Paano ang tungkol sa mahusay na desalination ng tubig-dagat? Maraming tubig sa murang halaga

Ang pag-access sa malinis, ligtas na inuming tubig ay isang pangangailangan na sa kasamaang-palad ay hindi gaanong natutugunan sa maraming bahagi ng mundo. Malaking tulong ang desalination ng tubig-dagat sa maraming rehiyon sa mundo, kung, siyempre, magagamit ang mga pamamaraan na sapat na mahusay at nasa loob ng makatwirang ekonomiya.

Bagong pag-asa para sa pagbuo ng cost-effective mga paraan upang makakuha ng sariwang tubig sa pamamagitan ng pag-alis ng asin sa dagat lumitaw noong nakaraang taon nang ang mga mananaliksik ay nag-ulat ng mga resulta ng mga pag-aaral gamit ang uri ng materyal organometallic skeleton (MOF) para sa pagsasala ng tubig dagat. Ang bagong pamamaraan, na binuo ng isang koponan sa Monash University ng Australia, ay nangangailangan ng mas kaunting enerhiya kaysa sa iba pang mga pamamaraan, sinabi ng mga mananaliksik.

MOF organometallic skeletons ay mataas ang buhaghag na materyales na may malaking lugar sa ibabaw. Ang mga malalaking ibabaw ng trabaho na pinagsama sa maliliit na volume ay mahusay para sa pagsasala, i.e. pagkuha ng mga particle at particle sa likido (1). Ang bagong uri ng MOF ay tinatawag PSP-MIL-53 ginagamit upang bitag ang asin at mga pollutant sa tubig dagat. Inilagay sa tubig, pinipigilan nito ang mga ion at dumi sa ibabaw nito. Sa loob ng 30 minuto, nagawang bawasan ng MOF ang kabuuang dissolved solids (TDS) ng tubig mula 2,233 ppm (ppm) hanggang sa ibaba ng 500 ppm. Ito ay malinaw na mas mababa sa 600 ppm threshold na inirerekomenda ng World Health Organization para sa ligtas na inuming tubig.

1. Visualization ng operasyon ng isang organometallic membrane sa panahon ng seawater desalination.

Gamit ang pamamaraang ito, ang mga mananaliksik ay nakagawa ng hanggang 139,5 litro ng sariwang tubig kada kilo ng materyal na MOF kada araw. Kapag ang network ng MOF ay "napuno" ng mga particle, maaari itong mabilis at madaling linisin para magamit muli. Upang gawin ito, inilalagay ito sa sikat ng araw, na naglalabas ng mga nakulong na asin sa loob lamang ng apat na minuto.

"Ang mga proseso ng thermal evaporative desalination ay masinsinang enerhiya, habang ang iba pang mga teknolohiya tulad ng reverse osmosis (2), mayroon silang maraming mga disbentaha, kabilang ang mataas na pagkonsumo ng enerhiya at mga kemikal para sa paglilinis ng lamad at dechlorination, "paliwanag ni Huanting Wang, pinuno ng pangkat ng pananaliksik sa Monash. "Ang sikat ng araw ay ang pinaka-sagana at nababagong mapagkukunan ng enerhiya sa Earth. Ang aming bagong adsorbent-based na proseso ng desalination at ang paggamit ng sikat ng araw para sa pagbabagong-buhay ay nagbibigay ng isang makatipid sa enerhiya at environment friendly na solusyon sa desalination."

2. Osmosis seawater desalination system sa Saudi Arabia.

Mula sa graphene hanggang sa matalinong kimika

Sa mga nagdaang taon, maraming mga bagong ideya ang lumitaw para sa desalinasyon ng tubig dagat na matipid sa enerhiya. Ang "Young Technician" ay malapit na sinusubaybayan ang pagbuo ng mga diskarteng ito.

Sumulat kami, bukod sa iba pang mga bagay, tungkol sa ideya ng mga Amerikano sa Austin University at ng mga Aleman sa Marburg University, na gumamit ng maliit na chip mula sa isang materyal kung saan dumadaloy ang isang electric current ng hindi gaanong boltahe (0,3 volts). Sa tubig-alat na dumadaloy sa loob ng channel ng aparato, ang mga chlorine ions ay bahagyang neutralisado at nabuo electric fieldtulad ng sa mga selulang kemikal. Ang epekto ay ang asin ay dumadaloy sa isang direksyon at ang sariwang tubig sa kabilang direksyon. Nangyayari ang paghihiwalay sariwang tubig.

Ang mga British scientist mula sa University of Manchester, na pinamumunuan ni Rahul Nairi, ay lumikha ng isang graphene-based na salaan noong 2017 upang epektibong alisin ang asin sa tubig-dagat.

Sa isang pag-aaral na inilathala sa journal Nature Nanotechnology, ang mga siyentipiko ay nagtalo na maaari itong magamit upang lumikha ng mga lamad ng desalination. graphene oxide, sa halip na mahirap hanapin at mahal na purong graphene. Kailangang i-drill ang solong layer ng graphene sa maliliit na butas upang gawin itong permeable. Kung ang laki ng butas ay mas malaki kaysa sa 1 nm, ang mga asing-gamot ay malayang dadaan sa butas, kaya ang mga butas na bubutasan ay dapat na mas maliit. Kasabay nito, ipinakita ng mga pag-aaral na ang mga lamad ng graphene oxide ay nagdaragdag ng kapal at porosity kapag inilubog sa tubig. pangkat ng doktor. Ipinakita ni Nairi na ang paglalagay sa lamad ng graphene oxide na may karagdagang layer ng epoxy resin ay nagpapataas ng bisa ng barrier. Ang mga molekula ng tubig ay maaaring dumaan sa lamad, ngunit ang sodium chloride ay hindi.

Isang grupo ng mga researcher ng Saudi Arabia ang nakabuo ng isang device na pinaniniwalaan nilang epektibong magpapabago sa isang power plant mula sa isang "consumer" ng tubig tungo sa isang "producer ng sariwang tubig". Inilathala ng mga siyentipiko ang isang papel na naglalarawan dito sa Kalikasan ilang taon na ang nakalilipas. bagong teknolohiya ng solarna maaaring mag-desalinate ng tubig at makagawa ng sabay koryente.

Sa ginawang prototype, nag-install ang mga siyentipiko ng watermaker sa likod. solar baterya. Sa sikat ng araw, ang cell ay bumubuo ng kuryente at naglalabas ng init. Sa halip na mawala ang init na ito sa atmospera, ididirekta ng device ang enerhiyang ito sa isang halaman na gumagamit ng init bilang pinagmumulan ng enerhiya para sa proseso ng desalination.

Ipinakilala ng mga mananaliksik ang tubig-alat at tubig na naglalaman ng mabibigat na metal na dumi tulad ng tingga, tanso at magnesiyo sa distiller. Ang aparato ay ginawang singaw ang tubig, na pagkatapos ay dumaan sa isang plastik na lamad na nagsasala ng asin at mga labi. Ang resulta ng prosesong ito ay purong inuming tubig na nakakatugon sa mga pamantayan sa kaligtasan ng World Health Organization. Sinabi ng mga siyentipiko na ang prototype, halos isang metro ang lapad, ay maaaring makagawa ng 1,7 litro ng malinis na tubig kada oras. Ang perpektong lugar para sa naturang device ay nasa tuyo o semi-dry na klima, malapit sa pinagmumulan ng tubig.

Si Guihua Yu, isang materials scientist sa Austin State University, Texas, at ang kanyang mga kasamahan sa koponan ay nagmungkahi noong 2019 epektibong sinasala ang mga hydrogel ng tubig-dagat, pinaghalong polimerna lumikha ng isang buhaghag, tubig-absorbing istraktura. Gumawa si Yu at ang kanyang mga kasamahan ng gel sponge mula sa dalawang polymer: ang isa ay water-binding polymer na tinatawag na polyvinyl alcohol (PVA) at ang isa ay light absorbent na tinatawag na polypyrrole (PPy). Pinaghalo nila ang ikatlong polimer na tinatawag na chitosan, na mayroon ding malakas na pagkahumaling sa tubig. Iniulat ng mga siyentipiko sa Science Advances na nakamit nila ang purong produksyon ng tubig na 3,6 litro kada oras kada metro kuwadrado ng ibabaw ng cell, na siyang pinakamataas na naitala at humigit-kumulang labindalawang beses na mas mahusay kaysa sa ginagawa ngayon sa mga komersyal na bersyon. .

Sa kabila ng sigasig ng mga siyentipiko, hindi naririnig na ang mga bagong ultra-efficient at matipid na pamamaraan ng desalination gamit ang mga bagong materyales ay makakahanap ng mas malawak na komersyal na aplikasyon. Hanggang sa mangyari iyon, mag-ingat.