Устройство, которое делает из соленой воды питьевую
Журнал Energy&Environmental Science опубликовал статью о технологии, позволяющей делать морскую воду пресной без особых усилий благодаря солнечной энергии.
Цели
Интерес к технологиям опреснения морской и грязной воды не случаен, это одна из самых больших проблем XXI века. Население нашей планеты неуклонно растет, климат постепенно меняется, поэтому так много внимания уделяется экологически чистым методам решения данной проблемы. Солнечная энергия позволяет получать чистую воду без нанесения какого-либо вреда окружающей среде.
Создатели устройства
Создателями технологии являются ученые Университета Монаша (Австралия). Схема работы не новая: устройство нагревает воду, она испаряется, а содержащиеся в ней соли и примеси выводятся. Проблемой было загрязнение поверхности опреснителя, на которой после использования скапливаются кристаллы соли и нарушают процесс опреснения. Ученые решили эту проблему за счет регулирования скорости, с которой испаряется вода. Она должна быть равномерной и постоянной, чему способствует особое строение устройства.
Конструкция устройства и механизм очистки
Само по себе оно представляет супергидрофильный диск небольшого размера, сделанный из фильтровальной бумаги. На его покрытии расположены углеродные нанотрубки для того, чтобы поглощать свет. Процесс опреснения происходит с помощью хлопковой нити. Ее диаметр всего один миллиметр. По ней соленая вода переходит на диск. Таким образом, очищенная вода останется в устройстве, а все соляные кристаллы осядут на его краях и выйдут за его пределы.
Принцип действия основан на солнечных батареях
Успешно функционировать системе позволяют солнечные батареи. Она полностью работает на солнечной энергии, поэтому ее использование рационально в регионах с большим количеством солнца. Особенно полезно будет использование в регионах, где существуют проблемы с доступом к электричеству.
В течение суток данное изобретение может произвести до восьми литров пресной чистой воды в расчете на один квадратный метр поверхности.
Перспективы
Сами специалисты говорят, что сейчас перед ними стоит задача адаптировать изобретенную систему к практическому применению, чтобы можно было использовать ее в реальной повседневной жизни. Также стоит вопрос о количестве воды, которое способна будет такая система обработать.
В заключение стоит упомянуть похожий проект ученых из Саудовской Аравии, где к технологии, работающей на солнечной энергии, присоединили очиститель и дистиллятор. В результате действия процесса может производиться не только чистая вода, но и электрический ток.
Фото: m.nari.punjabkesari.in
Как из соленой воды сделать пресную
В данной пошаговой инструкции с помощью простых, подручных материалов наглядно продемонстрировано, как опреснить соленую воду. Это может пригодиться в походных условиях, особенно поклонникам экстремальных туров, сопряженных с выживанием и риском для жизни. Также мастер-класс послужит интересным экспериментом для времяпровождения с детьми.
Материалы
Перед тем, как сделать из соленой воды пресную, подготовьте:
- по одной большой и малой пластиковой бутылке;
- палочки для мороженого, пару штук, либо небольшие веточки растений, но обязательно не ядовитые, не
- токсичные, не обладающие ярко выраженным вкусом;
- металлическую емкость или чашку, по диаметру соответствующую малой бутылке;
- большую керамическую чашку.
Шаг 1. С двух пластиковых бутылок вам необходимо полностью удалить этикетки.
Шаг 2. Возьмите большую пластиковую бутылку и острым ножом и разрежьте ее строго посередине. По окончании работ у вас должны получиться две половинки емкости. Для работы нужна будет верхняя часть.
Шаг 3. Ровно пополам вам нужно будет разрезать палочку и с помощью скотча закрепить половинки по бокам уже заготовленного элемента от большой бутылки.
Шаг 4. Также пополам вам нужно будет разрезать бутылку меньшего объема. От нее также понадобится только верхняя часть.
Шаг 5. У половинки от бутылки меньшего объема нужно будет снять крышку. Во втором элементе конструкции крышку следует оставить.
Шаг 6. Теперь в металлическую емкость следует набрать соленую либо загрязненную воду.
Шаг 7. Емкость нужно закрыть частью от бутылки меньшего объема.
Шаг 8. Все это необходимо отправить в керамическую чашку и накрыть половинкой от бутылки большего объема. Импровизированные ножки из палочек или веточек должны упираться в донную часть емкости.
Под воздействием тепла и солнечного света, вода из внутренней емкости будет испаряться, и оседать в виде конденсата на стенках бутылки большего объема. По ним в чашу будет скатываться чистая и опресненная вода, которую можно употреблять в пищу.
Готово.
Как из соленой воды сделать пресную
3.9/5 — Оценок: 59Как сделать питьевую воду из морской на необитаемом острове
Добывание питьевой воды на необитаемом острове дело нелегкое, но вполне осуществимое
Если вы оказались на необитаемом острове, то обладая некоторой сообразительностью и ёмкостью, сделанной из листьев или впалых плодов, у вас есть хорошие шансы добыть пресную воду и остаться в живых в течение многих дней. Чтобы превратить соленую воду в питьевую или пресную, нужно опираться на принципы природы. Во время испарения морской воды чистая вода собирается, а соль остаётся. Следующий процесс основан на методе солнечного опреснителя для сбора воды для питья в чрезвычайной ситуации.
Инструкция, как добыть питьевую воду
1. Выкопайте яму для сбора воды. Яма должна составлять по крайней мере 1 метр в глубину и быть достаточно широкой для того, чтобы вы смогли дотянуться рукой до дна. Как только вы приблизитесь к 1 метру, вы должны увидеть очень влажный песок или лужицу из воды. Не торопитесь, так как вы ограничены в воде, а напряжения вызовет жажду раньше времени.
2. Поместите ёмкость в центр отверстия. Ёмкостью может быть выдолбленный кокосовый орех, плоды или крупные листья. Если на острове имеется достаточно растительности, то вы можете добавить её в яму вокруг ёмкости. Вода из растительности будет испаряться и накапливаться в сосуде.
3. Накройте отверстие и пригните покрытие. Поместите большой лист (например, от пальмы) на яму и полностью закройте её насколько это возможно. Закрепите внешние края листа камнями. Поместите несколько камешков в центре крышки для создания небольшого углубления над ёмкостью. Это направит воду в сосуд. В течение дня и ночи роса и конденсат будут собираться на самодельном покрытии и стекать внутрь сосуда.
4. Периодически извлекайте ёмкость из ямы, чтобы пить воду или наполнить другие ёмкости для последующего использования. Поместите судно обратно в отверстие, чтобы продолжать накапливать воду. Вода будет безопасна для питья. Никакой очистки не требуется.
Советы и предупреждения
В будущее путешествие берите с собой лист полиэтилена. Пластик обеспечивает большую воздухонепроницаемость покрова, и вода будет собираться быстрее.
Как опреснить соленую морскую воду
Дистилляция
Также этот метод называется возгонкой. Он легко осуществим даже в бытовых условиях, хотя большого количества жидкости он не предоставит.
Берётся обычная кастрюля, в которую наливается солёная вода. Далее необходимо накрыть эту кастрюлю крышкой и поставить на огонь. Постепенно на её крышке будет скапливаться конденсат.
Впрочем, даже при снятии крышки большая часть пресных капель утечёт обратно в кастрюлю, потому необходимо немного усовершенствовать данное импровизированное приспособление.
- В крышке кастрюли просверливается дырка.
- В неё вставляется гибкая трубка, например, змеевик от самогонного аппарата.
- Другой её конец опускается в пустой сосуд.
- Далее необходимо накрыть трубку влажной тряпкой, чтобы пар в ней охлаждался.
- Он будет конденсироваться и попадать в пустой сосуд.
В итоге в нагреваемой кастрюле в конечном итоге останется только соль, а во втором сосуде останется только дистиллированная вода.
Учтите, правда, что соли в такой жидкости вообще не будет, а потому жажда будет утоляться плохо.
Лучше влить в неё небольшое количество солёной воды.
Почитать в тему:
как превратить солёную воду в пресную
профильтровать
Один из способов опреснения – дистилляция, или возгонка. Налейте в кастрюлю соленую воду и поставьте ее на огонь. На крышке кастрюли будет собираться конденсат. Однако получить таким способом большое количество пресной воды затруднительно, т. к. при снимании крышки большая часть капель стечет назад в кастрюлю. Можно усовершенствовать эту опреснительную установку. В крышке просверлите отверстие и вставьте трубку в виде змеевика от самогонного аппарата. Другой конец трубки опустите в пустой сосуд. Для охлаждения трубку накройте влажной тканью или сбрызгивайте прохладной водой. Пар из нагреваемой кастрюли, попадая в охлажденный змеевик, конденсируется и превращается в капли воды. Капли будут стекать в пустой сосуд. Таким образом, в нагреваемой кастрюле после выпаривания останется соль, а в другой соберется дистиллированная вода. В походных условиях над котелком с соленой водой можно установить под небольшим наклоном металлический лист таким образом, чтобы пар собирался на его внутренней поверхности, а конденсат стекал в пустую емкость. Огонь разводите небольшой, иначе будут большие потери пара. Полученная путем дистилляции вода плохо утоляет жажду, поскольку вообще не содержит никаких солей. Для улучшения качества можно добавить в нее очень небольшое количество соленой воды. Другой способ опреснения популярен среди эскимосов. При охлаждении пресная вода замерзает быстрее, чем соленая. Таким образом, можно выставить на мороз емкость с соленой водой и дождаться, когда в ней образуются кристаллики льда. Соберите этот лед и растопите – вы получите достаточно пресную воду. Рис при варке впитывает в себя соль. Если в соленой воде сварить достаточное количество этой крупы, можно получить пригодный для питья рисовый отвар. Конечно, это будет не чистая вода, но жажду утолить им можно.
Пропусти через самогонный аппарат.
Можно ли пить морскую воду? Эксперимент по опреснению воды :: Это интересно!
Хотя я и объявила о том, что «Клуб почемучек» уходит в отпуск, но куда же без него? 😉 И в отпуске со мною рядом двое почемучек, которые постоянно задаются разными интересными вопросами. Например, во время купания в море им стало интересно, можно ли пить морскую воду?| Можно ли пить морскую воду? |
Морская вода имеет среднюю соленость около 35 грамм на литр. (Я уже рассказывала об этом при ответе на вопрос в «Клуб почемучек»: «Почему вода в море соленая?»). Почкам, чтобы вывести из организма соли, содержащиеся в 100 г воды, требуется 160 г воды. То есть, чем человек будет больше пить, тем больше ему воды нужно. Очень скоро наступит обезвоживание организма, и человек погибнет от интоксикации (отравления). Обезвоживание усугубляет то, что в морской воде среди прочих солей содержится сульфат магния, вызывающий расстройство желудка.
| Соленость воды Азовского моря всего 11 грамм соли на литр воды |
Но эксперимент французского врача и путешественника Алена Бомбара, пересекшего Атлантический океан на надувном плоте, показал, что пить морскую воду для утоления жажды возможно. Он пил сок, выжимаемый из рыбы, чередуя его с небольшими порциями морской воды. Бомбар пишет об одном из своих плаваний: «В течение двух дней Ван Хемсберген не пил ничего. Я же, наоборот, чтобы умерить жажду, пил понемногу морскую воду, зная, что в малых дозах она не принесет мне ни малейшего вреда. Что же касается еды, то у нас не было ничего, кроме фунта масла, которое случайно оказалось в лодке и от которого только еще больше хотелось пить. Едва поднявшись на борт траулера, мой товарищ осушает целый кувшин воды. Полагая, что я также хочу пить, я пытаюсь последовать его примеру, но уже после второго глотка останавливаюсь, потому что в сущности не испытываю жажды. Мне это просто показалось. Благодаря морской воде, которую я пил, в организме достаточно влаги и вода мне не нужна».
В связи с этим Комитет по безопасности мореплавания в 1959 г. обратился к Всемирной организации здравоохранения с просьбой провести исследования этого вопроса. В результате опытов над людьми и лабораторными животными, а также изучения статистики кораблекрушений, ВОЗ сделала заключение о том, что морская вода разрушительно действует на человеческий организм и применять ее для питья даже в случае крайней необходимости нельзя. А ведь казалось бы, если пить хотя бы понемногу морскую воду, то шансы протянуть при кораблекрушении несколько дней до того, как тебя спасут, должны быть выше. Но анализ 448 кораблекрушений британских торговых судов во время мировой войны показал, что из 977 людей, утолявших жажду морской водой, погибло 387 человек — это 38,8%. А из 3994 человек, не пивших морскую воду, умерли 133 человека. Это всего лишь 3,3%.
Поэтому мы с детьми делаем однозначный вывод — морскую воду пить категорически нельзя.
Но что же делать, если никакой другой воды нет? Воспользоваться опреснительной установкой. Такие установки есть на судах и в промышленности, они очищают морскую воду от солей и делают ее пригодной для питья. Но где же нам взять такую установку? Ответ прост — простейшую опреснительную установку можно сделать своими руками. Чем мы и занялись.
Для изготовление опреснителя понадобится:
- Полиэтиленовый пакет.
- Большая широкая емкость (лучше тазик, но у нас была только кастрюля)
- Маленькая емкость для сбора воды (например, кружка)
Конструкция самодельного опреснителя проста. В большую емкость наливаем морскую воду так, чтобы ее уровень был ниже высоты кружки. В середину ставим кружку.
| Шаг 1 |
Сверху большую емкость герметично затягиваем пакетом.
| Шаг 2 |
После этого на пакет кладем небольшой камешек. чтобы он провисал как раз над кружкой. Ставим конструкцию в солнечное место и ждем.
| Шаг 3 |
Нагреваясь, вода в большой емкости начинает испарятся и конденсироваться на «крыше» из пакета. Когда капли станут достаточно крупными, то они начнут стекать по наклону и капать прямо в чашку. Это и будет чистая пресная вода — ведь испаряется именно она, а все соли и прочие загрязнения остаются в емкости.
| Шаг 4 |
В результате испарения воды в емкости диаметром 20 см в течении четырех часов (с 12 до 16 часов) у нас получился ровно один глоток пресной воды. Если бы мы взяли емкость большего диаметра — ведро или тазик, — то у нас и воды выпарилось бы больше.
| Глоток пресной воды |
Мы все попробовали чуточку полученной воды. Она на вкус совершенно обыкновенная, даже черезчур пресноватая, на мой взгляд. Вот так и получилось, что мы пили морскую воду. И безо всякого вреда для здоровья:)
| Катя пьет опресненную воду |
А чтобы я ответила и на ваши вопросы, присылайте их мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой «Клуб почемучек».
Материалы по теме:
Морская вода. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Морская_вода)
Волович В.Г. Человек в экстримальных условиях природной среды. — М.: Мысль, 1980.
Бомбар Ален. За бортом по своей воле. (http://lib.align.ru/book/win/13271.html)
Опреснение морской воды – способы, проблемы, процесс и методы опреснения
С каждым годом проблема нехватки пресной воды становится все острее. По прогнозам ученых, 21 век станет кризисным в этом плане, так как из-за глобального потепления, в связи с постоянным приростом населения в 80 млн. человек в год, уже к 2030 году воды, пригодной для питья, не будет хватать трети населения планеты. Поэтому, в связи с надвигающейся катастрофой мирового масштаба, проблему добычи новых источников пресной воды нужно решать уже сейчас. На сегодняшний день, жидкость пригодную для питья добывают путем конденсации осадков, растапливая ледовые и снежные шапки горных вершин, но самым перспективным, все же, считается метод опреснения морской воды.
Способы опреснения морской воды
Зачастую, в 1 килограмме морских и океанских вод, общее количество которых на планете равно 70%, содержится приблизительно 36 грамм разных солей, что делает ее непригодной как для употребления в пищу, так и для полива сельскохозяйственных угодий. Метод опреснения таких вод заключается в том, что из нее различными способами извлекают содержащуюся соль.
В данное время применяют следующие способы опреснения морских вод:
- химический;
- электродиализ;
- ультрафильтрацию;
- дистилляцию;
- вымораживание.
Видео про ядерное опреснение
Процесс опреснения морской и океанской воды
Химическое опреснение – заключается в выделении солей, путем добавления в соленую воду реагентов на основе бария и серебра. Вступая в реакцию с солью, эти вещества делают ее нерастворимой, что позволяет легко извлечь соляные кристаллы. Применяется такой метод крайне редко из-за своей дороговизны и ядовитых свойств реагентов.
Электродиализ – это процесс очищения воды от соли с применением силы электрического тока. Для этого соленую жидкость помещают в специальный прибор постоянного действия, разделенный на три части специальными перегородками, одни такие мембраны задерживают ионы, а другие — катионы. Беспрерывно перемещаясь между перегородками, вода очищается, а изъятые из нее соли постепенно выводятся через специальный сток.
Ультрафильтрация, или как ее еще называют – обратный осмос – это способ, при котором соленый раствор заливают в один из отсеков специальной емкости, разделенной мембраной из антицеллюлозы. На воду воздействуют очень мощным поршнем, который при надавливании заставляет ее просачиваться через поры мембраны, оставляя в первом отсеке более крупные соляные составляющие. Такой метод довольно дорогой, поэтому малоэффективный.
Вымораживание – самый распространенный способ, основывается на том, что при заморозке соленой воды, первые образования льда происходят с пресной ее частью, а более соленая часть жидкости замерзает медленнее и при более низких температурах. После чего лед подогревают до 20 градусов, заставляя плавиться, и вода при этом будет практически избавленная от солей. Проблема вымораживания заключается в том, что для ее обеспечения, нужно специальное, очень дороге и профессиональное оборудование.
Дистилляция, или как его еще называют – термический метод,- самый экономичный вид опреснения, который заключается в простой конденсации, то есть соленую жидкость подвергают кипению, а из охлажденных испарений получают пресную воду.
Проблемы опреснения воды
Проблема опреснения морской воды состоит, в первую очередь, в больших затратах, связанных с самим процессом. Зачастую затраты на выведение солей с жидкости, не окупаются, поэтому применяются крайне редко. Также с каждым годом очищать воду морей и океанов — дистиллировать все труднее, так как остатки солей из уже очищенных вод не утилизируются, а возвращаются обратно в водные просторы, что делает концентрацию соли в них в разы выше. Исходя из этого, можно сделать вывод, что человечеству еще предстоит работа по открытию новых, эффективнейших методов опреснения морской воды.