术可以应用于具有锥形流动布置的水处理厂。
膜技术专家、Membrane Consultancy Associates的负责人Graeme Pearce表示：“在圣莫尼卡的案例研究中，达到了非常高的回收率，而传统反渗透来是完全不可行且不经济的。这对这一概念来说是个好兆头，因为流量规模很大，因此显然克服了实际限制，并且效率的提升已经补偿了成本增加。”
为水资源自给自足而生的可持续的高回收率系统
经过采用ROTEC的FR-RO技术改造后，该设施的回收率从82%提高到超过90%，并且性能稳定，极大地减少了废水排放。每处理10加仑地下水，能够生产9加仑饮用水，相比之前系统生产的8加仑，这是一项显著的改进。这一点至关重要，因为地下水是一种有限资源，任何浪费这种宝贵水源的行为都会使实现自给自足更加困难。
阿卡迪亚水处理厂基于前沿的导向技术，能够在减少与取水的情况下生产更多的净水，并显著减少浓水排放量。导向技术还将运营成本（OPEX）、化学品使用量和就地清洗（CIP）频率降到最低，从而实现显著更可持续、更经济且更环保的水处理方法。
圣莫尼卡市享有高质量的饮用水，提升了公共健康和可持续性，同时这种自给自足的供水模式，克服了水资源短缺的难题。