Maisha yanaweza kutoa mshangao mwingi. Na sio za kupendeza kila wakati. Tunatumahi kuwa hautakwama kwenye kisiwa cha jangwa au katikati ya jangwa la Afrika bila kupata maji ya kunywa. Lakini, hata hivyo, tunakushauri ujue jinsi ya kusafisha maji ya bahari kwa kutumia njia zilizoboreshwa. Je, itakuja kwa manufaa?
Njia iliyoelezwa hapo chini ni maarufu sana kati ya mashabiki wa hacks za kuishi. Na kwa sababu nzuri: mchakato ni rahisi, hauhitaji "hesabu" nyingi na wakati mdogo. Ukianza mchakato wa kunereka alfajiri, maji ya bahari yatanywewa hadi saa sita mchana.
Ili kusafisha maji ya bahari na kuifanya inywe, utahitaji:
1. Ndoo, bakuli au sufuria;
2. Chombo cha giza (rangi nyeusi huvutia joto la jua kwa ufanisi zaidi na joto);
3. Kioo au chupa ya plastiki bila shingo;
4. Filamu, mfuko wa plastiki au kifuniko;
5. Mwanga wa jua
Hatua ya 1
Weka chombo giza kwenye bakuli kubwa au ndoo.
Hatua ya 2
Weka glasi au chupa ya plastiki na shingo iliyokatwa katikati ya muundo.
Hatua ya 3
Jaza chombo cheusi na maji ya bahari. Hakikisha haingii katikati ya glasi.
Hatua ya 4
Funika muundo mzima na filamu au kifuniko kikali. Kukaza ni kila kitu kwetu. Ikiwa unatumia filamu, weka jiwe au uzito mwingine katikati, moja kwa moja juu ya kioo kwa maji yaliyotolewa.
Hatua ya 5
Acha kifaa chako cha kunereka kwenye jua na usubiri. Katika masaa 8-10 chini ya filamu katika hali ya "joto" bandia, maji ya bahari yatatoka, kugeuka kuwa condensation na kuanguka nje kwa namna ya "mvua" safi moja kwa moja kwenye kioo.
Tatizo kuu la mtu yeyote aliyeanguka kwenye meli ni ukosefu wa maji ya kunywa. Kwa kweli, visiwa vya paradiso, vilivyo na matunda mengi na chemchemi safi, ni tofauti na sheria. Mara nyingi lazima uishi katika maeneo ambayo hayafai sana kwa maisha. Na ikiwa unaweza kuiweka hadi baadaye, basi kuna shida uchimbaji wa maji inasimama mara moja na kwa ukali sana.
Kwa kweli, kuna chaguzi nyingi. Unaweza kukusanya, unaweza kujaribu kuchimba "kisima" kwenye pwani ya mchanga, ambayo maji, yanapopitishwa kupitia mita za mchanga, yatageuka kuwa ya kunywa kabisa. Au unaweza kuita ujuzi wako wa shule wa fizikia kwa usaidizi wako na ujenge rahisi zaidi desalinator ya maji ya bahari.
Hivyo. Kwa maji kuondoa chumvi utahitaji:
- chupa ya plastiki
- chombo kikubwa cha mwanga
- chombo kidogo cha giza
- filamu ya polyethilini
Kisha kila kitu ni rahisi. Tunazika chombo kikubwa kwenye ardhi hadi ukingo, na kuweka chombo cha giza cha kati kilichojaa maji ya bahari ndani yake. Na tunaweka kioo au chupa ya plastiki iliyokatwa ndani yake, na tunajaribu kwa kila njia iwezekanavyo ili kuzuia maji ya chumvi kuingia huko. Tunaacha muundo huu wote kwenye jua, na kuifunika kwa filamu. Inashauriwa pia kuweka uzito mdogo moja kwa moja kwenye filamu juu ya kioo - hii itawawezesha maji kutiririka huko. Na, kwa kweli, hiyo ndiyo yote. Baada ya masaa 8, utakuwa na glasi tu ya mililita 200, kwa wastani.
Kanuni ya operesheni ni rahisi: chini ya ushawishi wa jua, nyenzo za giza huwaka, na uvukizi wa maji huongezeka. Filamu ya polyethilini haitoi mvuke wa maji kwa nje, na kuta za chombo kikubwa hutoa tofauti ya joto muhimu kwa condensation.
Kwa kweli, mapishi yanaweza kubadilika. Wengine, kwa mfano, wanashauri si kutumia chombo kikubwa, lakini tu kuchimba shimo kwenye mchanga na kuweka chombo giza huko. Wengine wanapendelea kutumia polyethilini opaque. Kwa kifupi, kuna chaguzi.
Kwa hali yoyote, kwa ufanisi maji kuondoa chumvi Ubunifu mmoja kama huo hautatosha. Lakini vipande vitano au sita tayari vitatosha kukupa hali yako ya kila siku, na pia itatoa wakati wa vitu muhimu zaidi. Shida kuu ni kwamba mtu aliyevunjika meli mara nyingi hana mali kabisa, kwa hivyo hakuna mazungumzo ya sufuria hata kidogo. Katika kesi hii, mapishi hubadilishwa na kurahisishwa.
Shukrani kwa uchafuzi wa bahari ya dunia, chupa za plastiki na mifuko ya zamani inaweza kupatikana kwenye pwani ya karibu kisiwa chochote. Mchafu, mkunjo, na mashimo mahali, lakini ni bora kuliko chochote. Kwa hivyo, tunachimba shimo, kutupa matawi na majani yaliyotiwa maji ya bahari hadi chini, na kuweka chupa ya plastiki iliyokatwa katikati. Juu kuna polyethilini katika tabaka kadhaa. Maji yatalazimika kuongezwa mara kwa mara.
Kinadharia, polyethilini inaweza kubadilishwa na majani mapana, lakini uingizwaji huu unapunguza zaidi ufanisi wa mchakato. maji kuondoa chumvi. Kwa kifupi, huwezi kutegemea utendaji wa juu hapa. Lakini hii ni bora kuliko chochote.
Mabaharia na wajenzi wa meli walikuwa wa kwanza kufikiria jinsi ya kuondoa chumvi kwenye maji ya bahari na bahari. Baada ya yote, kwa wasafiri wa baharini, maji safi ni mizigo ya thamani zaidi kwenye bodi. Unaweza kustahimili dhoruba, kuvumilia joto kali la nchi za hari, kunusurika kujitenga na ardhi, kula nyama ya ng'ombe na crackers kwa miezi kadhaa. Lakini unawezaje kuishi bila maji? Na mamia ya mapipa ya maji safi ya kawaida yalipakiwa kwenye sehemu hizo. Kitendawili! Baada ya yote, kuna shimo la maji juu ya bahari. Ndiyo, maji, lakini chumvi, na kwa kiasi kwamba ni mara 50-70 ya chumvi kuliko maji ya kunywa. Kwa hivyo, ni kawaida kwamba wazo la kuondoa chumvi ni la zamani kama ulimwengu.
Hata mwanasayansi wa kale wa Uigiriki na mwanafalsafa Aristotle (384-322 KK) aliandika: "Kwa kuyeyuka, maji ya chumvi huunda maji safi ..." Uzoefu wa kwanza wa uondoaji wa chumvi wa maji uliorekodiwa katika vyanzo vilivyoandikwa ulianza karne ya 4 KK.
Hadithi zinasema kwamba Mtakatifu Basil, aliyevunjikiwa na meli na kushoto bila maji, alifikiria jinsi ya kujiokoa yeye na wenzake. Alichemsha maji ya bahari, akalowesha sifongo za baharini ndani yake na mvuke, akazipunguza na kupata maji safi ... Karne nyingi zimepita tangu wakati huo na watu wamejifunza kuunda mimea ya kuondoa chumvi. Historia ya kuondoa chumvi katika maji nchini Urusi ilianza mnamo 1881. Kisha, katika ngome kwenye mwambao wa Bahari ya Caspian, karibu na Krasnovodsk ya kisasa, mmea wa kuondoa chumvi ulijengwa ili kusambaza ngome maji safi. Ilizalisha mita za mraba 30 za maji safi kwa siku. Hii ni kidogo sana! Na tayari mnamo 1967, ufungaji uliundwa huko ambao ulitoa mita za mraba 1,200 za maji kwa siku. Hivi sasa, kuna mimea zaidi ya 30 ya kusafisha chumvi inayofanya kazi nchini Urusi, uwezo wao wa jumla ni mita za mraba 300,000 za maji safi kwa siku.
Mimea kubwa ya kwanza ya kuzalisha maji safi kutoka kwa maji ya bahari ilionekana, bila shaka, katika maeneo ya jangwa la dunia. Kwa usahihi zaidi, huko Kuwait, kwenye mwambao wa Ghuba ya Uajemi. Moja ya mashamba makubwa ya mafuta na gesi duniani iko hapa. Tangu mwanzoni mwa miaka ya 1950, mitambo kadhaa ya kuondoa chumvi kwenye maji ya bahari imejengwa nchini Kuwait. Kiwanda chenye nguvu cha kunereka pamoja na mtambo wa nishati ya joto hufanya kazi kwenye kisiwa cha Aruba katika Bahari ya Karibea. Sasa maji yaliyotiwa chumvi tayari yanatumiwa nchini Algeria, Libya, Bermuda na Bahamas, na katika baadhi ya maeneo ya Marekani. Kuna mmea wa kusafisha maji ya bahari huko Kazakhstan kwenye Peninsula ya Mangyshlak. Hapa, jangwani, mnamo 1967, oasis iliyotengenezwa na mwanadamu ilikua - jiji la Shevchenko. Miongoni mwa vivutio vyake kuu sio tu mtambo wa nguvu wa nyuklia maarufu duniani, mtambo mkubwa wa kusafisha maji ya bahari, lakini pia mfumo wa ugavi wa maji uliofikiriwa kwa uangalifu. Kuna njia tatu za usambazaji wa maji katika jiji. Moja hubeba maji safi ya kunywa ya hali ya juu, ya pili hubeba maji yenye chumvi kidogo, ambayo inaweza kutumika kwa kuosha na kumwagilia mimea, na ya tatu hubeba maji ya kawaida ya bahari, ambayo hutumiwa kwa mahitaji ya kiufundi, ikiwa ni pamoja na maji taka.
Kiwanda cha kuondoa maji chumvi kwenye kiwanda cha nguvu za nyuklia katika jiji la Shevchenko (1982).
Zaidi ya watu elfu 120 wanaishi katika jiji, na kila mtu hana maji kidogo kuliko Muscovites au wakaazi wa Kiev. Maji ya kutosha kwa mimea pia. Lakini kuwapa maji sio jambo rahisi sana: mti wa watu wazima hunywa lita 5-10 kwa saa. Lakini hata hivyo, kwa kila mkazi kuna mita za mraba 45 za eneo lililochukuliwa na maeneo ya kijani. Hii ni karibu mara 1.5 zaidi kuliko huko Moscow, mara 2 zaidi kuliko huko Vienna, maarufu kwa mbuga zake, karibu mara 5 zaidi kuliko huko New York na London, mara 8 zaidi kuliko huko Paris.
Leo, shida ya maji ya kunywa inazidi kuwa ya haraka zaidi ulimwenguni - kuna kidogo kabisa. Afrika, kwa mfano, inapewa rasilimali hii kwa asilimia 30 tu ya kiasi kinachohitajika.
Nchi nyingine katika bara hili hutekelezautoaji wa maji ya kunywaikiwezekana, lakini hii bado haitoshi. Ilikuwa ni hali hii ambayo ilisababisha wanasayansi kufikiri juu ya kama inawezekana kufanya maji ya kunywa kutoka kwa maji ya bahari? Kwa kweli, labda hata nyumbani, ingawa ni mchakato mrefu. Katika kesi hii, utahitaji mchemraba wa kunereka au mwanga wa mwezi bado. Katika kesi hiyo, sheria ya fizikia hutumiwa, kulingana na ambayo chumvi haiwezi kufuta kabisa katika maji. Hiyo ni, baada ya uvukizi, madini hubakia chini.
Kupitisha maji ya bahari
Kwa kuendesha maji ya bahari kupitia mwangaza wa mwezi bado, baada ya kuchemsha, utapata maji ya kunywa tayari ya kunywa na kiwango cha chini cha uchafu. Katika muundo wake, inafanana zaidi na maji yaliyotengenezwa, ambayo haifanyi umeme. Kwa hiyo, ni vigumu sana kulewa juu yake. Lakini maduka ya dawa huuza kinachojulikana kama "viunga"; kwa kuongeza matone machache tu unaweza kupata maji ambayo mwili wa binadamu unahitaji. Kwa hiyo, kwa jumla, uzalishaji wa maji ya kunywa kutoka kwa maji ya bahari hugharimu kidogo zaidi kuliko uzalishaji wa maji ya madini.
Jinsi ya kufanya maji ya kunywa kutoka kwa maji ya bahari katika hali ya asili?
Sio ngumu kugeuza maji ya bahari kuwa maji ya kunywa ikiwa utaunda aina ya mwanga wa mwezi kutoka kwa nyenzo zinazopatikana. Ili kufanya hivyo, utahitaji shimo, ambalo limefungwa kutoka ndani na filamu, mawe kadhaa makubwa na nyasi. Maji hutiwa ndani ya shimo hufunikwa na nyasi. Mawe yanawekwa juu, ambayo pia yanafunikwa na filamu. Baada ya maji kuwasha, itaanza kuyeyuka, na inapopoa, itapunguza juu ya mawe. Bila shaka, kutakuwa na maji kidogo sana, lakini ya kutosha angalau kuzima kiu chako.
Moja ya matatizo muhimu zaidi ya dunia ya kisasa ni uhaba wa maji ya kunywa. Suala la uhaba wake ni muhimu kwa takriban nchi na mabara yote. Kiini cha tatizo sio uchimbaji au utoaji wa maji safi, lakini uzalishaji wake kutoka kwa maji ya chumvi (https://reactor.space/government/desalination/).
Umuhimu wa tatizo
Ikiwa maji yana hadi gramu moja ya chumvi kwa lita, tayari yanafaa kwa matumizi kwa kiasi kidogo. Walakini, ikiwa takwimu hii inakaribia uwiano wa gramu kumi kwa lita, kioevu kama hicho hakiwezi kunywa tena. Pia kuna idadi ya vikwazo kwa maji ya kunywa kuhusu maudhui ya microorganisms na vipengele vya kikaboni ndani yake. Kwa hivyo, kupata kioevu safi ni mchakato mgumu wa ngazi nyingi.
Njia maarufu zaidi ya kupata maji ya kunywa ni kuondoa chumvi. Kwa kuongezea, njia hii haifai tu kwa mikoa yenye hali ya hewa kavu, lakini pia kwa Uropa na Amerika. Kufanya maji safi kutoka kwa maji ya chumvi ni njia bora ya kutatua tatizo.
Amana mbalimbali za kioevu zilizo na chumvi nyingi zinaweza kupatikana karibu na eneo lolote la sayari. Hakuna masharti ya kuenea kwa microorganisms. Brines hulala kwa kina kikubwa, ambacho huondoa tukio la uchafuzi wa nje na vipengele vya kemikali hatari. Maji safi pia yanaweza kupatikana kutoka kwa maji ya bahari. Katika makala hii tutaangalia njia maarufu zaidi za kutatua tatizo hili.
Kunereka kwa maji kwa kuchemsha
Mbinu hii imetumika tangu nyakati za zamani. Siku hizi, chaguzi kadhaa za kunereka hutumiwa. Wazo ni kuleta kioevu kwa chemsha na kuimarisha mvuke. Matokeo yake ni maji yenye chumvi.
Ili kuzalisha kioevu kwa kiasi kikubwa, teknolojia mbili maarufu hutumiwa. Mmoja wao anaitwa kunereka kwa safu nyingi. Kiini cha teknolojia ni kuleta kioevu kwa hali ya kuchemsha kwenye safu ya kwanza. Mvuke unaotokana hutumiwa kuhamisha joto kwenye nguzo zilizobaki. Mbinu hii ni ya ufanisi. Inaweza kutumika kuzalisha maji safi kwa kiwango cha viwanda. Walakini, teknolojia hii ni ya nguvu sana. Kwa hivyo, siku hizi hutumiwa mara chache sana.
Utoaji wa kunereka kwa kuchemsha kwa flash umeonekana kuwa na ufanisi zaidi. Kiini cha teknolojia ni uvukizi wa kioevu cha chumvi katika vyumba maalum. Ndani yao, kiashiria cha shinikizo kinapunguzwa hatua kwa hatua. Ipasavyo, ili kupata mvuke wa maji, joto la chini linahitajika. Ndiyo maana teknolojia hii inafaa zaidi.
Kuna njia mbili zaidi za kunereka: membrane na compression. Ziliibuka kama matokeo ya kisasa ya teknolojia mbili za kwanza. Kunereka kwa membrane kunatokana na utumizi wa utando wa haidrofobi ambao hufanya kazi kama coil ya kupoeza. Inashikilia maji huku ikiruhusu mvuke kupita. Kunereka kwa mgandamizo kunatokana na utumiaji wa mvuke iliyoshinikwa (superheated) kwenye safu ya kwanza.
Teknolojia hizi zote zina drawback sawa. Zina nguvu nyingi sana. Ili joto kioevu kutoka sifuri hadi digrii mia moja, unahitaji kutumia kilojoule mia nne na ishirini. Na kubadili hali ya maji kutoka kioevu hadi gesi, kilojoule elfu mbili mia mbili na sitini zitahitajika. Vifaa vinavyofanya kazi kwa kanuni ya teknolojia inayozingatiwa hutumia kilowati tatu na nusu au zaidi kwa saa kwa kila mita ya ujazo ya kioevu kilichotolewa.
Kunereka na jua
Katika nchi za kusini, nishati ya jua hutumiwa kutekeleza mchakato wa kunereka. Hii inafanya uwezekano wa kupunguza kwa kiasi kikubwa gharama za kusafisha maji ya chumvi. Ili kutekeleza mchakato wa kunereka, unaweza kutumia paneli za jua au moja kwa moja nishati ya joto ya Jua. Rahisi zaidi kitaalam ni teknolojia kulingana na evaporators. Mwisho ni prisms maalum zilizofanywa kwa kioo au plastiki ambayo kioevu cha chumvi hutiwa.
Matokeo yake, nishati ya jua huongeza joto la maji. Kioevu huanza kuyeyuka na kuanguka nje kama condensation kwenye kuta. Matone yanayotokana na mtiririko wa mvuke ndani ya vipokezi maalum. Kama unaweza kuona, teknolojia ni rahisi sana. Miongoni mwa hasara zake, ni thamani ya kuonyesha kiashiria cha chini cha ufanisi. Haizidi asilimia hamsini. Kwa hiyo, teknolojia hii hutumiwa tu katika mikoa maskini. Kwa msaada wake, kwa bora, kijiji kidogo kinaweza kutolewa kwa maji safi.
Wahandisi wengi wanaendelea kufanya kazi katika kuboresha teknolojia inayozingatiwa. Lengo lao kuu ni kuongeza pato la mifumo hiyo. Kwa mfano, matumizi ya filamu za capillary zinaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa utendaji wa distillers za jua.
Tutambue kwamba mifumo inayoendeshwa na vyanzo mbadala vya nishati sio nyenzo kuu katika kupata maji safi. Ingawa, matumizi yao hauhitaji gharama kubwa kwa mchakato wa kunereka.
Ili kuondoa chumvi kutoka kwa vinywaji, suluhisho zingine za kiufundi zinaweza kutumika. Njia maarufu ya utakaso wa maji ni electrodialysis. Ili kutekeleza njia, jozi ya utando hutumiwa. Mmoja wao ni muhimu kwa kifungu cha cations, na pili hutumiwa pekee kwa anions. Chembe husambazwa kwenye utando chini ya ushawishi wa sasa wa moja kwa moja. Suluhisho hili mara nyingi hutekelezwa kwa kushirikiana na jenereta za jua na upepo.
Osmosis ya nyuma
Teknolojia za kuondoa chumvi kwenye maji zinaendelea kuboreshwa. Siku hizi, mbinu kulingana na osmosis ya nyuma zinazidi kuwa maarufu. Jambo la msingi ni kutumia utando unaoweza kupenyeza nusu. Kioevu chenye chumvi hupita ndani yake. Matokeo yake, chembe za uchafu wa chumvi hubakia upande ambapo kiashiria cha shinikizo kinazidi.
Njia ya reverse osmosis ni ya kiuchumi zaidi. Hasa ikiwa inatumika kwa kuondoa chumvi ya maji na maudhui ya chumvi yasiyo muhimu. Katika kesi hiyo, kilowatt-saa ya nishati inaweza kutosha kuzalisha mita moja ya ujazo ya maji. Kwa hivyo, teknolojia ya reverse osmosis inachukuliwa kuwa ya kuahidi zaidi.
Matokeo
Kila njia ya kuondoa maji chumvi ina sifa zake. Ili kuzalisha maji safi kwa kiwango cha viwanda, ni muhimu kuchagua chaguo la kiuchumi na la ufanisi zaidi. Njia ya reverse osmosis ndiyo yenye ufanisi zaidi.