Приблизно 40 відсотків водопостачання США походить з підземних водоносних горизонтів, але значно більше солонуватих підземних вод доступно – багато з них занадто солоні через вміст кальцію та магнію для практичного використання. За оцінками Геологічної служби США, кількість солонуватих підземних вод у США перевищує 800 разів кількість прісної підземної води, що відкачується з усіх інших джерел щорічно. Достатня обробка солонуватих підземних вод для відокремлення солей та інших забруднювачів може значно розширити доступні запаси води.
Нова Технологія Солонуваті води
Опис технології
- Нова технологія оснащує мембрани, що використовуються в процесі зворотного осмосу, електричною провідністю, що покращує їх здатність відокремлювати солі та інші забруднювачі з важкооброблюваних вод.
- Active Membranes, каліфорнійська компанія, ліцензувала технологію, що походить з UC Riverside та UCLA, для розвитку та виходу на ринок.
- Їхня команда отримала фінансування для цієї роботи від Національного альянсу інновацій у водопостачанні (NAWI), публічно-приватного партнерства, очолюваного Лабораторією ім. Лоуренса Берклі (Berkeley Lab).
Підтримка та інтерес
- NAWI зосереджується на розвитку технологій, що дозволяють використовувати нетрадиційні джерела води в реальних умовах.
- Національний альянс підтримується кількома водними агентствами Каліфорнії, що свідчить про сильний регіональний інтерес до забезпечення надійних водних ресурсів.
Солонуваті води: Обробка
Важливість обробки стічних вод
За словами виконавчого директора NAWI Пітера Фіске, нова активна мембрана може ефективно обробляти стічні води, які виводяться на поверхню під час видобутку нафти та газу. Ця “вироблена вода” насичена солями, частками та вуглеводнями, що сприяє швидкому утворенню накипу та забрудненню звичайних мембран.
- У звичайній нафтовій свердловині виробленої води значно більше, ніж нафти, а утилізація цієї води часто обмежує видобуток нафти та газу.
- Обробка та десалінізація виробленої води можуть дозволити цій “стічній воді” стати джерелом зрошення для сільського господарства.
Технологія зворотного осмосу
Проблеми з мембранами
- Загальноприйнятим методом видалення розчинених солей та інших забруднювачів з води є зворотний осмос (RO).
- RO використовує ультратонкі мембрани, які дозволяють воді під тиском проходити через мембрану, блокуючи солі та інші забруднювачі.
- Загальною проблемою очищення води на основі мембран є накопичення солей та органічних речовин на мембрані – два явища, відомі як “накип” та “забруднення”.
Солонуваті води: Новий підхід до очищення
Active Membranes розробила новий підхід для підтримки чистоти мембран. Нанесення ультратонкого електрично провідного покриття на мембрану та заряджання поверхні низькою напругою дозволяє відштовхувати іони солі та інші заряджені частинки з поверхні мембрани, зменшуючи накип та забруднення. У недавньому польовому випробуванні в окрузі Вентура, яке тестувало електрично “активні” мембрани проти звичайних мембран, активні мембрани продемонстрували поліпшення виробництва води на 20-30%.
Перспективи та плани
Коментарі експертів
“Я думаю, що наступний великий крок, який ми зробимо, щоб привести галузь десалінізації до необхідного рівня з точки зору площі, витрат і сталості, має включати розгляд процесу мембранного розділення,” – сказав Аріан Едалат, співзасновник і генеральний директор Active Membranes. “Наш підхід надає мембрані можливість підтримувати свою чистоту.”
Підтримка NAWI
- NAWI є командою академічних та промислових партнерів, підтримуваною інвестиціями Міністерства енергетики та експертизою національних лабораторій DOE.
- Додаткове фінансування для NAWI надходить від кількох водних агентств Каліфорнії, включаючи Департамент водних ресурсів Каліфорнії та Державну раду контролю за водними ресурсами.
- NAWI підтримує портфель дослідницьких проектів, таких як Active Membranes, які працюють над зміцненням технологій десалінізації.
- Мета NAWI – розвивати технології, які радикально знижують витрати та енергію, необхідні для підготовки нетрадиційних джерел води до повторного використання в енергетичних застосуваннях або як джерел питної води.
Солонуваті води: Висновки
- Протягом останніх п’яти років NAWI підтримала потужний портфель досліджень з 67 оригінальними та інноваційними проектами досліджень та розробок.
- NAWI також підтримала реалізацію 15 пілотних проектів, які почали демонструвати деякі з цих інноваційних технологій у реальних умовах.
- “Пілотування в реалістичних умовах експлуатації є критичним кроком у валідації нової технології очищення води,” – зазначив Фіске.
Лабораторія ім. Лоуренса Берклі
Лабораторія ім. Лоуренса Берклі (Berkeley Lab) зобов’язується до проведення новаторських досліджень, зосереджених на науці відкриттів та рішеннях для забезпечення надійних джерел енергії. Експертиза лабораторії охоплює матеріали, хімію, фізику, біологію, науки про Землю та навколишнє середовище, математику та обчислення. Дослідники з усього світу покладаються на світового класу наукові об’єкти лабораторії для своїх власних новаторських досліджень. Заснована в 1931 році на переконанні, що найбільші проблеми найкраще вирішуються командами, Berkeley Lab та її вчені були визнані 16 Нобелівськими преміями. Berkeley Lab є багатопрофільною національною лабораторією, якою управляє Університет Каліфорнії для Офісу науки Міністерства енергетики США.
Офіс науки Міністерства енергетики є найбільшим підтримувачем базових досліджень у фізичних науках у США та працює над вирішенням деяких з найактуальніших викликів нашого часу.
Можливість стежити за новинами у більш стислому форматі в Facebook або Telegram повернутися на головну сторінку
Солонуваті води: Основні Висновки
- Приблизно 40 відсотків водопостачання США походить з підземних водоносних горизонтів, але багато з них занадто солоні для багатьох людських потреб.
- Достатня обробка солонуватих підземних вод для відокремлення солей та інших забруднювачів може значно розширити запаси прісної води в США.
- Нова технологія, розроблена каліфорнійською компанією Active Membranes за фінансування Національного альянсу інновацій у водопостачанні (NAWI), оснащує мембрани, що використовуються в процесі зворотного осмосу, електричною провідністю. Це покращує здатність мембран відокремлювати солі та інші забруднювачі з важкооброблюваних вод, таких як солонуваті підземні води та стічні води, які виводяться на поверхню під час видобутку нафти та газу.