Życie potrafi sprawić wiele niespodzianek. I nie zawsze przyjemnych. Miejmy nadzieję, że nie utkniesz na bezludnej wyspie lub pośrodku afrykańskiej pustyni bez dostępu do wody pitnej. Niemniej jednak radzimy dowiedzieć się, jak odsalać wodę morską za pomocą improwizowanych środków. Czy się przyda?
Opisana poniżej metoda jest bardzo popularna wśród fanów survival hacków. I nie bez powodu: proces jest prosty, nie wymaga dużego „inwentarza” i stosunkowo mało czasu. Jeśli rozpoczniesz proces destylacji o świcie, woda morska będzie zdatna do picia do południa.
Aby odsalać wodę morską i nadawać ją do picia, będziesz potrzebować:
1. Wiadro, miska lub patelnia;
2. Ciemny pojemnik (kolor czarny skuteczniej przyciąga ciepło słoneczne i nagrzewa się);
3. Butelka szklana lub plastikowa bez szyjki;
4. Folia, plastikowa torba lub wieczko;
5. Światło słoneczne
Krok 1
Umieść ciemny pojemnik w dużej misce lub wiadrze.
Krok 2
Umieść szklaną lub plastikową butelkę z odciętą szyjką na środku konstrukcji.
Krok 3
Napełnij czarny pojemnik wodą morską. Uważaj, aby nie spadł na środek szklanki.
Krok 4
Przykryj całą konstrukcję folią lub szczelną pokrywką. Szczelność jest dla nas wszystkim. Jeśli używasz folii, umieść kamień lub inny ciężarek na środku, bezpośrednio nad szklanką na odsoloną wodę.
Krok 5
Pozostaw aparat destylacyjny na słońcu i poczekaj. W ciągu 8-10 godzin pod folią w warunkach sztucznego „ciepła” woda morska odparuje, zamieni się w kondensację i spadnie w postaci świeżego „opadu” bezpośrednio do szkła.
Głównym problemem każdego rozbitka jest brak wody pitnej. A tak na serio, rajskie wyspy, obfitujące w owoce i czyste źródła, to raczej wyjątek od reguły. Najczęściej trzeba przeżyć na terenach znacznie mniej odpowiednich do życia. A jeśli możesz odłożyć to na później, oznacza to problem ekstrakcja wody wstaje natychmiast i bardzo ostro.
W rzeczywistości istnieje wiele opcji. Można zbierać, można spróbować wykopać „studnię” na piaszczystym brzegu, w której woda przepuszczona przez metry piasku okaże się całkowicie zdatna do picia. Możesz też skorzystać ze szkolnej wiedzy z zakresu fizyki i zbudować najprostsze konstrukcje instalacja odsalania wody morskiej.
Więc. Dla odsolenie wody będziesz potrzebować:
- plastikowa butelka
- duży lekki pojemnik
- mały ciemny pojemnik
- folia polietylenowa
Wtedy wszystko jest proste. Zakopujemy duży pojemnik w ziemi po brzegi i umieszczamy w nim średnio ciemny pojemnik wypełniony wodą morską. I wkładamy do niego szklankę lub pociętą plastikową butelkę i staramy się na wszelkie możliwe sposoby zapobiec przedostawaniu się tam słonej wody. Całą konstrukcję zostawiamy na słońcu, hermetycznie przykrywając ją folią. Zaleca się także położenie niewielkiego ciężarka bezpośrednio na folii nad szybą – umożliwi to przepływ tam wody. I właściwie to wszystko. Po 8 godzinach będziesz mieć średnio tylko 200 mililitrów szklanki.
Zasada działania jest prosta: pod wpływem światła słonecznego ciemny materiał nagrzewa się, a parowanie wody wzrasta. Folia polietylenowa nie uwalnia pary wodnej na zewnątrz, a ścianki dużego pojemnika zapewniają różnicę temperatur niezbędną do kondensacji.
Właściwie przepis może ulec zmianie. Niektórzy na przykład radzą nie używać dużego pojemnika, a po prostu wykopać dół w piasku i tam umieścić ciemne naczynie. Inni wolą używać nieprzezroczystego polietylenu. Krótko mówiąc, istnieją opcje.
W każdym razie skuteczne odsolenie wody Jeden taki projekt naprawdę nie wystarczy. Ale pięć lub sześć sztuk wystarczy już, aby zapewnić Ci codzienną normę, a także zwolni czas na bardziej przydatne rzeczy. Główny problem polega na tym, że rozbitek często nie ma żadnego majątku, więc o garnkach w ogóle nie ma mowy. W tym przypadku przepis zostaje przekształcony i uproszczony.
Dzięki zanieczyszczeniu oceanów świata plastikowe butelki i stare torby można znaleźć na wybrzeżach niemal każdej wyspy. Brudne, pogniecione, miejscami dziurawe, ale lepsze to niż nic. Dlatego kopiemy dół, wrzucamy na dno gałęzie i liście zwilżone wodą morską, a na środku kładziemy wyciętą plastikową butelkę. Na wierzchu znajduje się polietylen w kilku warstwach. Woda będzie musiała być okresowo dodawana.
Teoretycznie polietylen można zastąpić szerokimi liśćmi, jednak taka wymiana dodatkowo zmniejsza efektywność procesu odsolenie wody. Krótko mówiąc, nie można tu liczyć na wysoką wydajność. Ale to lepsze niż nic.
Żeglarze i stoczniowcy jako pierwsi pomyśleli o tym, jak odsalać wodę z mórz i oceanów. W końcu dla marynarzy świeża woda jest najcenniejszym ładunkiem na pokładzie. Można przetrwać burzę, znieść dotkliwe upały tropików, przetrwać oddzielenie od lądu, miesiącami jeść peklowaną wołowinę i krakersy. Ale jak żyć bez wody? Do ładowni załadowano setki beczek zwykłej świeżej wody. Paradoks! Przecież za burtą jest otchłań wody. Tak, woda, ale słona i do tego stopnia, że jest 50-70 razy bardziej słona od wody pitnej. Naturalne jest zatem, że idea odsalania jest stara jak świat.
Nawet starożytny grecki uczony i filozof Arystoteles (384-322 p.n.e.) napisał: „W drodze parowania słona woda tworzy świeżą wodę...”. Pierwsze doświadczenia sztucznego odsalania wody odnotowane w źródłach pisanych pochodzą z IV wieku p.n.e.
Legenda głosi, że święty Bazyli, rozbitek i pozostawiony bez wody, wymyślił, jak ocalić siebie i swoich towarzyszy. Gotował wodę morską, moczył w niej gąbki morskie parą, wyciskał je i otrzymywał świeżą wodę... Od tego czasu minęły wieki, a ludzie nauczyli się tworzyć instalacje odsalania. Historia odsalania wody w Rosji rozpoczęła się w 1881 roku. Następnie w twierdzy nad brzegiem Morza Kaspijskiego, niedaleko dzisiejszego Krasnowodska, zbudowano zakład odsalania, który miał zaopatrywać garnizon w świeżą wodę. Dziennie produkowała 30 metrów kwadratowych świeżej wody. To bardzo mało! A już w 1967 roku powstała tam instalacja dostarczająca 1200 metrów kwadratowych wody dziennie. Obecnie w Rosji działa ponad 30 zakładów odsalania, których łączna wydajność wynosi 300 000 metrów kwadratowych świeżej wody dziennie.
Pierwsze duże zakłady produkujące słodką wodę z wody morskiej pojawiły się oczywiście na pustynnych obszarach świata. A dokładniej w Kuwejcie, nad brzegiem Zatoki Perskiej. Znajduje się tu jedno z największych złóż ropy i gazu na świecie. Od początku lat pięćdziesiątych XX wieku w Kuwejcie zbudowano kilka zakładów odsalania wody morskiej. Na wyspie Aruba na Morzu Karaibskim działa potężna instalacja destylacyjna w połączeniu z elektrownią cieplną. Obecnie odsolona woda jest już wykorzystywana w Algierii, Libii, Bermudach i Bahamach, a także w niektórych obszarach Stanów Zjednoczonych. W Kazachstanie na półwyspie Mangyshlak znajduje się zakład odsalania wody morskiej. Tutaj, na pustyni, w 1967 roku, wyrosła sztuczna oaza – miasto Szewczenko. Do jego głównych atrakcji należy nie tylko słynna na całym świecie potężna elektrownia jądrowa, duża instalacja odsalania wody morskiej, ale także starannie przemyślany system zaopatrzenia w wodę. Na terenie miasta znajdują się trzy linie wodociągowe. Jeden niesie wysokiej jakości świeżą wodę pitną, drugi niesie lekko słonawą wodę, którą można wykorzystać do mycia i podlewania roślin, a trzeci niesie zwykłą wodę morską, wykorzystywaną do potrzeb technicznych, w tym do ścieków.
Instalacja odsalania wody w elektrowni atomowej w mieście Szewczenko (1982).
W mieście mieszka ponad 120 tysięcy ludzi, a każda osoba ma nie mniej wody niż Moskale czy mieszkańcy Kijowa. Wystarczająca ilość wody także dla roślin. Ale podanie im wody nie jest taką prostą sprawą: dorosłe drzewo wypija 5-10 litrów na godzinę. Niemniej jednak na każdego mieszkańca przypada 45 metrów kwadratowych powierzchni zajmowanej przez tereny zielone. To prawie 1,5 razy więcej niż w Moskwie, 2 razy więcej niż w słynącym z parków Wiedniu, około 5 razy więcej niż w Nowym Jorku i Londynie, 8 razy więcej niż w Paryżu.
Dziś problem wody pitnej na świecie staje się coraz bardziej palący – jest go całkiem sporo. Na przykład Afryka otrzymuje ten zasób jedynie w 30 procentach wymaganej kwoty.
Inne kraje na tym kontynencie przeprowadzajądostawa wody pitnejjeśli to możliwe, ale to wciąż za mało. To właśnie ta sytuacja skłoniła naukowców do zastanowienia się nad tym, czy można wytworzyć wodę pitną z wody morskiej? A właściwie może nawet w domu, choć to długi proces. W tym wypadku potrzebna będzie kostka destylacyjna lub destylator bimbrowy. W tym przypadku stosuje się prawo fizyki, zgodnie z którym sole nie mogą całkowicie rozpuścić się w wodzie. Oznacza to, że po odparowaniu minerały pozostają na dnie.
Przepływająca woda morska
Przepuszczając wodę morską przez bimber, po jej zagotowaniu otrzymacie gotową do spożycia wodę pitną z minimalną ilością zanieczyszczeń. W swoim składzie bardziej przypomina wodę destylowaną, która nie przewodzi prądu. Dlatego dość trudno się na nim upić. W aptekach sprzedawane są jednak tak zwane „wzmacniacze”, dodając zaledwie kilka kropli, można uzyskać niezbędną dla organizmu wodę. Łącznie więc produkcja wody pitnej z wody morskiej kosztuje nieco więcej niż produkcja wody mineralnej.
Jak w naturalnych warunkach zrobić wodę pitną z wody morskiej?
Nie jest trudno zamienić wodę morską w wodę pitną, jeśli z dostępnych materiałów stworzysz rodzaj bimbru. Aby to zrobić, będziesz potrzebować dziury owiniętej od wewnątrz folią, kilku dużych kamieni i siana. Wodę wlewaną do dołu przykrywa się sianem. Na wierzchu umieszcza się kamienie, które są również pokryte folią. Po podgrzaniu woda zacznie parować, a gdy ostygnie, zacznie się skraplać na kamieniach. Wody oczywiście będzie bardzo mało, ale wystarczy, żeby chociaż ugasić pragnienie.
Jednym z najważniejszych problemów współczesnego świata jest niedobór wody pitnej. Problem jego niedoboru dotyczy prawie wszystkich krajów i kontynentów. Istotą problemu nie jest pobór czy dostarczanie wody słodkiej, ale jej produkcja z wody słonej (https://reactor.space/government/desalination/).
Istotność problemu
Jeśli woda zawiera do jednego grama soli na litr, nadaje się już do spożycia w ograniczonych ilościach. Jeśli jednak liczba ta zbliży się do stosunku dziesięciu gramów na litr, takiego płynu nie można już pić. Istnieje również szereg ograniczeń dotyczących wody pitnej, dotyczących zawartości w niej mikroorganizmów i składników organicznych. Zatem uzyskanie czystej cieczy jest dość złożonym, wielopoziomowym procesem.
Najpopularniejszą metodą pozyskiwania wody pitnej jest odsalanie. Co więcej, metoda ta jest istotna nie tylko dla regionów o suchym klimacie, ale także dla Europy i Ameryki. Najlepszym sposobem na rozwiązanie tego problemu jest wytwarzanie świeżej wody ze słonej wody.
Różne złoża cieczy o dużej zawartości soli można znaleźć w prawie każdym regionie planety. Nie ma warunków do namnażania się mikroorganizmów. Solanki zalegają na stosunkowo dużej głębokości, co eliminuje występowanie zewnętrznych zanieczyszczeń niebezpiecznymi pierwiastkami chemicznymi. Świeżą wodę można również uzyskać z wody morskiej. W tym artykule przyjrzymy się najpopularniejszym sposobom rozwiązania tego problemu.
Destylacja wody przez gotowanie
Technikę tę stosowano od czasów starożytnych. Obecnie stosuje się kilka opcji destylacji. Chodzi o to, aby doprowadzić płyn do wrzenia i skondensować parę. Rezultatem jest odsolona woda.
Aby wyprodukować płyn w znacznych ilościach, stosuje się dwie popularne technologie. Jedna z nich nazywa się destylacją wielokolumnową. Istotą tej technologii jest doprowadzenie cieczy do stanu wrzenia w pierwszej kolumnie. Powstała para służy do przekazywania ciepła do pozostałych kolumn. Ta technika jest skuteczna. Można go wykorzystać do produkcji świeżej wody na skalę przemysłową. Technologia ta jest jednak bardzo energochłonna. Dlatego obecnie jest używany dość rzadko.
Stwierdzono, że destylacja przez gotowanie rzutowe jest bardziej skuteczna. Istotą tej technologii jest odparowanie słonej cieczy w specjalnych komorach. W nich wskaźnik ciśnienia jest stopniowo zmniejszany. Odpowiednio, aby uzyskać parę wodną, potrzebna jest niższa temperatura. Dlatego ta technologia jest bardziej skuteczna.
Istnieją jeszcze dwie metody destylacji: membranowa i kompresyjna. Powstały w wyniku modernizacji dwóch pierwszych technologii. Destylacja membranowa opiera się na zastosowaniu membrany hydrofobowej, która pełni rolę wężownicy chłodzącej. Zatrzymuje wodę, jednocześnie umożliwiając przepływ pary. Destylacja kompresyjna polega na wykorzystaniu w pierwszej kolumnie pary sprężonej (przegrzanej).
Wszystkie te technologie mają tę samą wadę. Są zbyt energochłonne. Aby podgrzać ciecz od zera do stu stopni, trzeba wydać czterysta dwadzieścia kilodżuli. Aby zmienić stan wody z ciekłego na gazowy, potrzebne będą dwa tysiące dwieście sześćdziesiąt kilodżuli. Sprzęt działający w oparciu o rozważane technologie zużywa trzy i pół lub więcej kilowatów na godzinę na metr sześcienny wyprodukowanej odsolonej cieczy.
Destylacja na słońcu
W krajach południowych do przeprowadzenia procesu destylacji wykorzystywana jest energia słoneczna. Dzięki temu możliwe jest znaczne obniżenie kosztów odsalania słonej wody. Do przeprowadzenia procesu destylacji można wykorzystać panele słoneczne lub bezpośrednio energię cieplną Słońca. Najprostsza technicznie jest technologia oparta na wyparkach. Te ostatnie to specjalne pryzmaty wykonane ze szkła lub tworzywa sztucznego, do których wlewa się słony płyn.
W rezultacie energia słoneczna podnosi temperaturę wody. Ciecz zaczyna parować i opada w postaci kondensacji na ściankach. Krople wydobywające się z pary spływają do specjalnych odbiorników. Jak widać technologia jest bardzo prosta. Wśród jego wad warto podkreślić niski wskaźnik wydajności. Nie przekracza pięćdziesięciu procent. Dlatego technologia ta jest stosowana tylko w biednych regionach. Z jego pomocą w najlepszym przypadku mała wioska może zaopatrzyć się w świeżą wodę.
Wielu inżynierów kontynuuje prace nad unowocześnieniem rozważanej technologii. Ich głównym celem jest zwiększenie wydajności takich systemów. Na przykład zastosowanie folii kapilarnych może znacznie poprawić wydajność destylatorów słonecznych.
Pamiętajmy, że systemy zasilane alternatywnymi źródłami energii nie są głównym narzędziem pozyskiwania świeżej wody. Chociaż ich zastosowanie nie wymaga znacznych kosztów procesu destylacji.
Do usuwania soli z cieczy można zastosować inne rozwiązania techniczne. Dość popularną metodą oczyszczania wody jest elektrodializa. Aby wdrożyć tę metodę, stosuje się parę membran. Jeden z nich jest niezbędny do przejścia kationów, a drugi służy wyłącznie do anionów. Cząsteczki rozprzestrzeniają się po membranach pod wpływem prądu stałego. Rozwiązanie to jest często wdrażane w połączeniu z generatorami fotowoltaicznymi i wiatrowymi.
Odwrócona osmoza
Technologie odsalania wody są stale udoskonalane. Obecnie coraz większą popularnością cieszą się techniki oparte na odwróconej osmozie. Najważniejsze jest użycie półprzepuszczalnej membrany. Przepływa przez nią słona ciecz. W rezultacie cząsteczki zanieczyszczeń solnych pozostają po stronie, gdzie wskaźnik ciśnienia jest nadmierny.
Najbardziej ekonomiczna jest metoda odwróconej osmozy. Zwłaszcza jeśli jest stosowany do odsalania wody o niekrytycznej zawartości soli. W tym przypadku jedna kilowatogodzina energii może wystarczyć do wyprodukowania jednego metra sześciennego wody. Dlatego technologia odwróconej osmozy jest uważana za najbardziej obiecującą.
Wyniki
Każda metoda odsalania wody ma swoją własną charakterystykę. Aby wyprodukować świeżą wodę na skalę przemysłową, należy wybrać najbardziej ekonomiczną i efektywną opcję. Zdecydowanie najskuteczniejsza jest metoda odwróconej osmozy.