Экологичный метод опреснения: меньше затрат, больше пользы

Удаление бора из морской воды — важный шаг в создании безопасной питьевой воды.

Новый метод, разработанный инженерами Мичиганского университета и Университета Райса, позволяет снизить затраты и повысить экологичность процессов опреснения.

Исследование, предлагает использовать углеродные электроды вместо дорогостоящих химикатов.

Проблема бора в морской воде

Бор, присутствующий в морской воде в виде борной кислоты, представляет угрозу для здоровья и сельского хозяйства.

Его концентрация вдвое превышает мягкие ограничения Всемирной организации здравоохранения и в 5-12 раз превышает допустимый уровень для многих растений.

"Большинство мембран для обратного осмоса плохо справляются с бором. Чтобы удалить его, обычно применяют дополнительные химические этапы, что значительно увеличивает стоимость", — поясняет Йован Камцев, доцент Мичиганского университета.

Новая технология

Разработанный метод снижает использование химикатов и затрат энергии на 15%, что эквивалентно экономии около 20 центов за кубометр воды.

При мировой производительности опреснительных установок в 95 миллионов кубометров в день, это позволяет экономить около 6,9 миллиарда долларов ежегодно.

Электроды из углеродной ткани улавливают бор в пористых структурах с кислородсодержащими группами, пропуская другие ионы. Чтобы сделать бор отрицательно заряженным, вместо добавления щёлочи используется электролиз воды.

"Гидроксид взаимодействует с бором, придавая ему отрицательный заряд, благодаря которому он задерживается в порах положительного электрода", — объясняет Вейи Пань, научный сотрудник Университета Райса.

После улавливания бор удаляется без дополнительного этапа обратного осмоса.

Универсальная платформа очистки

Новую систему можно адаптировать для удаления других загрязнителей, таких как мышьяк.

"Функциональные группы на электродах настраиваются для связывания различных веществ, что делает процесс энергоэффективным", — добавляет Менахем Элимелех, профессор Университета Райса.

Экономичность и экологическая устойчивость новой технологии могут сделать морскую воду более доступным источником пресной воды, что особенно важно на фоне прогнозов о дефиците пресной воды к 2030 году.

Уточнения

Опресне́ние воды — удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач.