Energia és környezetvédelem

A tengervíz ivóvízbe fordítása elősegíti-e a vízhiányt?

A tengervíz ivóvízbe fordítása elősegíti-e a vízhiányt?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Akár hiszed, akár nem, de a világ számos részén egyre nagyobb probléma van a tiszta, iható édesvíz megszerzésével. Az emberi tevékenységek és az éghajlatváltozás kombinációján keresztül sokan azt jósolják, hogy hamarosan súlyos globális vízválság fog ránk törni.

Emiatt a kutatók megoldásokat keresnek az édesvíz mesterséges létrehozására. Sótalanításnak nevezik, hogy a sós víz, mint a tengervíz édesvízré alakítása lehet a megoldás, amit kerestünk?

Mi az édesvíz-válság?

A "Kék bolygónkat" találóan elnevezik. Nagyjából 70% vízzel borított felülete megmagyarázhatatlannak tűnik, hogy a vizet szűkös erőforrásnak lehet tekinteni a világ számos részén, amelyek nem is sivatagi területek.

A probléma az, hogy ennek a víznek a nagy része tengervíz, amely nem éppen iható, mivel szó szerint sóval van telítve. A Föld vize csak körülötte van 3% belőle friss és biztonságos inni.

De csak körül 1% az elérhető édesvíz emberi felhasználásra valójában könnyen elérhető. A többiek túlnyomó többsége gleccserekbe, jégsapkákba, örökfagyba van zárva, vagy mélyen a földbe van temetve.

Ez azt jelenti, hogy csak körül 0.007% A Föld vízmennyisége valójában folyamatosan növekvő globális népességünk számára használható. További probléma, hogy ez a könnyen hozzáférhető édesvíz nem egyenletesen oszlik el az egész világon.

KAPCSOLÓDÓ: AZ ÉDESVÍZVÁLSÁG ÉS SÓTALANÍTÓ ÜZEMEK

Mivel az iható víz elengedhetetlen a földi élethez, ez nem ideális a "vízhiányban" élő helyekre. De vizet is használunk élelmiszer, ruházat előállításához, olyan dolgok gyártásához, mint a számítógépek és az autók, valamint a szennyvízelvezetéshez, hogy csak néhányat említsünk.

Létfontosságú az emberi élet minden vonatkozása szempontjából.

A National Geographic elmagyarázza, hogy "a földrajz, az éghajlat, a mérnöki munka, a szabályozás és az erőforrásokért folytatott verseny miatt egyes régiók viszonylag sűrűnek tűnnek az édesvízzel, míg mások szárazsággal és gyengítő szennyezéssel néznek szembe. A fejlődő világ nagy részében a tiszta víz nehezen elérhető, vagy olyan árucikk, amelynek megszerzéséhez fáradságos munka vagy jelentős pénz szükséges. "

További probléma, hogy a bolygón az édesvíz mennyisége évmilliárdok óta viszonylag állandó.

Valójában lehetséges, hogy életed egy bizonyos pontján olyan vízmolekulákat fogyasztottál, amelyeket a dinoszauruszok, Julius Caesar vagy más történelmi személyiség is megitt. Elég figyelemre méltó gondolat.

Az elmúlt évtizedekben a globális hőmérséklet emelkedése szintén úgy tűnik, hogy növeli a szélsőséges időjárási események valószínűségét, beleértve az aszályt a világ érzékeny területein. Az érintett területek számára a vízhiány nagyon komoly problémát jelent.

Mivel a népesség évről évre növekszik, és a már fogyó vízellátás túlzott mértékű felhasználása olyan területeken történik, mint a mezőgazdaság vagy az eldobható fogyasztási cikkek, a világ egyes részein nagyon is valóságos "édesvíz-válság" vár.

De az emberiség nem más, mint ötletes. Használhatjuk-e technológiánkat a válság hatásainak korlátozására? Talán még édesvizet is "létrehozni"?

Találjuk ki.

Biztonságos a tengerből származó sós vizet inni?

A rövid válasz természetesen nem. A sós víz ivása, akárcsak a tengervíz, halálos lehet az emberek (és sok más szervezet) számára.

A tengervíz, amellyel kapcsolatban biztosak vagyunk abban, hogy Ön tisztában van vele, sok sót tartalmaz. Amikor megissza, mind a vizet (ami jó), mind ezeket a sókat veszi be.

Bár elégedetten fogyaszthat kis mennyiségű sót, a tengervíz tartalma lényegesen magasabb, mint amennyit teste képes hatékonyan feldolgozni.

Testének sejtjei valóban a nátrium-kloridtól (étkezési só), elsősorban annak nátriumtartalmától függenek, hogy fenntartsák a test kémiai egyensúlyát és reakcióit. De túl sok lehet halálos.

A veséje, különösen a nefronok, csak kevesebb vizes vizeletet képesek előállítani, mint a tengervíz. Ez azt jelenti, hogy ha kizárólag tengervizet igyál, akkor több vízre lenne szükség a só hígításához és kipiseléséhez, mint az iváskor kapott vízhez.

Más szavakkal, akkor nettó vízvesztesége lenne. Emiatt végül kiszáradásban hal meg (és idővel egyre szomjasabbá válik), ha egyetlen vízforrása a tengervíz lenne.

Ezért soha nem szabad jelentős mennyiségű tengervizet inni.

Milyen módszerek vannak a víz sótalanítására?

A Föld összes rendelkezésre álló vízének ilyen kis százaléka, mint édesvíz, elgondolkodhat azon, hogy van-e mód arra, hogy a Föld más vízforrásainak hatalmas tározóját, például a tengert, megérintsük. Mint kiderült, bár nagy erőfeszítéssel és ráfordítással, megtehetjük.

Jelenleg legalább három fő sótalanítási módszer létezik:

  • Termikus sótalanítás (desztilláció).
  • Elektromos sótalanítás.
  • Nyomásmentesítés (fordított ozmózis).

Termikus sótalanítás, más néven desztilláció, messze a legrégebbi a három közül, és valóban évezredek óta használják. A sós vizet felforraljuk, majd a gőzt lehűtjük és friss vízként kondenzáljuk, a sókristályokat hátrahagyva a fűtött edényben.

Ez a módszer azonban jelentős energiabefektetést igényel. A Stanford Egyetem szerint a modernebb módszerek "különféle technikákat alkalmaznak, például alacsony nyomású edényeket a víz forráspontjának csökkentésére és ezáltal a sótalanításhoz szükséges energia mennyiségének csökkentésére".

A sótalanítás ezen formáját széles körben használják olyan helyeken, mint a Közel-Kelet, ahol a könnyen bőséges szénhidrogén-források segítenek csökkenteni az üzemanyag költségeit. A termikus sótalanítás általában három fő, nagyszabású termikus folyamatból áll.

Ezek:

  • Többlépcsős gyors desztilláció (MSF).
  • Többhatású desztilláció (MED).
  • Gőzpréselt desztilláció (VCD).

Egy másik termikus módszer is létezik; nap desztilláció, Ezt általában nagyon kicsi termelési arányokhoz használják. Gyakran használják étkezésre alkalmas só előállítására is, oly módon, hogy a tengervizet sekély medencékbe helyezi, és várja, amíg az édesvíz természetesen elpárolog - a tengeri só hátrahagyva.

A só tengervízből történő eltávolításának másik módja a membrán használata a sók elválasztására. Ez akár elektromos áram, akár nyomás segítségével érhető el.

Ezeket a módszereket főleg olyan helyeken alkalmazzák, ahol bőséges energiaforrások vannak, például az Egyesült Államokban.

Elektromos sótalanításA membránalapú sótalanítás egyik példája elektromos áramot használ a só és a víz molekulájának elválasztására. Ezzel a módszerrel egy elektromos áram ionokat vezet át egy szelektíven áteresztő membránon, amely a sót magával viszi.

A szelektíven áteresztő membrán olyan molekula, amely lehetővé teszi bizonyos molekulák áthaladását mások kizárásával. Szintetikus vagy polimer membránokat hoztak létre különféle kutatási és ipari folyamatokhoz.

Két fő elektromos membrán sótalanítási módszer létezik:

  • Elektrodialízis (ED).
  • Elektrodialízis megfordítás (EDR).

A sótalanítás mindkét módszere változó mennyiségű energiát igényel a vízforrás sótartalmától függően. Míg alacsonyabb sókoncentrációval használható, túlságosan energiaigényes a tengervízben történő alkalmazásra.

Fordított ozmózis a sótalanítás egy másik formája, amely nyomást alkalmaz a víz szelektíven áteresztő membránon keresztül történő vezetésére. Ez a folyamat, a többihez hasonlóan, elválasztja a sót az oldatból.

Láthatóan hasonlóan az elektromosan hajtott sótalanításhoz, a fordított ozmózishoz szükséges energia mennyisége nagymértékben a víz kezdeti sótartalmától függ. A tengervíz számára a szükséges energia azt jelenti, hogy a legtöbb helyzetben gazdaságilag nem életképes.

A sótalanítás leggyakoribb formájaként érdemes lehet ezt a folyamatot részletesebben feltárni.

Mi a fordított ozmózis és működik-e a fordított ozmózis?

Mint korábban említettük, a fordított ozmózis egy sótalanítási folyamat, amely nyomás segítségével a vízmolekulákat szó szerint egy membránon keresztül nyomja. A rendszeres szűréssel ellentétben (ahol bizonyos szennyeződéseket méret alapján kizárunk) a fordított ozmózis oldószer diffúzióval jár egy membránon keresztül, amely csak a víz áthaladását teszi lehetővé.

A rendszeres ozmózis magában foglalja az oldószer természetes mozgását az alacsony oldott anyag koncentrációjú (magas vízpotenciál) területről a magas oldott anyag koncentrációjú területre (alacsony vízpotenciál) az egyensúly eléréséig. A fordított ozmózisban, amint a neve is mutatja, a tápvíz magas oldott anyag koncentrációjából (például a tengervízből) a vizet úgy nyerik ki, hogy nyomást gyakorolnak az oldószer természetes áramlásának megfordítására az ozmózis során.

A fordított ozmózis egyik fő eleme a nyomáson kívül egy szelektíven áteresztő membrán használata.

Ez a membrán lehetővé teszi bizonyos részecskék, elsősorban víz átjutását rajta, oldott anyagokat (például sót) és más szennyeződéseket hagyva maga után. A fordított ozmózisban vékony film kompozit membránt (TFC vagy TFM) használnak éppen erre a célra.

Ezeket a membránokat elsősorban víztisztító és sótalanító rendszerek számára gyártják. Bizonyos tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek hasznosak bizonyos akkumulátorokban és üzemanyagcellákban.

Ezek a membránok általában két vagy több anyagrétegből készülnek. Sidney Loeb professzor és Srinivasa Sourirajan által kifejlesztett féligáteresztő anizotrop membránok általában poliamidokból készülnek.

Ennek az anyagnak nagyon hasznos tulajdonságai vannak, beleértve a víz iránti affinitását és bizonyos oldott szennyeződésekkel, például sóionokkal és más kismolekulákkal szembeni relatív átjárhatatlanságát.

A tipikus reverz ozmózis rendszerekben a tápvíz nagy nyomás alatt koncentrikus spirálmembránon keresztül áramlik, amelyek felváltva szétválasztják a vizet és a szennyeződéseket, mielőtt a vizet összegyűjtik egy középső termékvízcsőben. A maximális hatékonyság érdekében több membránegységet sorba kötnek.

A tengervíz ivóvízzé alakítása segíthet-e a vízhiányban?

Röviden, igen. De jelentős költségekkel jár.

A jó minőségű édesvíz csökkenő elérhetőségével egyre több közösség fordul sótalanításhoz, hogy sós és sós vízből iható vizet állítson elő. A meglévő megoldásokat úgy tervezték, hogy kivonják a vizet és a sótartalomból annyit hagyjanak maguk után.

A jelenlegi technológiáknak vannak előnyei és hátrányai, a helyspecifikus korlátoktól és követelményektől függően. Míg egyes módszerek ígéretesek, további technológiai fejlesztésekre van szükség annak érdekében, hogy életképessé váljanak az édesvíz nagyüzemi termeléséhez.

A Texas A & M Egyetem elmagyarázza, hogy "a sós víz kisméretű sótalanítása napkollektorokkal ígéretes módszer távoli helyeken, ahol nem áll rendelkezésre jó minőségű ivó- és főzővíz. A szélesebb körű megvalósításhoz a sótalanítási folyamatoknak technológiai fejlesztésekre és fokozott energiára van szükségük. hatékonyság."

A fő útzár a folyamatok költsége - különösen az édesvíz nagy mennyiségű előállításához szükséges energiaigény. Emiatt a meglévő megoldásokat elsősorban azokban a régiókban használják, ahol nincs más eszköz az édesvíz behozatalára, polgári és katonai hajókon, valamint bizonyos űrhajókon.

Van azonban néhány érdekes fejlemény a folyamat költségeinek csökkentésében. Néhány évvel ezelőtt például az austini Texasi Egyetem kutatói innovatív alternatívát fejlesztettek ki a hagyományos módszerekkel szemben.

Egy másik ígéretes megoldást kapacitív ionmentesítésnek és akkumulátor-elektród deionizálásnak nevezünk. Ezek a megoldások azonban korántsem üzleti szempontból életképesek.

De ez nem csak pénzügyi költség. A meglévő sótalanító üzemek szintén károsak a környezetre.

A legközvetlenebb forrásvízként csapja le a tengervizet, amely megölheti vagy károsíthatja a halakat és más kis óceáni lényeket, amikor a növény körüli vízszint megváltozik. A folyamat során erősen sós hulladék keletkezik, amelyet ártalmatlanítani kell.

Ez az oka annak, hogy a legtöbb sótalanító üzem nem sós, hanem tengervizet használ. A nagy sótalanító üzemek építése szintén költséges, általában valahol a régió régiójába kerülnek százmilliók egy darab.

Ennek ellenére sok vállalat jelentős összegeket fektet be a technológiába, néhány helyen, például Izraelben, már elegendő víz termelődik az ország felének ellátásához.

A vízhiányos régiók számára azonban az ilyen típusú üzemek egyfajta biztosítási kötvényt kínálnak a vízbiztonság érdekében. Kalifornia például már növények sorozatát építi.

Számos szakértő úgy véli, hogy a széles körű sótalanítás működőképessé tételének egyetlen módja a megújuló energiaforrások beépítése az energiaellátás érdekében. Csak a relatív működési költségek csökkentésével válnak gazdaságilag életképessé.

A globális hőmérséklet emelkedésével és az aszályok világszerte növekvő valószínűségével a sótalanítás valószínűleg elterjedtebbé válik. Ha sikerül leküzdeni a folyamat energiaköltségeit és környezeti költségeit, akkor a sótalanítás elképzelhető módon fontos megoldássá válhat a vízhiány megoldásában.


Nézd meg a videót: Как избавиться от кашля за 1 день? Если сильный кашель. Сильнейшее копеечное средство при кашле (Június 2022).


Hozzászólások:

  1. Aveneil

    Véleményem szerint nem igazad van. Meg tudom védeni a pozíciót. Írj nekem PM -ben.

  2. Teka

    Ez a bejegyzés valóban segít egy nagyon fontos döntés meghozatalában. Külön köszönet ezért a szerzőnek. Várom az újabb bejegyzéseket!

  3. Taujinn

    Üdv mindenkinek. I liked the post, give it 5 points.

  4. Jeryl

    Sajnálom, hogy beleavatkozom, de véleményem szerint van egy kérdés eldöntésének más módja is.

  5. Elne

    Gratulálok, milyen megfelelő szavak ..., a csodálatos gondolat

  6. Yul

    Fine, I and thought.

  7. Kanoa

    gee chipmunk =)

  8. Abelard

    bájos!

  9. JoJojinn

    egyszerűen összehasonlíthatatlan :)



Írj egy üzenetet