Как Работи Обезсоляването

{h1}

Обезсоляването е процесът на отстраняване на солта от морската вода, която превръща водата в прясна питейна вода. Научете за обезсоляването.

Намаляването на солената вода до нейните основни елементи - сол и вода - е толкова просто, че се превръща в урок по наука за първокласници. Всъщност „слънчева сола“ може да превърне солената вода в прясна вода само за няколко дни. Просто напълнете голяма купа със солена вода и поставете празна чаша в центъра. След това покрийте купата - празна чаша и цялата - с пластмасова обвивка, която има малка дупка, забита в средата. Поставете контрацепцията на пряка слънчева светлина и наблюдавайте водния цикъл по време на работа: Солената вода се изпарява, оставя кристали от сол и създава конденз, който се издига, събира се върху пластмасовата мембрана и капе в празната чаша. Получената прясна вода е достатъчно добра за пиене [източник: Уилямс].

Но защо да премахваме солта на първо място? Оказва се, пиенето на солена вода може да ви убие. Поглъщащата сол сигнализира на клетките ви да промиват водни молекули, за да разреждат минерала. Твърде много сол и този процес може да доведе до наистина лоша верижна реакция: Вашите клетки ще бъдат изчерпани от влага, бъбреците ви ще се затворят и мозъкът ви ще се повреди. Единственият начин да компенсирате този вътрешен хаос е да уринирате с по-голяма честота, за да изхвърлите цялата тази сол, лекарство, което би могло да работи само ако имате достъп до много прясна питейна вода [източник: Томпсън].

Хората - особено тези във водни от глад части на света - търсят решения за прясна вода от векове. Оказва се същите хора, които са построили гигантски сфинксове и са карали конни колесници, също тръпнали за чиста, чиста вода [източник: Jesperson]. Дори в съвремието цялото население се бори с жестока ирония; те са заобиколени от солена вода, но им липсва питейна вода. Недостигът понякога предизвиква смъртоносни конфликти. През 2009 г. зрителите убиха семейство в засушена Индия за събиране на вода от общински кладенец преди да изсъхне [източник: Pacific Institute].

Но какво ще стане, ако от солена вода би могло да се създаде изобилие от прясна вода? Мащабна операция по обезсоляване - използвайки принципи, подобни на обикновен проект в класната стая - може да промени света. На следващата страница ще проучим защо не винаги е толкова лесно да превърнем солената вода в питейна вода.

Обезсоляване по време на работа

Има повече от един начин за отделяне на солта от водата, но почти 90 процента от времето се използва само един от двата метода: многоетапна светкавица и обратна осмоза [източник: WorldPumps.com].

Спомнете си защо е толкова лошо да пиете солена вода? Когато вашите клетки преминават вода през външната мембрана, за да не ви дехидратира, възниква осмоза. Придвижвайки водата през мембраната, клетката се опитва да изравни високата си вътрешна концентрация на сол с ниска външна концентрация на сол. Това се нарича осмоза. Обратна осмоза възниква, когато например поставите солена вода от едната страна на полупропусклива мембрана и налягането движи водните молекули през филтриращата мембрана, тъй като по-големите молекули - включително солевите молекули - остават в капан зад себе си. За солената морска или океанска вода е необходимо значително налягане за преместване на водата през филтър, където всяка пора е само частица от размера на човешката коса [източник: Американско химическо дружество]. Това означава, че серията помпи обикновено е в игра, като всички оказват натиск върху водата [източник: WorldPumps.com].

За разлика от обратната осмоза, която разчита на мембрана за филтриране на солевите молекули, многоетапна светкавица метод използва топлина за превръщане на солена вода в прясна вода. Защо толкова необичайно име? „Светкавица“ се отнася до бързото довеждане на водата до кипене и това се случва многократно или на етапи. Тъй като солената вода навлиза във всеки етап на конверсионната единица, тя се подлага на подадена отвън топлина и налягане. По време на всеки етап се образува водна пара и се събира. Тази водна пара е прясна вода и оставеният след това солен концентрат е известен като саламура. При многостъпална флаш дестилация - както при обратната осмоза - обикновено не се добавят химикали или омекотители на вода [източник: Организация на американските щати].

Така че, ако е възможно обезсоляването, защо мащабните растения не утоляват жаждата за прясна вода в света? Само около 15 милиарда галона - две десети от процента от прясната вода, консумирана по целия свят всеки ден, е обезсолена солена вода [източник: Schirber]. На следващата страница ще разгледаме къде се появява най-новото поколение конвертори на солена вода.

Оправяне от Аристотел в американския флот

Още през 350 г. пр. Н. Е. Гръцкият философ Аристотел вложил много мисли в премахването на солта от водата, използвайки серия от филтри [източник: Аристотел]. До 1700 г. американският флот използва редовно слънчеви снимки за създаване на сладка вода, а следващите десетилетия се появява появата на неподвижни снимки, вградени в корабни печки. По време на Втората световна война обезсоляването направи нов скок: ВМС на САЩ построиха наземно дестилатор на тихоокеански остров, който изхвърляше около 55 000 галона прясна вода на ден - повече от удвояване на производството на всяка съществуваща дестилерия в света [източник: Конгрес на САЩ].

Водни решения

Водата покрива поне 70 процента от световната повърхност. Но 97 процента от него е твърде солено да се пие [източник: Фредерик]. Това в съчетание с неравенствата в разпределението на водата и географската наличност означава, че недостигът на вода е реалност за много хора. Всъщност липсата на вода засяга четирима от 10 души в света [източник: Световна здравна организация]. Може да има сериозни последици за здравето от липсата на достатъчно вода. Понякога това означава, че хората получават водата си от замърсени източници. Водата с лошо качество може да разпространи заболявания като холера, коремен тиф или салмонела [източник: Световна здравна организация].

Превръщането на солена или солена вода в сладка вода може да повлияе както на оскъдните дажби на водата, така и на непрекъснато нарастващото търсене. Това е особено вярно за някои крайбрежни общности в Съединените щати, които се борят с недостиг на прясна вода [източник: Програма за ресурси на Калифорнийския океан]. В допълнение, инсталациите за обезсоляване могат да осигурят надежден източник на вода, дори когато сушата е на крака.

През 2009 г. в света работеха повече от 1400 инсталации за обезсоляване, произвеждащи над 15 милиарда галона вода на ден. Други 244 растения са в процес на изграждане, много от тях в Близкия изток [източник: Международна асоциация за обезсоляване]. Най-голямата в света инсталация за обезсоляване на обратна осмоза, която отвори врати през май 2010 г., се намира на средиземноморския бряг на Израел [източник: Dow]. В Карлсбад, Калифорния, строителството е в ход, за да се създаде най-голямото съоръжение за обезсоляване в Западното полукълбо, което се очаква да произвежда 50 милиона галона питейна вода всеки ден [източник: Посейдон].

И все пак често има обществено схващане, че обезсолената вода не вкусва добре и не е добра за вас. В Израел, например, много хора все повече се отказват да пият обезсолена чешмяна вода поради опасения за здравето [източник: Mizroch]. Но обезсолената вода - направо от чешмата - като цяло е безопасна за пиене. Проучване в Саудитска Арабия, например, не установи значителни разлики между обезсолената вода, подавана на чешмяна и бутилирана вода - с изключение на факта, че обезсолената чешмяна вода не оставя празни пластмасови бутилки зад [източник: Ахмад].

Но какво ще стане, ако е възможно да носите преносимо устройство за обезсоляване, за да произведете собствена лична доставка на прясна питейна вода? Идеята може да не е толкова натрапчива, колкото си мислите.

Сол и толкова много повече

Със сигурност може да очаквате процеса на обезсоляване да отстрани солта от океанската вода. Но знаехте ли, че почистването не спира дотук? Обезсоляване - какъвто и да е методът - също така премахва органичните или биологичните химични съединения, в крайна сметка произвежда висококачествена питейна вода, която не предава диария или други заболявания. Това е важно, защото близо 4000 деца умират всеки ден в развиващите се страни от заболявания, свързани със замърсена питейна вода [източник: Хъл].

Бъдещето на обезсоляването

Тъй като броят на инсталациите за обезсоляване в световен мащаб продължава да нараства, опасенията за разработването на нова технология за захранване на растенията също се увеличават. В момента мащабните усилия за обезсоляване изискват много енергия за работа и често са работи с висока поддръжка, благодарение на много работни части като мембрани, които са склонни често да се повреждат [източник: Schirber].

Разходите са друга грижа: През последните пет десетилетия публичните и частните инвестиции в разработването на технология за обезсоляване достигнаха повече от милиард долара в световен мащаб. И дори с постигнатия напредък, идеята, че обезсоляването ще премахне недостига на вода, е далеч от реалността. И това е така, защото все още е наистина, много скъпо да планирате, изграждате и управлявате инсталации за обезсоляване [източник: Воден научен и технологичен съвет]. Всъщност средният разход за превръщане на един декар-крак - около 325 000 галона - солена вода в сладка вода варира от 800 до 1400 долара и изисква значително количество енергия [източник: Американско химическо общество].

Производството на прясна вода с помощта на обратна осмоза струва с около една трета по-малко от многостъпална светкавица, до голяма степен поради разходите за топлинната енергия, използвана по последния метод в процеса на кипене [източник: Board Science and Technology Board]. За съжаление и двата процеса - както при всички техники за обезсоляване - създават саламура. Този страничен продукт от обезсолена вода съдържа високи концентрации на сол и, когато се пусне обратно в естествено водно тяло, може да причини щети на морския живот. Това е така, защото саламурата, която обикновено е по-гъста от водата, в която се отделя, се установява на върха на ниско разположена утайка, където изчерпва околните води с кислород [източник: Тексаски университет в Остин].

Тези опасения за разходи и опазване на околната среда са неразделна част от следващия кръг от подобрения в технологиите и процесите на обезсоляване. Леки преносими апарати за обезсоляване се разработват от изследователи в Корея и в Масачузетския технологичен институт. Устройствата произвеждат достатъчно прясна вода, за да поддържат няколко души. Процесът използва гравитация - просто изсипете солена вода в горната част на устройството - за отстраняване на сол и други утайки с помощта на 1600 филтри [източник: MIT].

Подобно на тези преносими устройства със слънчева енергия, мащабните инсталации за обратна осмоза, въпреки че все още са в етапи на планиране, също могат значително да намалят надеждността на инсталациите за обезсоляване на изкопаеми горива. Всъщност Националната научна фондация отпусна 2,5 милиона долара на екип от експерти в Мичиганския университет, изучаващ влиянието на слънчевата енергия върху технологията за обезсоляване [източник: Ричард]. В допълнение към държавното финансиране в Съединените щати и в чужбина, частните източници на финансиране започват да обръщат внимание на разработването на по-ефективни усилия за обезсоляване. Едно е сигурно: ако процесът на обезсоляване се подобри, той може да има потенциал да промени цели райони, които са бедни на вода, към по-добро.

Подавете жаждата си за още повече информация за водата, като изследвате връзките на следващата страница.


Видео Добавка: The Cold War - OverSimplified (Part 1).





Научни Открития

Изследване


Наука Новини




Популярни Категории


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com