тонка зараза
Повторне використання води
Зараз фахівці з охорони природи самозабутньо мріють про повторне використання промислових і міських стічних вод, попередньо доведених до якості питної води. Але в цьому випадку доводиться мати справу з величезною кількістю всіляких забруднювачів і патогенів, а також органічних речовин, які повинні бути видалені або трансформовані в нешкідливі з'єднання. Отже, всі операції здорожує і ускладнюються.
Міські стічні води зазвичай проходять обробку в очисних спорудах, в яких в підвішеному стані знаходяться мікроби, що видаляють органіку і залишки харчових речовин, а потім в відстійних резервуарах, де відбувається поділ твердих і рідких фракцій. Воду після такого очищення можна скидати в поверхневі водойми, а також використовувати для обмеженого поливу і на деякі заводські потреби. В даний час одна з активно впроваджуваних технологій - мембранні біореактори (Membrane Bioreactor). Ця технологія поєднує використання зваженої у воді біомаси (як у звичайних очисних спорудах) і водних мікро-і ультратонких мембран замість відстійників. Воду після МБР можна вільно використовувати для іригації і для заводських потреб.
МБР також можуть принести велику користь в країнах, що розвиваються з поганою каналізацією, особливо в швидкозростаючих мегаполісах: вони дозволяють обробляти безпосередньо стічні води, відокремлюючи з них корисні речовини, чисту воду, азот і фосфор. МБР використовують також як попередню обробку води для зворотного осмосу; якщо ж потім обробити її УФ (або фотокаталітичними речовинами, що реагують на видиме світло), то вона буде придатна для пиття. У майбутньому, можливо, системи для «повторного використання води» будуть складатися тільки з двох етапів: МБР з нанофільтраціонние мембраною (що позбавить від необхідності етапу зворотного осмосу) і фотокаталітичного реактора, який послужить перешкодою для патогенів і знищить органічні забруднювачі з малою молекулярною масою. Правда, однією з серйозних перешкод є швидке засмічення мембрани, і успіх розвитку цього напрямку очищення води багато в чому залежить від нових модифікацій і властивостей мембран.
Чималу перешкоду складають і закони про охорону навколишнього середовища: у багатьох країнах суворо заборонено повторне використання води для комунальних потреб. Однак через недостачу водних ресурсів змінюється і це: так, в США повторне використання води щорічно зростає на 15%.
без солі
Збільшити запаси прісної води за допомогою опріснення вод морів, океанів і засолених внутрішніх водойм - дуже спокуслива мета, адже ці запаси складають 97,5% всієї води на Землі. Технології опріснення зробили крок далеко вперед, особливо за останнє десятиліття, проте до цих пір вони вимагають багато енергії і капіталовкладень, що стримує їх поширення. Швидше за все, частка великих установок з опріснення води традиційним (термальним) способом зменшиться: вони витрачають занадто багато енергії і сильно страждають від корозії. Передбачається, що майбутнє за невеликими системами опріснення, розрахованими на одну або кілька сімей (це стосується в основному країн, що розвиваються). Сучасні технології опріснення використовують мембранне розділення за допомогою зворотного осмосу і температурну дистиляцію. Стримуючими факторами для розвитку опріснення є, як уже було сказано, високе споживання енергії та експлуатаційні витрати, швидке забруднення мембран установок, а також проблема утилізації соляного розсолу і присутність у воді залишків забруднювачів з низькою молекулярною вагою, наприклад, бору.
Перспективність досліджень в цьому напрямку визначається перш за все зниженням питомих витрат енергії, і тут певний прогрес є: якщо в 1980-х роках вони в середньому становили 10 кВт · год / м3, то в даний час вони скоротилися до 4 кВт · год / м3. Але є й інші важливі успіхи: створення нових матеріалів для мембран (наприклад, з нанотрубок з вуглецю), а також створення нових очисних біотехнологій.
Залишається сподіватися, що в найближчі роки наука і технології дійсно сильно зроблять крок вперед - адже навіть залишаючись поки для багатьох майже непомітним, привид водної кризи давно вже бродить не тільки по Європі, але і по всьому світу.