211service.com
Ūdens attīrīšana ar nanodaļiņām
Nanodaļiņu pievienošana ūdens attīrīšanas membrānai var dubultot tās efektivitāti, norāda Losandželosā bāzētais starta uzņēmums. Tā kā ūdens patēriņš pasaulē pieaug un saldūdens daudzums ir ierobežots, uzņēmums, NanoH2O , saka, ka tā jaunā pieeja varētu padarīt šādu attīrīšanas tehnoloģiju par dzīvotspējīgu risinājumu pieaugošai problēmai.
Zem spiediena: NanoH2O izstrādātā membrāna ļauj vairāk ūdens filtrēt cauri zem tāda paša spiediena. Tas samazina enerģijas vajadzības par aptuveni 20 procentiem, saka izpilddirektors Džefs Grīns.
Reversā osmoze — ūdens padeve caur puscaurlaidīgu membrānu, lai filtrētu piemaisījumus — tiek plaši uzskatīta par visefektīvāko ūdens atsāļošanas veidu. Bet tas ir ļoti energoietilpīgs un tāpēc dārgs, jo ūdens ir jāspiež cauri membrānai zem spiediena. Galvenais veids, kā samazināt saistītās izmaksas, ir palielināt ūdens caurlaidību ar tādu pašu spiedienu. Taču daudzus gadus membrānu tehnoloģiju uzlabojumi labākajā gadījumā ir bijuši pakāpeniski, saka Džefs Grīns , NanoH2O dibinātājs un izpilddirektors.
NanoH2O ir atklājis, ka porainu nanodaļiņu pievienošana membrānām var ievērojami palielināt ūdens filtrēšanas efektivitāti. Zem līdzīga spiediena cauri iziet divreiz vairāk ūdens, saka Grīns. Viņš piebilst, ka atsāļošanas iekārtā šī palielinātā caurlaidība samazinātu enerģijas vajadzības par 20 procentiem vai palielinātu ūdens produktivitāti par 70 procentiem par tām pašām izmaksām.
Koncepcija ir laba, saka Benito Mariñas , vides inženieris Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign. Membrānas atsāļošana parasti tiek apsvērta tikai tad, ja saldūdens krājumi nespēj apmierināt pieprasījumu. Taču, pieaugot pieprasījumam un tikai 1 procentam no pasaules saldūdens, kas pieejams cilvēku lietošanai, Mariñas saka, ka šādas tehnoloģijas kļūs svarīgākas. Viņš saka, ka pašlaik mēs neizmantojam membrānas jūras ūdens atsāļošanai tik daudz, cik mēs varētu, galvenokārt nepieciešamās enerģijas daudzuma dēļ.
Materiāls, ko izmanto reversajai osmozei, parasti ir organiska plānslāņa membrāna, parasti polimīda materiāls, kas perforēts ar sīkiem caurumiem. Šie caurumi ir pietiekami mazi, lai ļautu ūdenim iziet cauri, taču tie bloķē sāli un citus piesārņotājus. NanoH2O pieeja, kuras pamatā ir pētījumi, ko veica Ēriks Hūks , vides inženieris Kalifornijas Universitātē Losandželosā, membrānā iestrādās būriem līdzīgas nanodaļiņas, kas izgatavotas no alumīnija silikāta minerāliem, ko sauc par ceolītiem. Šo daļiņu diametrs nav lielāks par 200 nanometriem, kas aptuveni atbilst membrānas biezumam.
Nanodaļiņu iestrādāšana maina membrānas īpašības, padarot to hidrofilu jeb ūdeni pievilcīgu, tādējādi ūdens vieglāk iziet cauri. Tomēr būtiski ir tas, ka membrāna saglabā spēju filtrēt piesārņotājus, saka Grīns.
NanoH2O ir bijis pētniecības fāzē kopš uzņēmuma dibināšanas 2005. gadā. Taču šī mēneša sākumā tas ieguva finansējumu 15 miljonu ASV dolāru apmērā, lai komercializētu savu tehnoloģiju. Saskaņā ar Grīna teikto, uzņēmums tagad palielinās ražošanu, lai līdz 2010. gadam laist tirgū savu tehnoloģiju.
Mariñas saka, ka ir bijusi liela interese par neorganisku hidrofilu materiālu izmantošanu reversajai osmozei, taču neviens cits dizains nav ticis komercializēts. Viens no iemesliem tam, viņš saka, ir tas, ka lielākā daļa hidrofilo materiālu mēdz slikti filtrēt piemaisījumus. Viņš saka, ka tas, ka šis uzņēmums ražo hibrīdu, kas nav izgatavots tikai no hidrofila materiāla, ir ļoti interesants.
Vēl viena galvenā priekšrocība, saka Grīns, ir tā, ka NanoH2O izstrādātajām nanodaļiņām ir trīsdimensiju poraina struktūra. Tas nozīmē, ka atšķirībā no dažiem citiem porainiem hidrofīliem materiāliem, kas tiek pētīti, nav jāuztraucas par to, kā tie ir orientēti membrānā, lai tie varētu izlaist ūdeni.
Grīns saka, ka NanoH2O iegultā pieeja ir saderīga arī ar esošajiem ražošanas procesiem, ražošanas izmaksām pievienojot tikai 5 procentus.