Инновационные и новейшие технологии для очистки воды 21-го века

Все о воде

Завтра здесь. Технология подтолкнула нас к новым высотам как достижений, так и избытка. И хотя наш мир — не совсем ночной кошмар, где ИИ-машины стремятся уничтожить человечество, существует более фундаментальная угроза нашему выживанию.

Вода. Качественная питьевая вода, в частности.

Обнаружение этого, доступ к нему, лечение этого, транспортировка этого, распределение его и безопасное сохранение это было одной из самых больших проблем человечества начиная с рассвета нашего вида. И для растущего числа людей в XXI веке здесь и за границей необходимость очистки загрязненной воды является реальной.

Муниципалитетам, государственным службам и предприятиям, которые полагаются на технологии очистки воды для обслуживания миллионов людей, нужны решения. Однако благодаря новым инновациям во многих аспектах водоподготовки будущее водной отрасли, безусловно, обнадеживает.

5 инновационных тенденций в технологии очистки воды

Если вы на самом деле не испытали воздействия загрязненной воды или не столкнулись с последствиями жесткой воды, технология очистки воды — это не то, о чем думает средний потребитель. Вы включаете кран и ожидаете, что вода будет чистой и безопасной. Ведь именно поэтому мы платим налоги, верно?

Однако реальность такова, что муниципалитеты и федеральное правительство испытывают трудности с удовлетворением растущего спроса на чистую питьевую воду. 

1. Мембранные технологии

Изображение для мембранной технологии

Мембранные фильтры широко используются в водной промышленности. Они могут быть найдены в водоочистных устройствах, таких как системы фильтрации воды RO для всего дома, а также в городских очистных сооружениях и предприятиях. Их поры могут быть меньше ширины волоса, задерживая большинство вредных микроскопических бактерий, обнаруженных в загрязненной воде.

Ученые испытывают новые типы мембран для повышения эффективности и снижения стоимости, поскольку мембраны необходимо заменять. Например, керамические мембраны оказались чрезвычайно эффективными для опреснения воды. Такое нововведение потенциально может снизить стоимость опреснения воды для прибрежных городов, сталкивающихся с дефицитом доступной пресной воды.

Недавние разработки продемонстрировали возможное снижение стоимости с 1 долл. США за кубический фут до всего лишь 0,50 долл. США за кубический фут в течение пяти лет с использованием керамических мембран. Керамические мембраны также обещают большую долговечность по сравнению с обычными, что снижает частоту замены фильтров.

2. Инновации в технологии очистки сточных вод

Станция очистки сточных вод

Если мы не сможем уменьшить количество сточных вод, которые мы производим, мы, по крайней мере, сможем найти способы их очистки и повторного использования. Очистка сточных вод обычно включает в себя применение химических веществ, а также многоступенчатый обратный осмос, но необходимые средства чрезвычайно велики.

В настоящее время во всем мире 844 миллиона человек не имеют доступа к чистой питьевой воде. По оценкам, к 2025 году две трети населения мира могут столкнуться с нехваткой воды, вытеснив миллионы. Производственные химикаты, сточные воды, бытовые отходы и нестабильные погодные условия объединились в нашу эру, чтобы создать сложную сеть вызовов для сегодняшних гигантских быстроразвивающихся мегаполисов.

Планы по созданию более компактных очистных сооружений в значительной степени опираются на новые и появляющиеся технологии очистки воды, которые требуют меньше места. Новые методы очистки сточных вод могут быть реализованы в многолюдных городских условиях, где пространство ограничено и дорого.

Один новый метод превращает сточные воды в энергетический ресурс. Процесс с активным илом чаще всего используется для удаления биохимической потребности в кислороде (БПК) из сточных вод. Модульные гибридные варочные котлы с активным илом, например, удаляют питательные вещества из воды, которые затем можно использовать в качестве удобрения. Эта технология очистки воды также снижает энергию, необходимую для очистки воды, до 50%.

3. Нанотехнология

Квантовое изображение нано технологий

На протяжении всей истории нашего вида загрязненная вода тесно связана с внезапными вспышками болезней. 88% смертей, вызванных диареей во всем мире, напрямую связаны с небезопасной питьевой водой.

Благодаря исследователям в Индии, теперь можно использовать нанотехнологии в водоподготовке. Композитные наночастицы, которые выделяют ионы серебра, могут быть использованы для удаления вредных микробов и бактерий, таких как кишечная палочка. Исследователи из Индийского технологического института считают, что это нововведение может вскоре сделать «микробиологически безопасную воду» доступной миллионам всего за 2,50 долл. США в год (USD).

Проще говоря, нанотехнология — это наука о манипулировании и изменении вещества в атомном и молекулярном масштабе — или шириной в 100 нанометров. Нанотехнология также применяется к устройствам и инструментам, которые сами по себе могут быть микроскопическими.

Благодаря разработке большего количества наночастиц для обработки различных типов загрязняющих веществ, обработка воды может стать более доступной и более доступной как для домашних хозяйств, так и для муниципалитетов.

4. Технология SMART Monitoring

Технология SMART Monitoring

Если вы уже знакомы с Siri, Alexa или Google Assistant, должно быть легко оценить преимущества технологии интеллектуального мониторинга. Теперь, когда мы вступаем в новую эру цивилизации, интеллектуальные технологии предлагают водоочистным сооружениям новый способ проявлять инициативу, а не реагировать на проблемы производства и контроля качества.

Smart — сокращение от «Технология самоконтроля и анализа» — это технология, которая изначально использовалась для повышения эффективности жестких дисков. Одна и та же технология, которая когда-то использовалась для мониторинга, анализа и диагностики работоспособности вашего накопителя, была расширена для множества других приложений.

Итак, как именно мониторинг Smart может улучшить очистку воды?

Согласно частному исследованию, следы перфторалкила и полифторалкила, двух наиболее распространенных химических веществ, были обнаружены в 86 общественных системах водоснабжения, обслуживающих до 9 миллионов человек.

Это много людей на службу. Обнаружение утечек, автоматическое тестирование, круглосуточный мониторинг и анализ в реальном времени — все это может быть реализовано и доступно через обширную сеть с помощью технологии Smart. Тогда есть проблема потери воды. Проведенное в 2013 году исследование 246 предприятий водоснабжения выявило потерю 130,1 млрд. Галлонов воды из-за утечек в системе. Интеллектуальный мониторинг может обнаружить эти утечки быстрее, улучшая время отклика и уменьшая потери.

5. Многоступенчатая фильтрационная очистка воды

Многоступенчатая фильтрационная очистка воды

Потребность в доступной и устойчивой очистке воды для сообществ является более насущной, чем мы понимаем для некоторых. Однако многоступенчатая фильтрация уже встречается во многих системах фильтрации воды для бытового использования.

Водоснабжение вблизи районов интенсивного сельского хозяйства, проливных дождей, добычи полезных ископаемых и разведения часто требует комплексной системы фильтрации для удаления широкого спектра загрязнений, от промышленных пестицидов до свинца из корродированных труб.

Многоступенчатая фильтрация предлагает муниципалитетам и домохозяйствам менее дорогостоящий способ очистки широкого спектра загрязняющих веществ. Этот относительно новый метод очистки воды сочетает в себе грубую предварительную фильтрацию гравия и медленную фильтрацию песка для обработки чрезвычайно высоких уровней загрязнения. Различные мембранные фильтры также могут быть интегрированы по мере необходимости для лечения широкого спектра химических веществ, токсинов, бактерий, микробов и даже некоторых типов кист.

Более масштабные, они также менее затратны в эксплуатации, если реализуются муниципалитетами. Значительно меньше сточных вод, чем метод RO также достигается.

Другие новые технологии очистки воды

Во всем мире нехватка пресной воды может столкнуться с кризисным состоянием. В сочетании с высокими темпами роста населения и массовыми миграциями местные системы водоснабжения могут быстро и внезапно загрязниться человеческими отходами, бактериями и даже токсичными химическими веществами.

EPA выпустило обновленное, углубленное 188-страничное исследование новых тенденций в новых технологиях очистки сточных вод, оценивая жизнеспособность и прогресс широкого спектра технологий в разработке.

Впервые опубликованная в марте 2013 года, оценка EPA выявила много перспективных секторов. Вот некоторые другие технологии, которые до сих пор исследуются исследователями, инженерами и учеными по всей стране:

  • Альтернативные дезинфицирующие средства
  • Восстановление аммиака
  • Синий кот
  • Мембранный биопленочный реактор
  • Многостадийный активированный биологический процесс
  • Глубокий шахтный активированный ил (VERTREAT)
  • Фильтрация сжимаемых носителей
  • Blue PRO Реактивная фильтрация медиа

Последние мысли…

Изменение климата. Промышленное загрязнение. Бытовые отходы. Наше мировое снабжение пресной водой постоянно находится под угрозой загрязнения. Стоимость очистки воды растет по мере увеличения спроса и сокращения предложения.

Домохозяйствам и предприятиям нужны устойчивые и доступные решения. Более эффективные способы очистки воды могут помочь нам лучше использовать ограниченную пресную воду, которая у нас есть. Что еще более важно, эти достижения в области водных технологий могут быстро сделать чистую питьевую воду более доступной.

Кулеры Диспенсеры Помпы