Hayat birçok sürpriz sunabilir. Ve her zaman hoş olmayanlar. Umarım ıssız bir adada ya da Afrika çölünün ortasında içme suyuna erişiminiz olmadan mahsur kalmazsınız. Ancak yine de doğaçlama yöntemlerle deniz suyunun tuzdan nasıl arındırılacağını öğrenmenizi tavsiye ederiz. İşe yarayacak mı?
Aşağıda açıklanan yöntem, hayatta kalma hacklerinin hayranları arasında oldukça popülerdir. Ve bunun iyi bir nedeni var: Süreç basittir, çok fazla "envanter" gerektirmez ve nispeten az zaman alır. Damıtma işlemine şafak vakti başlarsanız deniz suyu öğle saatlerinde içilebilir hale gelir.
Deniz suyunu tuzdan arındırmak ve içilebilir hale getirmek için ihtiyacınız olacak:
1. Kova, kase veya tava;
2. Koyu kap (siyah renk güneş ısısını daha etkili bir şekilde çeker ve ısınır);
3. Boyunsuz bir cam veya plastik şişe;
4. Film, plastik torba veya kapak;
5. Güneş ışığı
1. Adım
Büyük bir kaseye veya kovaya koyu renkli bir kap yerleştirin.
2. Adım
Yapının ortasına boynu kesilmiş bir cam veya plastik şişe yerleştirin.
3. Adım
Siyah kabı deniz suyuyla doldurun. Ortadaki bardağın içine düşmemesine dikkat edin.
4. Adım
Tüm yapıyı film veya sıkı bir kapakla örtün. Sıkılık bizim için her şeydir. Film kullanıyorsanız, tuzdan arındırılmış su camının tam üstüne, ortasına bir taş veya başka bir ağırlık yerleştirin.
Adım 5
Damıtma aparatınızı güneşte bırakıp bekleyin. Yapay "ısı" koşullarında film altında 8-10 saat içinde deniz suyu buharlaşacak, yoğunlaşmaya dönüşecek ve taze "yağış" şeklinde doğrudan camın içine düşecektir.
Herhangi bir gemi kazası geçiren kişinin temel sorunu içme suyunun olmamasıdır. Cidden, bol meyveleri ve temiz su kaynaklarıyla cennet adaları bu kuralın istisnasıdır. Çoğu zaman yaşama çok daha az uygun olan bölgelerde hayatta kalmak zorunda kalırsınız. Ve eğer bunu daha sonraya erteleyebilirsen, o zaman bir sorun var demektir su çıkarma hemen ve çok keskin bir şekilde ayağa kalkar.
Aslında pek çok seçenek var. Toplayabilir, kumlu kıyıda metrelerce kumun içinden geçen suyun tamamen içilebilir hale geleceği bir "kuyu" kazmayı deneyebilirsiniz. Veya okulunuzun fizik bilgisini yardımınıza çağırabilir ve en basitini oluşturabilirsiniz. deniz suyu tuzdan arındırıcı.
Bu yüzden. İçin suyun tuzdan arındırılması ihtiyacınız olacak:
- plastik şişe
- büyük ışık konteyneri
- küçük karanlık kap
- polietilen filmi
O zaman her şey basit. Büyük bir kabı ağzına kadar yere gömüyoruz ve içine deniz suyuyla dolu orta koyulukta bir kap yerleştiriyoruz. Ve içine bir bardak veya kesilmiş bir plastik şişe koyuyoruz ve oraya tuzlu suyun girmesini önlemek için mümkün olan her yolu deniyoruz. Tüm bu yapıyı güneşte bırakıp hava geçirmez bir şekilde filmle kaplıyoruz. Ayrıca camın üzerindeki filmin üzerine doğrudan küçük bir ağırlık yerleştirilmesi de tavsiye edilir - bu, suyun oraya akmasını sağlayacaktır. Ve aslında hepsi bu. 8 saat sonra ortalama olarak sadece 200 mililitrelik bir bardak içmiş olacaksınız.
Çalışma prensibi basittir: Güneş ışığının etkisi altında koyu renkli malzeme ısınır ve suyun buharlaşması artar. Polietilen film dışarıya su buharı salmaz ve büyük kabın duvarları yoğuşma için gerekli sıcaklık farkını sağlar.
Aslında tarif değişebilir. Örneğin bazıları, büyük bir kap kullanmamayı, sadece kumda bir delik kazıp karanlık kabı oraya yerleştirmeyi tavsiye ediyor. Diğerleri opak polietilen kullanmayı tercih eder. Kısacası seçenekler var.
Her durumda etkili bir şekilde suyun tuzdan arındırılması böyle bir tasarım gerçekten yeterli olmayacak. Ancak beş veya altı parça zaten size günlük normunuzu sağlamak için yeterli olacak ve aynı zamanda daha faydalı şeyler için zaman kazandıracaktır. Asıl sorun, gemi kazası geçiren kişinin çoğu zaman hiçbir mülkünün olmaması, dolayısıyla çömleklerden hiç söz edilmiyor. Bu durumda tarif dönüştürülür ve basitleştirilir.
Dünyadaki okyanusların kirlenmesi nedeniyle hemen hemen her adanın kıyısında plastik şişeler ve eski çantalar bulunabilir. Kirli, buruşuk, yer yer delikler var ama hiç yoktan iyidir. Bu nedenle bir çukur kazıyoruz, deniz suyuyla nemlendirilmiş dalları ve yaprakları dibe atıyoruz ve ortasına kesilmiş bir plastik şişe yerleştiriyoruz. Üstte birkaç katman halinde polietilen var. Suyun periyodik olarak eklenmesi gerekecektir.
Teorik olarak polietilen geniş yapraklarla değiştirilebilir, ancak bu değiştirme işlemin verimliliğini daha da azaltır suyun tuzdan arındırılması. Kısacası burada yüksek performansa güvenemezsiniz. Ama bu hiç yoktan iyidir.
Denizlerin ve okyanusların suyunun tuzdan nasıl arındırılacağını ilk düşünenler denizciler ve gemi yapımcıları oldu. Sonuçta denizciler için tatlı su, gemideki en değerli kargodur. Bir fırtınaya dayanabilir, tropiklerin şiddetli sıcaklığına dayanabilir, karadan ayrı kalmaya dayanabilir, aylarca konserve sığır eti ve kraker yiyebilirsiniz. Ama su olmadan nasıl yaşayabilirsin? Ve ambarlara yüzlerce varil sıradan tatlı su yüklendi. Paradoks! Sonuçta, denizde bir uçurum var. Evet su ama tuzlu ve öyle ki içme suyundan 50-70 kat daha tuzlu. Bu nedenle tuzdan arındırma fikrinin dünya kadar eski olması doğaldır.
Antik Yunan bilim adamı ve filozof Aristoteles (M.Ö. 384-322) bile şöyle yazmıştı: “Tuzlu su buharlaşarak tatlı su oluşturur…” Yazılı kaynaklarda kaydedilen ilk yapay tuzdan arındırma deneyimi M.Ö. 4. yüzyıla kadar uzanır.
Efsaneye göre, gemisi kaza geçiren ve susuz kalan Aziz Basil, kendisini ve yoldaşlarını nasıl kurtaracağını buldu. Deniz suyunu kaynattı, deniz süngerlerini buharla ıslattı, sıktı ve tatlı su elde etti... Aradan yüzyıllar geçti ve insanlar tuzdan arındırma tesisleri yapmayı öğrendi. Rusya'da suyun tuzdan arındırılmasının tarihi 1881'de başladı. Daha sonra, Hazar Denizi kıyısında, bugünkü Krasnovodsk yakınlarındaki bir kalede, garnizona tatlı su sağlamak için bir tuzdan arındırma tesisi inşa edildi. Günde 30 metrekare tatlı su üretiyordu. Bu çok az! Ve zaten 1967'de, günde 1.200 metrekare su sağlayan bir tesis oluşturuldu. Şu anda Rusya'da faaliyet gösteren 30'dan fazla tuzdan arındırma tesisi bulunmaktadır ve bunların toplam kapasitesi günde 300.000 m2 tatlı sudur.
Deniz suyundan tatlı su üreten ilk büyük tesisler elbette dünyanın çöl bölgelerinde ortaya çıktı. Daha doğrusu Kuveyt'te, Basra Körfezi kıyısında. Dünyanın en büyük petrol ve gaz sahalarından biri burada bulunuyor. 1950'lerin başından bu yana Kuveyt'te birçok deniz suyu tuzdan arındırma tesisi inşa edildi. Karayip Denizi'ndeki Aruba adasında termik santralle birlikte güçlü bir damıtma tesisi faaliyet gösteriyor. Artık Cezayir, Libya, Bermuda, Bahamalar ve Amerika Birleşik Devletleri'nin bazı bölgelerinde tuzdan arındırılmış su kullanılıyor. Kazakistan'ın Mangyshlak Yarımadası'nda deniz suyunu tuzdan arındırma tesisi bulunmaktadır. Burada, çölde, 1967'de insan yapımı bir vaha büyüdü - Shevchenko şehri. Başlıca ilgi çekici yerleri arasında yalnızca dünyaca ünlü güçlü nükleer enerji santrali, büyük bir deniz suyu tuzdan arındırma tesisi değil, aynı zamanda dikkatlice düşünülmüş bir su tedarik sistemi de bulunmaktadır. Şehirde üç adet su temin hattı bulunmaktadır. Bunlardan biri yüksek kalitede tatlı içme suyu taşıyor, ikincisi bitkileri yıkamak ve sulamak için kullanılabilecek hafif acı su taşıyor ve üçüncüsü ise kanalizasyon da dahil olmak üzere teknik ihtiyaçlar için kullanılan sıradan deniz suyunu taşıyor.
Shevchenko şehrindeki nükleer santraldeki su tuzdan arındırma tesisi (1982).
Şehirde 120 binden fazla insan yaşıyor ve her insanın Muskovitler veya Kiev sakinlerinden daha az suyu yok. Bitkiler için de yeterli su. Ancak onlara su vermek o kadar basit bir iş değil: Yetişkin bir ağaç saatte 5-10 litre su içiyor. Ancak yine de her sakin için yeşil alanların kapladığı 45 metrekare alan var. Bu, Moskova'dan neredeyse 1,5 kat, parklarıyla ünlü Viyana'dan 2 kat, New York ve Londra'dan yaklaşık 5 kat, Paris'ten 8 kat daha fazla.
Bugün dünyada içme suyu sorunu giderek daha acil hale geliyor - oldukça fazla var. Örneğin Afrika'ya bu kaynak, gereken miktarın yalnızca yüzde 30'u kadar sağlanıyor.
Bu kıtadaki diğer ülkeler bunu gerçekleştiriyoriçme suyu dağıtımımümkünse, ancak bu yine de yeterli değil. Bilim adamlarını deniz suyundan içme suyu yapmanın mümkün olup olmadığı konusunda düşünmeye sevk eden de bu durum oldu. Aslında uzun bir süreç olmasına rağmen belki evde bile olabilir. Bu durumda, bir damıtma küpüne veya kaçak içkiye ihtiyacınız olacak. Bu durumda tuzların suda tamamen çözünemediği fizik kanunu kullanılır. Yani buharlaşmadan sonra mineraller dipte kalır.
Deniz suyunun geçmesi
Deniz suyunu ay ışığı imbikinden geçirerek, kaynattıktan sonra minimum miktarda yabancı madde içeren içmeye hazır içme suyu elde edeceksiniz. Bileşimi itibariyle elektriği iletmeyen damıtılmış suya daha çok benzer. Bu nedenle sarhoş olmak oldukça zordur. Ancak eczaneler sözde "güçlendiriciler" satıyor; sadece birkaç damla ekleyerek insan vücudunun ihtiyaç duyduğu suyu elde edebilirsiniz. Yani toplamda deniz suyundan içme suyu üretimi, maden suyu üretiminden biraz daha pahalıya mal oluyor.
Doğal şartlarda deniz suyundan içme suyu nasıl yapılır?
Mevcut malzemelerden bir çeşit kaçak içki yaratırsanız deniz suyunu içme suyuna dönüştürmek hiç de zor değil. Bunu yapmak için, içeriden film, birkaç büyük taş ve samanla sarılmış bir deliğe ihtiyacınız olacak. Deliğe dökülen su samanla kaplıdır. Üstüne de filmle kaplanmış taşlar yerleştirilir. Su ısındıktan sonra buharlaşmaya başlayacak, soğuduğunda taşların üzerinde yoğunlaşacaktır. Elbette çok az su olacak ama en azından susuzluğunuzu gidermeye yetecek kadar.
Modern dünyanın en önemli sorunlarından biri içme suyu sıkıntısıdır. Kıtlığı sorunu neredeyse tüm ülkeler ve kıtalar için geçerlidir. Sorunun özü tatlı suyun çıkarılması veya dağıtılması değil, tuzlu sudan üretilmesidir (https://reactor.space/government/desalination/).
Sorunun alaka düzeyi
Su, litre başına bir grama kadar tuz içeriyorsa zaten sınırlı miktarlarda tüketime uygundur. Ancak bu rakam litre başına on gram oranına yaklaşırsa bu sıvı artık içilemez. İçme suyunda, içindeki mikroorganizmaların ve organik bileşenlerin içeriğine ilişkin bir takım kısıtlamalar da vardır. Dolayısıyla saf bir sıvının elde edilmesi oldukça karmaşık, çok seviyeli bir süreçtir.
İçme suyu elde etmenin en popüler yöntemi tuzdan arındırmadır. Üstelik bu yöntem sadece kurak iklime sahip bölgeler için değil aynı zamanda Avrupa ve Amerika için de geçerlidir. Tuzlu sudan tatlı su elde etmek sorunu çözmenin en iyi yoludur.
Gezegenin hemen hemen her bölgesinde yüksek tuz içeriğine sahip çeşitli sıvı birikintileri bulunabilir. Mikroorganizmaların çoğalması için hiçbir koşul yoktur. Tuzlu sular nispeten büyük bir derinlikte bulunur ve bu da tehlikeli kimyasal elementlerle harici kirlenmenin oluşmasını ortadan kaldırır. Deniz suyundan tatlı su da elde edilebilir. Bu yazıda bu sorunu çözmenin en popüler yollarına bakacağız.
Suyun kaynatılarak damıtılması
Bu teknik eski çağlardan beri kullanılmaktadır. Günümüzde çeşitli damıtma seçenekleri kullanılmaktadır. Buradaki fikir sıvıyı kaynatmak ve buharı yoğunlaştırmaktır. Sonuç tuzdan arındırılmış sudur.
Önemli miktarlarda sıvı üretmek için iki popüler teknoloji kullanılmaktadır. Bunlardan birine çok sütunlu damıtma denir. Teknolojinin özü, sıvıyı ilk sütunda kaynama durumuna getirmektir. Ortaya çıkan buhar, ısıyı kalan sütunlara aktarmak için kullanılır. Bu teknik etkilidir. Endüstriyel ölçekte tatlı su üretmek için kullanılabilir. Ancak bu teknoloji oldukça enerji yoğundur. Bu nedenle günümüzde oldukça nadir kullanılmaktadır.
Hızlı kaynatma yoluyla damıtmanın daha etkili olduğu bulunmuştur. Teknolojinin özü, tuzlu sıvının özel odalarda buharlaştırılmasıdır. İçlerinde basınç göstergesi yavaş yavaş azalır. Buna göre su buharı elde etmek için daha düşük bir sıcaklığa ihtiyaç vardır. Bu teknolojinin daha etkili olmasının nedeni budur.
İki damıtma yöntemi daha vardır: membran ve sıkıştırma. İlk iki teknolojinin modernizasyonunun bir sonucu olarak ortaya çıktılar. Membran damıtma, soğutma bobini görevi gören hidrofobik bir membranın kullanımına dayanmaktadır. Buharın geçmesine izin verirken suyu tutar. Sıkıştırmalı damıtma, ilk sütunda sıkıştırılmış (aşırı ısıtılmış) buharın kullanımına dayanır.
Bu teknolojilerin hepsi aynı dezavantaja sahiptir. Fazla enerji yoğundurlar. Bir sıvıyı sıfırdan yüz dereceye kadar ısıtmak için dört yüz yirmi kilojoule harcamanız gerekir. Suyun durumunu sıvıdan gaza dönüştürmek için iki bin iki yüz altmış kilojul gerekecek. Göz önünde bulundurulan teknolojiler prensibine göre çalışan ekipman, üretilen tuzdan arındırılmış sıvının metreküpü başına saatte üç buçuk veya daha fazla kilovat tüketir.
Güneş tarafından damıtma
Güney ülkelerinde damıtma işlemini gerçekleştirmek için güneş enerjisinden yararlanılıyor. Bu, tuzlu suyun tuzdan arındırılması maliyetlerini önemli ölçüde azaltmayı mümkün kılar. Damıtma işlemini gerçekleştirmek için güneş panellerini veya doğrudan Güneş'in termal enerjisini kullanabilirsiniz. Teknik olarak en basit olanı buharlaştırıcılara dayalı teknolojidir. İkincisi, içine tuzlu sıvının döküldüğü cam veya plastikten yapılmış özel prizmalardır.
Bunun sonucunda güneş enerjisi suyun sıcaklığını artırır. Sıvı buharlaşmaya başlar ve duvarlarda yoğuşma olarak düşer. Buhar akışından çıkan damlalar özel alıcılara akar. Gördüğünüz gibi teknoloji çok basit. Dezavantajları arasında düşük verimlilik göstergesini vurgulamakta fayda var. Yüzde elliyi geçmiyor. Bu nedenle bu teknoloji yalnızca yoksul bölgelerde kullanılmaktadır. Onun yardımıyla en iyi ihtimalle küçük bir köye tatlı su sağlanabilir.
Pek çok mühendis, söz konusu teknolojinin modernizasyonu üzerinde çalışmaya devam ediyor. Ana hedefleri bu tür sistemlerin çıktısını arttırmaktır. Örneğin kılcal filmlerin kullanımı güneş enerjili damıtıcıların performansını önemli ölçüde artırabilir.
Alternatif enerji kaynaklarıyla çalışan sistemlerin tatlı su elde etmede ana araç olmadığını belirtelim. Bununla birlikte, kullanımları damıtma işlemi için önemli maliyetler gerektirmez.
Tuzları sıvılardan uzaklaştırmak için diğer teknik çözümler kullanılabilir. Oldukça popüler bir su arıtma yöntemi elektrodiyalizdir. Yöntemi uygulamak için bir çift membran kullanılır. Bunlardan biri katyonların geçişi için gereklidir, ikincisi ise yalnızca anyonlar için kullanılır. Parçacıklar, doğru akımın etkisi altında membranlar arasında dağıtılır. Bu çözüm genellikle güneş ve rüzgar jeneratörleriyle birlikte uygulanır.
Ters ozmoz
Suyu tuzdan arındırma teknolojileri sürekli olarak geliştirilmektedir. Günümüzde ters ozmoz bazlı teknikler giderek daha popüler hale geliyor. Sonuç olarak yarı geçirgen bir membran kullanmaktır. İçinden tuzlu sıvı geçer. Sonuç olarak, basınç göstergesinin aşırı olduğu tarafta tuz kirliliği parçacıkları kalır.
Ters ozmoz yöntemi en ekonomik olanıdır. Özellikle kritik olmayan tuz içeriğine sahip suyun tuzdan arındırılması için kullanılıyorsa. Bu durumda bir metreküp su üretmek için bir kilovatsaat enerji yeterli olabilir. Bu nedenle ters ozmoz teknolojisi en umut verici olarak kabul edilmektedir.
Sonuçlar
Her su tuzdan arındırma yönteminin kendine has özellikleri vardır. Endüstriyel ölçekte tatlı su üretmek için en ekonomik ve etkili seçeneği seçmek gerekir. Ters ozmoz yöntemi şu ana kadar en etkili olanıdır.