Faldende The Cost af rent vand

Hvert år lande verden lider vandmangel. Tallene er overraskende. Over 1 milliard mennesker leve uden stabil adgang til drikkevand. I mellemtiden er antallet af mennesker, der lever i vand stressede områder tegner sig for 41% af verdens befolkning (2,3 milliarder mennesker), og disse numre forventes kun at stige. I 2025 anslås det, at næsten 3,5 milliarder mennesker vil leve i områder, hvor drikkevandet er i høj kurs. Uden tvivl, den stigende mangel på vand er et spørgsmål, der vil fortsætte med at stige i prioritet over de kommende år. Centralt i indsatsen på at løse problemet vil være det videnskabelige samfund
Den vigtigste vandrensning /afsaltning processer er i brug falder ind under to kategorier:. Termisk afsaltning og omvendt osmose. Af de to, omvendt osmose er mere effektiv og omkostningseffektiv. Men processen er ikke uden knæk. Den bruges til at filtrere urenheder membranen er modtagelige for mikrober i urent vand. Som et resultat, er det nødvendigt med en chlor vask for at bekæmpe biofilmen, som samler sig på membranoverfladen. Desværre er de nuværende membraner betydeligt svækket ved udsættelse for klor.
Nylig Dr. Benny Freeman, en kemiingeniør professor ved University of Texas i Austin, og hans kolleger udviklet en klor-tolerante membran, der lover at forenkle vandet afsaltning proces, øget adgang til rent vand og eventuelt reduktion af drivhusgasser.
Forsker LiveScientist Levende talte med Dr. Freeman om den nye kemiske membran og dens potentiale for reduktion af drivhusgasser.

Kan du beskrive de nuværende midler omvendt osmose vandrensning?
Den nuværende membraner er aromatiske polyamider, der er deponeret oven på en porøs polysulfon støtte, der giver mekanisk struktur til membranen. Afsaltning udføres af aromatiske polyamid lag oven på det. I runde tal er det omkring 100 nanometer tyk.
Hvor effektiv er processen?
Den nemmeste måde at bedømme processen 'effektivitet er at sammenligne det med sin alternativ. Membranen udgør ca. halvdelen af ​​omkostningerne i andre teknologier til afsaltning af vand. Den alternative måde er gennem fordampning teknikker, dybest set, hvor du koge vandet og vandet fordamper, men saltet ikke.
Hovedsagelig en destillation.
Det er rigtigt. Processen kræver generelt omkring dobbelt så meget energi som membranerne gøre for at afsalte den samme mængde vand. Så ved denne foranstaltning, membranerne er den mest effektive måde at gøre dette. Da prisen på energi stiger, der gør energieffektive teknikker mere attraktive
SciLive Audio Alert:. Lyt til lydklip i slutningen af ​​artiklen for at høre Dr. Freeman diskutere, hvordan den nyudviklede membran påvirker afsaltning processen Hvad er de nuværende membraner lavet af?
De er lavet af aromatiske polyamider.
Kan du forklare dannelsen af ​​biofilm på membraner?
Hovedsagelig hvis du tager råvand ud af jorden eller havet, det har mikroorganismer der vil stort set kolonisere overfladen. Membraner giver et godt område, hvorpå biofilm kan lide at vokse på. Dette er en naturlig proces, fordi der er mikroorganismer i vand.
Hvilke farer gør biofilm udgøre?
Fare for, at de udgør er, at de coate overfladen af ​​membranerne, hvilket resulterer i et tab af flux og i nogle tilfælde et fald i evnen af ​​membranerne til at afvise salt. Begge disse faktorer bidrager til markant lavere membran levetid end man kunne få fraværende biologisk forurening.
Hvordan er den kemiske sammensætning af membranen laboratoriet udviklede forskellig fra andre membraner øjeblikket anvendes i rensningsprocessen?
Vi har stort set fjernet amidbindingerne, som er det svage led i konventionelle membraner - det vil sige, amidbindingerne er meget følsomme til at fastgøre med chlor. Vi har erstattet dem med bindinger, såsom sulfongrupper, der er langt mere tolerante over for udsættelse for vandig chlor. Der adskiller den kemiske struktur af vores membran fra nuværende generation materialer. Det er derfor, de er resistente.
Hvordan nye membran bidrage til en reduktion af thewaterwater rensningsprocessen 'carbon footprint?
Dybest set, hvis du ikke har nogen af ​​de bio-fouling problemer, fordi du kan bruge tilstrækkelige mængder af klor, dette gør membranen arbejde ved højere flux og derfor mindre energitilførsel er nødvendig for at generere en given mængde renset vand. Også, hvis du kan bruge membraner i stedet fordampningsteknikker, membranerne kræve omkring halvdelen af ​​den energi. Så hvis du kan bruge membraner til at afsalte vand, har du en iboende reduktion i den nødvendige for at producere renset vand energiforbrug. Det fører til reducerede kulstof indlæggelser.
Hvad er det næste for dit laboratorium forskning?
Der er to retninger langs hvilken vi arbejder lige nu. Den ene er at arbejde med industrielle partnere for at skalere op og implementere denne platform af membran. Den anden er at yderligere at optimere kemien i vores laboratorium - højere salt afvisning og til at angribe andre ioner ved siden bare salt såsom bor og arsen, der også bekymringer i rensning af vand
.