Новый метод опреснения может изменить использование водных ресурсов
https://luckyea77.livejournal.com/2020/06/28/
Новая технология, разработанная американскими инженерами, позволяет на 75% сократить расходы энергии при опреснении воды и не наносит ущерба окружающей среде. Метод выгодно отличается отсутствием мембран и необходимости в выпаривании воды.
Сотни миллионов человек по всему миру уже проживает в засушливых регионах, а по прогнозам ООН, к 2030 году примерно половина населения планеты будет проживать в условиях ограниченного запаса пресной воды. Кризис коснется даже экономически развитых стран. А глобальное потепление лишь усилит этот процесс. Процессы опреснения все в большей мере становятся методом борьбы с нехваткой питьевой воды. Однако обычно они обходятся дорого, а рассолы - побочные продукты производства - могут наносить ущерб окружающей среде.
Инженеры Колумбийского университета улучшили свою нетрадиционную технологию опреснения для гиперсоленых рассолов. Этот метод экстракции путем температурных колебаний (TSSE) коренным образом отличается от прочих, потому что в нем не используются мембраны, и он не основан на выпаривании. При этом он эффективный, масштабируемый и экологически чистый, сообщает EurekAlert.
Вдобавок, ученые продемонстрировали, что TSSE впервые позволил добиться энергоэффективного нулевого сброса жидкости (ZLD) гиперсоленых рассолов.
«Нулевой сброс жидкости - это последний рубеж опреснения, - сказал Нгай Ип Ип, руководитель исследования. - Нынешние методы ZLD - выпаривание и конденсация воды, но она расходует очень много энергии и слишком дорогая. Мы смогли добиться ZLD без кипячения воды - это большой прогресс для опреснения гиперсоленых рассолов. Он демонстрирует инновационность нашей технологии для мировой водной промышленности».
Суть процесса TSSE заключается в смешивании малополярного раствора с рассолом. При низких температурах (5°C) из рассола выделяется вода, но не соли, которые остаются там в виде ионов. Управляя соотношением раствора к рассолу, ученые могут выделить всю воду, запустив осаждение солей. После того как вся вода будет «выкачана», соли образуют твердые кристаллы и опускаются на дно, откуда их можно с легкостью удалить.
После удаления солей нужно нагреть водный раствор до 70°C. При этом растворимость раствора снижается, и вода выжимается из раствора как из губки. Она образует слой под раствором и содержит намного меньше солей, чем изначальный рассол.
Весь процесс требует всего четверть энергии, необходимой для опреснения методом выпаривания. Раствор можно использовать повторно без заметной потери в производительности. Кроме того, технология также работает с отработанной водой, оставшейся после отбора нефти и газа и прочих промышленных процессов.
Новая технология, разработанная американскими инженерами, позволяет на 75% сократить расходы энергии при опреснении воды и не наносит ущерба окружающей среде. Метод выгодно отличается отсутствием мембран и необходимости в выпаривании воды.
Сотни миллионов человек по всему миру уже проживает в засушливых регионах, а по прогнозам ООН, к 2030 году примерно половина населения планеты будет проживать в условиях ограниченного запаса пресной воды. Кризис коснется даже экономически развитых стран. А глобальное потепление лишь усилит этот процесс. Процессы опреснения все в большей мере становятся методом борьбы с нехваткой питьевой воды. Однако обычно они обходятся дорого, а рассолы - побочные продукты производства - могут наносить ущерб окружающей среде.
Инженеры Колумбийского университета улучшили свою нетрадиционную технологию опреснения для гиперсоленых рассолов. Этот метод экстракции путем температурных колебаний (TSSE) коренным образом отличается от прочих, потому что в нем не используются мембраны, и он не основан на выпаривании. При этом он эффективный, масштабируемый и экологически чистый, сообщает EurekAlert.
Вдобавок, ученые продемонстрировали, что TSSE впервые позволил добиться энергоэффективного нулевого сброса жидкости (ZLD) гиперсоленых рассолов.
«Нулевой сброс жидкости - это последний рубеж опреснения, - сказал Нгай Ип Ип, руководитель исследования. - Нынешние методы ZLD - выпаривание и конденсация воды, но она расходует очень много энергии и слишком дорогая. Мы смогли добиться ZLD без кипячения воды - это большой прогресс для опреснения гиперсоленых рассолов. Он демонстрирует инновационность нашей технологии для мировой водной промышленности».
Суть процесса TSSE заключается в смешивании малополярного раствора с рассолом. При низких температурах (5°C) из рассола выделяется вода, но не соли, которые остаются там в виде ионов. Управляя соотношением раствора к рассолу, ученые могут выделить всю воду, запустив осаждение солей. После того как вся вода будет «выкачана», соли образуют твердые кристаллы и опускаются на дно, откуда их можно с легкостью удалить.
После удаления солей нужно нагреть водный раствор до 70°C. При этом растворимость раствора снижается, и вода выжимается из раствора как из губки. Она образует слой под раствором и содержит намного меньше солей, чем изначальный рассол.
Весь процесс требует всего четверть энергии, необходимой для опреснения методом выпаривания. Раствор можно использовать повторно без заметной потери в производительности. Кроме того, технология также работает с отработанной водой, оставшейся после отбора нефти и газа и прочих промышленных процессов.