В Фукуока запустили первую в Азии осмотическую электростанцию. Она работает на разнице концентрации соли между морской и пресной водой, находящейся за полупроницаемой мембраной.
Принцип работы прост и удивительно эффективен: пресная и морская вода помещаются по разные стороны мембраны. В результате естественного движения воды к соленому раствору создается давление, которое вращает турбину, генерируя электроэнергию. Эта энергия питает установку по опреснению воды для города и его окрестностей.
Установлено, что осмотическая электростанция Фукуоки может вырабатывать около 880 000 кВт·ч в год — этого достаточно, чтобы поддерживать работу опреснительных установок, а по мощности это сравнимо с энергопотреблением примерно 220 японских семей.
Основное преимущество технологии — она работает бесперебойно и не зависит от солнца или ветра, не создаёт выбросы и действует без перерывов, даже ночью.
Хотя технология еще в начале пути, первая промышленная установка в Дании в 2023 году и новая станция в Японии демонстрируют ее потенциал. Исследователи считают, что если улучшить мембраны и научиться использовать концентрированные растворы — например, рассол после опреснения — осмотическая энергия может стать масштабным источником чистой энергии в прибрежных регионах мира.
Больше интересной информации про топливо, нефть, энергию и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм
Ученые совершили важный шаг в борьбе за чистую питьевую воду! С помощью 3D-принтера они создали уникальную солнечную "губку" для опреснения морской воды.
🤔А как же это всё работает?? Давайте узнаем:
Губку помещают в морскую воду и накрывают прозрачной крышкой. Солнце нагревает крышку — вода испаряется, соль остается. Пар же конденсируется на этой крышке и стекает в виде пресной воды в баночку!
⚙️ И что в итоге?
3D-печать позволила создать легко масштабируемый материал, использующий только солнечную энергию для опреснения. Будущее явно за такими технологиями!✔️
Израиль — пустыня, и водные ресурсы скудны, но сегодня он производит на 20% больше воды, чем ему нужно. Чему мир может научиться из опыта Израиля?
Вид с воздуха на крупнейший в мире опреснительный завод в Хадере, Израиль. Фото Лучано Сантандреу, Shutterstock
Как Израиль, страна, которая более чем наполовину представляет собой пустыню, часто страдает от засух и исторически страдает от хронической нехватки воды, стал страной, которая теперь производит на 20 процентов больше воды, чем ей необходимо?
Спрос на воду со стороны быстрорастущего населения Израиля настолько превысил предложение и естественное пополнение запасов питьевой воды, что к 2015 году разрыв между спросом и имеющимися природными запасами воды достиг 1 миллиарда кубических метров (млрд куб. м).
Восстановление после такого сценария представляется крайне маловероятным, однако Израилю это удалось благодаря беспрецедентному количеству технологических инноваций и инфраструктуры, которые не дали стране иссякнуть.
Подобные истории о переменах в масштабах страны в наши дни встречаются редко, учитывая динамику глобального потепления и нежелание мира масштабировать решения, необходимые для своевременного предотвращения его необратимых последствий.
Около 4 миллиардов человек — две трети населения мира — в настоящее время испытывают острую нехватку воды как минимум один месяц в году из-за климатического кризиса.
Но благодаря своим национальным приоритетам и семи десятилетиям неустанной решимости Израиль стал спасательным кругом и источником надежды для других стран, испытывающих нехватку воды.
Израильские организации, такие как МАШАВ , ККЛ-ЕНФ , EcoPeace Middle East и Институт Арава, активно распространяют опыт, технологии и политические стратегии Израиля среди соседних и отдаленных общин, страдающих от хронических водных кризисов.
Прорыв земли
Лидерство Израиля в области устойчивого управления водными ресурсами началось с поиска решений первой и главной проблемы страны: неравномерного распределения пресной воды по всей стране. Эту проблему сионистский мыслитель Теодор Герцль признал в своей книге 1902 года «Altneuland» с «фантастическим планом» по транспортировке воды на большие расстояния.
Подробнее об инновациях
Эта фантазия начала воплощаться в реальность вскоре после того, как Израиль провозгласил свою независимость в 1948 году, когда волнам новых иммигрантов не хватало воды для питья и ведения сельского хозяйства.
Чтобы удовлетворить растущий спрос, израильская национальная водопроводная компания «Мекорот » начала строительство Национального водопровода.
Эта сеть транспортировки воды была спроектирована для перекачивания воды из северной части озера Кинерет (Галилейское море) и перекачки воды из существующих региональных водных проектов в центральный и южный Израиль.
Рабочий на водоочистной станции Эшколь на севере Израиля, первой в своем роде в стране, построенной в июне 2007 года компанией Mekorot. Установка фильтрует воду, откачиваемую из Кинерета. Фото Моше Шаи/FLASH90
Но после его завершения в 1964 году 80% воды, транспортируемой этой системой, было выделено для сельского хозяйства. Очевидно, что Национальный водопровод сам по себе не мог удовлетворить потребности как сельского хозяйства, так и домохозяйств.
К счастью, решение уже разрабатывалось благодаря инновационному гению Симхи Бласса и его сына Йешайяху, которые начали разрабатывать технологию капельного орошения в 1959 году. Их революционный метод медленно подает воду непосредственно к корням растений через сеть трубок, клапанов и капельниц.
Гвоздики поливаются капельным орошением в питомнике Рингель, Израиль. Фото Мартина Фишера через Wikimedia Commons
Поскольку этот метод доставки позволяет избежать полного испарения, растения поглощают 95 процентов воды, поступающей к ним, — гораздо больше, чем при дождевании, поверхностном орошении или поливе затоплением. При капельном орошении фермерским хозяйствам можно выделять меньше воды без ущерба для сельскохозяйственного производства.
К 1965 году, на следующий год после завершения строительства Национального водопровода, Бласс и его сын начали распространять свою новую систему капельного орошения по всему Израилю и основали компанию Netafim , которая по сей день является мировым лидером в этой области.
Сегодня капельное орошение обеспечивает полив 75% сельскохозяйственных культур в Израиле, но только 5% ферм по всему миру используют эту технологию из-за финансовых барьеров.
Использование неиспользуемого
Несмотря на транспортные преимущества Национального водопровода и преимущества сбережения воды капельным орошением, оба нововведения использовали воду исключительно из весьма ограниченных источников пресной воды Израиля, которые выкачивались быстрее, чем могли пополняться естественным образом.
Плюс, доля пресной воды, выделяемой на сельское хозяйство, все еще значительно превышала объем, выделяемый для питья. К середине 80-х годов сельское хозяйство использовало 72% безопасного водоснабжения Израиля.
Израильские инженеры поняли, что речь идет не только о сохранении доступной пресной воды, но и об использовании источников воды, которые ранее считались непригодными для использования, таких как очищенные городские сточные воды и ливневые воды.
В 1985 году Израиль начал отправлять очищенные и переработанные сточные воды через свой Национальный водопровод на фермы, что значительно сократило разрыв между потребительским спросом и имеющимся объемом воды.
Это связано с тем, что сточные воды из наших раковин, душевых и туалетов зависят не от колебаний климата или сезонных погодных условий, а от роста населения и уровня жизни.
К 2015 году Израиль сумел очистить и переработать 86% своих сточных вод для сельскохозяйственных нужд, став мировым лидером по переработке сточных вод. Второе место после Израиля в том же году заняла Испания, переработавшая всего 17% своих сточных вод.
Благодаря процессам третичной очистки в Израиле переработанные сточные воды очищаются до уровня, близкого к питьевому, прежде чем попадают в сельскохозяйственные культуры, чтобы избежать загрязнения.
Цель — к 2025 году перерабатывать 95% сточных вод для нужд сельского хозяйства, оставляя гораздо больше пресной питьевой воды нуждающимся в ней сообществам.
Регенерированная и опресненная вода
С ежедневным притоком около 470 000 кубометров неочищенных сточных вод, очистное сооружение Шафдан, крупнейшее в Израиле сооружение по очистке сточных вод, ежегодно поставляет около 140 миллионов кубометров (MCM) чистой, регенерированной воды для орошения ферм в пустыне Негев. Фактически, более 60% сельского хозяйства в Негеве снабжается только Шафданом.
Биологический реактор на Шафдане, крупнейшем в Израиле предприятии по очистке сточных вод. Фото Эбигейл Кляйн Лейхман
Вдобавок ко всему, израильская организация зеленого развития KKL-JNF построила 230 резервуаров , в которых хранятся очищенные сточные воды для сельскохозяйственного использования. Ежегодно эти резервуары добавляют свыше 260 млн кубометров воды в водную экономику Израиля.
KKL-JNF также реализовал несколько проектов по созданию биофильтров, в рамках которых растения удаляют почти 100% загрязняющих веществ из городских ливневых стоков, что позволяет создать дополнительный источник непитьевой муниципальной воды и сельскохозяйственного орошения.
Первая в Израиле система биофильтрации ливневых вод, построенная KKL-JNF в Кфар-Сабе. Фото предоставлено Центром по проблемам водоснабжения в городах Израиля
К 1997 году Израилю удалось сократить долю воды, потребляемой сельским хозяйством, до 63 процентов , однако постоянные засухи в середине 90-х годов заставили Израиль обратить внимание на избыток морской воды вдоль своего побережья Средиземного моря.
В 1999 году правительство Израиля инициировало долгосрочную крупномасштабную программу опреснения морской воды методом обратного осмоса, которая завершилась созданием пяти действующих опреснительных установок: Ашкелонский завод (2005), способный производить 118–120 млн м3 питьевой воды в год ; Пальмахим (2007), который в настоящее время производит 90–100 млн м3 воды в год ; Хадера (2009), способный производить 127 млн м3 воды в год ; Сорек (2013) , который производит 150 млн м3 воды в год; и Ашдод (2015), который производит 100 млн м3 воды в год.
Звезды Давида отмечают опреснительную установку Сорек в Израиле. Фото Эбигейл Кляйн Лейхман
В Израиле разрабатываются еще два опреснительных завода, один из которых должен быть введен в эксплуатацию к 2025 году. Их общая мощность составит 300 млн куб. м в год .
После завершения строительства седьмого объекта опресненная вода будет покрывать до 90% годового потребления воды в коммунальном и промышленном секторе Израиля.
Чтобы сохранить устойчивость в прогнозируемые на ближайшие годы засухи, правительство Израиля в 2018 году обновило свою программу опреснения, поставив цель производить 1,1 млрд куб. м опресненной воды к 2030 году.
Потребление возобновляемой пресной природной воды на душу населения в Израиле резко сократилось с 504 млн м3 в 1967 году до 98 млн м3 в 2015 году — в этом году опресненная и переработанная вода составляла почти половину потребления воды в Израиле.
Культурное новшество
Израиль продолжает повышать эффективность, фильтрацию и производственные мощности своего портфеля мер по сохранению водных ресурсов с помощью многочисленных модернизированных технологических систем и региональных соглашений.
Однако технологии должны сопровождаться контролируемыми привычками потребления, в противном случае страна рискует исчерпать свои ресурсы или столкнуться с дефицитом воды, независимо от того, насколько устойчиво она поставляет воду.
Поскольку хроническая нехватка воды в Израиле ощущалась еврейскими поселенцами еще до основания государства, ценность экономии воды быстро вошла в привычку.
В разгар засух 2000-х годов Израильское управление водных ресурсов начало проводить информационные кампании по телевидению, радио и в Интернете, призывая население экономить воду.
Одна из таких кампаний была нацелена на детей с помощью серии мультипликационных телевизионных программ , в которых рассказывалось о важности экономии воды простыми способами, что способствовало воспитанию поколений сознательных граждан.
Самая значимая информационная кампания прошла в 2009 году, и в ней приняли участие израильские знаменитости Нинет Тайеб, Бар Рафаэли и Моше Игви, которые честно рассказали о снижении уровня воды в Кинерете и острой необходимости умеренного потребления воды.
Пока они говорили, черты их лиц начали трескаться и шелушиться. Это сделало нехватку воды личной проблемой и привело к 18%-ному сокращению потребления воды в городских районах.
Israel is drying up - Bar Refaeli & Ninet Tayeb(есть субтитры на русском языке)
СКРИНШОТ
Сочетание высокотехнологичных решений и понимания национальной культуры действительно отличает израильскую программу по экономии водных ресурсов от многих других.
Израилю удалось обеспечить безопасность своей водной экономики, поскольку серьезность ситуации осознавалась всеми — от лидеров Израиля до его граждан.
Для стран, которые изо всех сил пытаются расширить или хотя бы начать реализацию стратегий по экономии водных ресурсов, Израиль является ключевым игроком мирового уровня, помогающим миру максимально эффективно использовать свои водные ресурсы.
Масштабное опреснение воды может показаться многим незначительным, но доступ к пресной воде и её очистка представляют собой одни из самых серьезных проблем на планете. На протяжении многих лет опреснение оставалось крайне дорогим и не получало достаточного финансирования для преодоления барьеров масштабируемости. Наши коллеги на Ближнем Востоке сообщают о значительных успехах за последние несколько лет благодаря графену и доступным источникам энергии. Их новые заводы должны начать работу уже в следующем году. Устранение проблем с доступом к чистой воде могло бы привести к значительному прогрессу в сельском хозяйстве, индустриализации и росту населения.
Как правильно отметили в нескольких комментариях, термин "лечение" может быть слишком сильным. В последние годы наблюдается заметный сдвиг в сторону превентивной терапии, а не реактивной. К сожалению, при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, симптомы могут проявляться уже тогда, когда эффективно лечить заболевание становится сложно. Хотя я не могу с уверенностью говорить о рассеянном склерозе, общие принципы исследований схожи. Вместо того чтобы "лечить" болезнь после появления симптомов, мы (и другие исследователи) стремимся разработать методы, которые помогут предотвратить её возникновение с самого начала. Извините за возможную путаницу, надеюсь, это проясняет ситуацию.
Принцип работы прост - морская вода заливается внутрь пластикового конуса. На солнце вода нагревается внутри прибора как в парнике и начинает испаряться, образуя водную пленку из пресной воды на внутренней поверхности. Капли с внутренних стенок постепенно стекают в накопитель пресной воды. По заверениям производителя опреснитель способен вырабатывать около 1 литра пресной воды в сутки.
Инвестиции в проекты в Мурманской и Иркутской областях могут составить более 50 млрд руб. Холдинг планирует производить до 50 тыс. т соединений лития ежегодно. Также рассматриваются проекты в Южной Америке
У Росатома уже есть дочерняя структура которая занимается ветроэнергетикой.
НоваВинд — дивизион Росатома, основанный в сентябре 2017 года. На начальном этапе НоваВинд объединила все ветроэнергетические активы Росатома и отвечает за реализацию стратегии по этому направлению. В целях реализации проектов в области ветроэнергетики в 2017 году были созданы четыре филиала НоваВинд в Волгодонске, Краснодаре, Ставрополе и Ростове-на-Дону. Всего до 2022 года предприятиям в контуре управления НоваВинд предстоит создать ветроэлектростанции общей мощностью 1 ГВт.
Запасы лития в России — около 900 000 тонн. Этого хватило бы на 20 млн электромобилей. Сейчас цена лития на биржах металлов составляет $15 000 за тонну, но себестоимость добычи может быть высокой.
Ценные ресурсы можно получать попутно в процессе опреснения, поливая какую-либо Сахару пресной водой. Энергию для процесса можно получать от солнечных батарей.
Привет! Меня зовут Colt и я пишу посты на яхтенную тематику. Предлагаю сегодня поговорить о том как превратить морскую воду в питьевую -об опреснителе.
Известно, что пить морскую воду нельзя. Почему?
По той же причине по которой нельзя есть снег ("напиться нерастопленным снегом", в комментариях поправляют что есть снег можно))
Для его переработки организмом в нормальную воду нужно больше воды чем будет получено.
Установлено, что в 1 литре морской воды может содержаться до 34 граммов солей. Чтобы вывести такое количество вещества, организм задействует до 1,5 литра воды.
Как перевести морскую воду в питьевую относительно понятно – надо как-то убрать соли и оставить саму жидкость. Сам по себе процесс опреснения несложен, есть несколько методов:
1. Дистилляция –кипятим морскую воду, конденсируем пар – вот тебе дистиллированная вода. По хорошему в ней не хватает минералов и пить такую воду нельзя (долго), но в качестве аварийного метода или добычи технической воды (палубу там помыть) –пойдет. Метод самый древний и простой, работает при наличии кастрюли, источника тепла и пары трубок.
Как развитие этого метода появилось дистилляция в вакууме, таким образом уменьшают температуру кипения.
Метод требует много энергии, но зато доступны промышленные объёмы добычи воды.
Это способ добычи технической воды для больших судов и фабрик.
Простейший дистиллятор для выживальщика
2. Вымораживание –интересный метод, оказывается при снижении температуры соленая вода застывает значительно позднее чем пресная. Поэтому выставив температуру на уровне замерзания питьевой воды, можно соленую воду слить, а ледышку из питьевой воды кинуть размораживаться.
Требуется достаточно много энергии и достаточно сложное оборудование.
Вымораживание, простейшие методы
3. Обратный осмос.
Прогон морской воды через специальные мембраны под давлением. Мембрана улавливает соли, а вода проходит насквозь.
Прошу прощения, но тут надо добавить немного теории, потерпите 2 абзаца:
Осмосом называется процесс при котором соленая жидкость перемешивается с менее соленой. В процессе растворитель (например вода)самопроизвольно проходит через полупроницаемую мембрану из менее соленой жидкости в более соленую.
По сути соль "вытягивает" воду из менее соленого раствора. Это, конечно, очень грубая формулировка и профессиональные физики с криками про принцип Ле Шателье –Брауна проклянут меня .
Однако, в свое время выяснили, что существует и "обратный осмос". Если на солевой раствор подать давление больше "осмотического", то растворитель (вода), начнет проходить через мембрану в сторону менее соленого раствора (или пустоты).
Этим то и воспользовались для добычи питьевой воды из соленой.
Все что, нам надо –это мембрана и давление. Причем почти вся энергия идет "в дело", в отличии от методов выпаривания и вымораживания (где большая часть энергии уходит на нагрев и охлаждение воды).
Большим плюсом также является то, что минимально необходимое для работы давление это 10-12 атмосфер. Т.е. можно сделать даже установки работающие от мускульной силы человека.
Разумеется чем выше давление, тем лучше результат, но именно низкий "порог вхождения" и энергоэффективность обеспечила мембранным опреснителям такой успех.
Они используются и в промышленности (именно подобными опреснителями Израиль получает до 50% воды, добывая ее из Средиземного моря), и в обычной жизни, и в аварийных комплектах, в любых системах где требуется небольшие потоки технической или питьевой воды.
"Colt"-скажете Вы-"довольно теории, давай про яхты! Нужен насос и мембрана?"
Разумеется при использовании мембранного осушителя в деле, например на яхте, он обрастает дополнительным оборудованием – насосом, чтобы прокачивать воду через мембрану (ручным или электрическим), фильтрами для улавливания частиц до 1 мкм, поскольку фильтр значительно дешевле дорогостоящей мембраны.
Иногда, кстати, для большей эффективности, даже ставят несколько мембран последовательно. Также добавляют "таблетки" для получения водой правильного пищевого состава минералов и солей.
Мембрана
"Засорившуюся" мембрану, кстати, можно промыть обратным потоком чистой воды, дав короткий импульс, так появляется промывочный контур.
Насос
Опреснителями пользуются и большие океанские суда, для добычи технической воды (мыть оборудование и палубу) и малые парусные яхты (для тех же целей и добычи питьевой воды). В комплект спасения на яхтах входит ручной опреснитель с небольшой производительностью ( в среднем 1-4 литра в час).
Опреснителем обязательно комплектуются яхты уходящие в океанские переходы, потому что никаких баков с запасом воды не хватит на переход в 30 дней.
Моряки очень любят мембранные опреснители за их простоту, надежность и малое количество элементов.
Как пример вот типичный яхтенный опреснитель из 3 элементов – мембраны в корпусе, насоса с фильтром и пульта управления. Производительность от 35 до 100 л/час.
Собрать такой может кто угодно из простых компонентов. Умельцы умудряются сделать простейший опреснитель из мотора-насоса от Керхера и купленной в магазине мембраны в корпусе.
Простейший опреснитель. Снизу насос, сверху мембрана, справа фильтры, слева панель управления.
А вот ручной опреснитель. Такие кладутся в аварийные комплекты. Весит он от 1 кг и производит 1-4 литра в час. Этого достаточно для производства необходимого количества воды. Вот как это выглядит.
Так его предлагается использовать
That's all, folks!
Если у Вас есть вопросы про яхтинг и яхтеные путешествия -задавайте, буду отвечать, возможно даже постами)
Ищите меня в телеграмме @ValRussi или на канале "Яхта" @ProstoYachta
Для желающих!
Я собираюсь в яхтенное путешествие по Хорватии на 2 недели и собираю команду с собой!
Даты 11-25 сентября 2021.
Свободно 2 каюты на парусном катамаране Lagoon 380.
Идем в бархатный сезон вдоль побережья Хорватии, осматриваем достопримечательности, городки и заповедники. Ночуем на кате в обустроенных в портах и диких бухтах)
Детали спрашивайте у меня в телеграмме или смотрите на канале.
Что с водой? Пресная вода нужна людям для неограниченного количества нужд. Как морячки пополняют запасы? Можно брать на берегу, но самый большой запас пресной воды, из тех, что я встречал, - 300 тонн животворящей жижы в двух танках. 150 питьевой и 150 мытьевой. На том-же борту: экипаж 24 человека, главный двигатель на 62 тысячи кобыл (примерно), утилизационный котёл, утиль-турбина, семь центробежных сепараторов. Это - основные потребители. Суточный расход до 15 тонн, если стрампампон не задумает мыть палубу перед суэцким каналом, чтобы помыть палубу после Суэцкого канала. Но вот в чем нестыковка. Автономность плавания 30 суток. Простой расчёт подсказывая и, что воды на месяц не хватит. Тут то и приходят на помощь опреснители, что помогают пополнять запасы пресной воды на ходу. Пить дистиллят из-под опреснителя - такая себе затея, но, добавив минералов до уровня нормы, - можно. А вот мыться, стираться, давать такую воду в котёл и во вспомогательные механизмы - очень также норм. Пример опреснителей - для сухогрузного не пассажирского назначения флота. Паротурбоходы имеют куда более производительные установки, пассажирские лайнеры,...не уверен, не работал. А теперь, приглашаю тебя, читатель, посмотреть видосик, в котором я расскажу о том, кто такое эти опреснители, как устроены и как работают:).
