Hvordan Afsaltning Virker

{h1}

Afsaltning er processen med at fjerne saltet fra havvand, hvilket gør vandet til frisk drikkevand. Lær om afsaltning.

At reducere saltvand til grundelementerne - salt og vand - er så simpelt, at det er blevet en science-lektion for første-gradere. Faktisk kan en "sol stadig" gøre saltvand til ferskvand i løbet af få dage. Fyld blot en stor skål med saltvand og sæt et tomt glas i midten. Derefter dække skålen - tomt glas og alt - med plastikpakning, der har et lille hul i midten. Placer kontraktionen i direkte sollys og se vandcyklusen på arbejde: Saltvandet fordamper, efterlader saltkrystaller bagved og skaber kondens, som stiger, samler sig på plastmembranen og drypper ind i det tomme glas. Det resulterende ferskvand er godt nok til at drikke [kilde: Williams].

Men hvorfor fjerne salt i første omgang? Det viser sig, at drikke saltvand kan dræbe dig. Indgivende salt signalerer dine celler for at skylle vandmolekyler for at fortynde mineralet. For meget salt, og denne proces kan forårsage en virkelig dårlig kædereaktion: Dine celler vil blive udtømt af fugt, dine nyrer lukker ned og din hjerne bliver beskadiget. Den eneste måde at kompensere for dette indre kaos er at urinere med større hyppighed for at udvise alt det salt, et middel, der kun kan fungere, hvis du har adgang til masser af frisk drikkevand [kilde: Thompson].

Mennesker - især dem i vandstøvede dele af verden - har i flere århundreder søgt efter ferskvandsløsninger. Udviser de samme folk, der byggede gigantiske sfinxer og kørte hestevogne, der også tørstede for rent rent vand [kilde: Jesperson]. Selv i moderne dage kæmper hele befolkningen med en grusom ironi; de er omgivet af saltvand, men mangler drikkevand. Skarpheden sporer undertiden dødelige konflikter. I 2009 dræbte tilskuere en familie i tørke-ridt Indien for at indsamle vand fra en kommunal brønd, før den løb tør [kilde: Stillehavsinstitutet].

Men hvad hvis en rigelig forsyning af ferskvand kunne skabes ud fra saltvand? En storskalig afsaltningsoperation - ved hjælp af principper svarende til et simpelt klasseværelsesprojekt - kan ændre verden. På næste side vil vi undersøge, hvorfor det ikke altid er så nemt at gøre saltvand til drikkevand.

Desalinering på arbejdspladsen

Der er mere end en måde at adskille salt fra vand, men næsten 90 procent af tiden bruges kun en af ​​to metoder: flertidsblitz og omvendt osmose [kilde: WorldPumps.com].

Husk hvorfor det er så dårligt at drikke saltvand? Når dine celler passerer vand gennem den ydre membran for at holde dig ude af dehydrering, forekommer osmose. Ved at flytte vandet gennem membranen forsøger cellen at udligne sin høje interne saltkoncentration med en lav ekstern saltkoncentration. Det kaldes osmose. Omvendt osmose opstår, når du f.eks. lægger saltvand på den ene side af en semipermeabel membran, og trykket bevæger vandmolekylerne gennem filtreringsmembranen, da de større molekyler - herunder saltmolekyler - forbliver fanget bagved. For salt hav eller havvand kræves der en betydelig mængde tryk for at flytte vandet gennem et filter, hvor hver pore kun er en brøkdel af størrelsen af ​​et menneskehår [kilde: American Chemical Society]. Det betyder, at en række pumper normalt er i spil, der alle udøver tryk på vandet [kilde: WorldPumps.com].

I modsætning til omvendt osmose, som afhænger af en membran for at filtrere saltmolekyler, multistage flash Metoden bruger varme til at omdanne saltvand til ferskvand. Hvorfor sådan et usædvanligt navn? "Flash" henviser til hurtigt at bringe vandet i kog, og det sker flere gange eller i etaper. Som saltvandet kommer ind i hvert trin af konverteringsenheden udsættes det for eksternt forsynet dampvarme og tryk. Under hver fase dannes vanddamp og opsamles. Denne vanddamp er ferskvand, og det efterfølgende saltkoncentrat er kendt som saltlage. I flertrins flashdestillation - som ved omvendt osmose - bliver kemikalier eller vandblødgøringsmidler normalt ikke tilføjet [kilde: Organization of American States].

Så hvis afsaltning er mulig, hvorfor er ikke storskala planter slukker verdens tørst efter ferskvand? Kun omkring 15 milliarder gallon - to tiendedele af ferskvand forbruges verden over hver dag - afsaltes saltvand [kilde: Schirber]. På den næste side undersøger vi, hvor den nyeste generation af saltvandstransformatorer opskærer.

Så tidligt som 350° C satte den græske filosof Aristoteles stor vægt på at fjerne salt fra vand ved hjælp af en række filtre [kilde: Aristoteles]. Fra 1700'erne foretog USA Navy regelmæssig brug af solstille til at skabe ferskvand, og de efterfølgende årtier så fremkomsten af ​​stillbilleder indbygget i skibsbrændeovne. I løbet af Anden Verdenskrig tog afsaltningen et andet skridt: US Navy konstruerede en landbaseret destilleri på en Stillehavsø, der afkædede omkring 55.000 gallons ferskvand om dagen - mere end fordoblet produktionen af ​​et eksisterende destilleri i verden [kilde: US Congress).

Vandløsninger

Vand dækker mindst 70 procent af verdens overflade. Men 97 procent af det er for salt at drikke [kilde: Frederick]. Dette kombineret med uligheder i vandfordeling og geografisk tilgængelighed betyder vandknaphed er en realitet for mange mennesker. Faktisk påvirker en mangel på vand fire ud af 10 mennesker i verden [kilde: Verdenssundhedsorganisationen]. Der kan være alvorlige sundhedsmæssige konsekvenser ved ikke at have nok vand.Nogle gange betyder det, at folk får deres vand fra forurenede kilder. Vand af dårlig kvalitet kan sprede sygdomme som kolera, tyfus eller salmonella [kilde: Verdenssundhedsorganisationen].

At skifte brak eller saltvand i ferskvand kan påvirke både de ringere rantelser af vand og den stadigt stigende efterspørgsel. Dette gælder især for nogle kystsamfund i USA, der kæmper for en mangel på ferskvand [kilde: California Ocean Resources Programme]. Desalter kan afsaltningsanlæg tilvejebringe en pålidelig vandkilde, selv når en tørke er på vej.

I 2009 var der mere end 1.400 afsaltningsanlæg, der opererer i verden og producerer mere end 15 milliarder gallons vand om dagen. Yderligere 244 planter er under opførelse, mange af dem i Mellemøsten [kilde: International Desalination Association]. Verdens største omvendt osmose afsaltningsanlæg, der blev åbnet i maj 2010, er dog placeret på Israels middelhavskyst [kilde: Dow]. Og konstruktionen er i gang i Carlsbad, Californien, for at skabe den vestlige halvkugles største afsaltningsanlæg, der anslås at producere 50 millioner gallons drikkevand hver dag [kilde: Poseidon].

Alligevel er der ofte en offentlig opfattelse, at afsaltet vand ikke smager godt og ikke er godt for dig. I Israel er mange mennesker i stigende grad tilbageholdende med at drikke afsaltet vand fra vand på grund af sundhedsmæssige bekymringer [kilde: Mizroch]. Men afsaltet vand - lige fra hanen - er generelt sikkert at drikke. En undersøgelse i Saudi-Arabien fandt f.eks. Ingen signifikante forskelle mellem afsaltet vand serveret på vandhaner og flaskevand - med undtagelse af, at afsaltet vand fra vand ikke efterlader tomme plastflasker bag [kilde: Ahmad].

Men hvad nu hvis det var muligt at bære en bærbar afsaltningsanordning for at producere din egen personlige forsyning med frisk drikkevand? Ideen må ikke være så fjernet som du tror.

Salt og så meget mere

Sikker på, du kan forvente, at afsaltningsprocessen fjerner salt fra havvand. Men vidste du, at oprydning ikke stopper der? Afsaltning - uanset metoden - fjerner også organiske eller biologiske kemiske forbindelser, der til sidst producerer drikkevand af høj kvalitet, der ikke transmitterer diarré eller andre sygdomme. Dette er vigtigt, fordi næsten 4.000 børn dør hver dag i udviklingslande fra sygdomme forbundet med forurenet drikkevand [kilde: Hull].

Fremtidens afsaltning

Da antallet af afsaltningsanlæg over hele verden fortsætter med at vokse, så gør det også bekymring for at udvikle ny teknologi til at drive planterne. I øjeblikket kræver storskalig afsaltningsindsats meget energi, og det er ofte vedligeholdelsesforhold, takket være masser af arbejdsdele som membraner, der har tendens til at falde ofte [kilde: Schirber].

Omkostninger er en anden bekymring: I de sidste fem årtier har offentlige og private investeringer i udvikling af afsaltningsteknologi nået over en milliard dollars over hele verden. Og selv med de fremskridt, der er gjort, er tanken om, at afsaltning ville gøre væk med vandknaphed langt fra virkeligheden. Og det er fordi det stadig er virkelig, meget dyrt at planlægge, bygge og forvalte afsaltningsanlæg [kilde: Videnskab og Teknologistyrelse]. Faktisk er den gennemsnitlige omkostning til at dreje en acre-fod - omkring 325.000 gallons - saltvand til ferskvand fra $ 800 til $ 1.400 og kræver en betydelig mængde energi [kilde: American Chemical Society].

Produktion af ferskvand ved hjælp af omvendt osmose koster omkring en tredjedel mindre end flertidsblitz, hovedsagelig på grund af omkostningerne ved den termiske energi, der anvendes af sidstnævnte metode i kogeprocessen [kilde: Vandvidenskab og Teknologistyrelse]. Desværre skaber begge processer - som med alle afsaltningsteknikker - saltlage. Dette biprodukt af afsaltet vand indeholder høje koncentrationer af salt og kan, når det frigives tilbage i en naturlig vandkrop, forårsage skade på havets liv. Det skyldes, at saltvand, som sædvanligvis er tættere end det vand, i hvilket det er frigivet, ligger på toppen af ​​lavtliggende sediment, hvor det udtømmer omgivende vand af ilt [kilde: University of Texas at Austin].

Disse omkostninger og miljøhensyn er alle en del af den næste runde af forbedringer inden for afsaltningsteknologi og -processer. Lette bærbare afsaltningsanordninger udvikles af forskere i Korea og på Massachusetts Institute of Technology. Enhederne producerer nok ferskvand til at støtte flere mennesker. Processen bruger tyngdekraften - hell hæld saltvand ind i toppen af ​​enheden - for at fjerne salt og andre sedimenter ved hjælp af 1.600 filtre [kilde: MIT].

Ligesom disse soldrevne bærbare enheder kan store omvendte osmoseanlæg, selv om de stadig er i planlægningsfasen, også i høj grad mindske afsaltningsanlægernes afhængighed af fossile brændstoffer. Faktisk bevilgede National Science Foundation 2,5 millioner dollars til et team af eksperter ved University of Michigan, der studerede solenergiens indvirkning på afsaltningsteknologien [kilde: Richard]. Ud over offentlige midler i USA og i udlandet begynder private finansieringskilder at være opmærksomme på at udvikle mere effektive afsaltningsindsatser. Én ting er sikkert: Hvis desalineringsprocessen forbedres, kan det få potentialet til at ændre hele vandfattige regioner til det bedre.

Luk din tørst efter endnu mere information om vand ved at udforske linkene på den næste side.


Video Supplement: How-to video: Sådan laver du saltvand til drikkevand.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com