Знаете ли Вы, что каждый десятый житель планеты не получает обычную питьевую воду в достаточном количестве. Для решения этой самой насущной проблемы человечества лучшие инженеры по всему земному шару разработали широкий спектр больших и малых, устройств, производящих чистую воду. Ежегодно появляется множество инноваций, упрощающих и удешевляющих эти процессы, и оборудование становится компактней и дешевле. На сегодняшний день во всём мире от нехватки питьевой воды страдают не менее 663 миллионов человек, и решение этой задачи с каждым годом становится всё актуальней.
Для получения пресной воды используются разные технологии - от конденсации воды из разряжённого воздуха и опреснения солёной морской воды до водяных чипов с ультрафиолетовой очисткой, которые можно применять в домашних условиях. Конечно, не все из существующих технологий вышли за пределы лабораторий, но те из них, которые были внедрены, уже позволили получить миллиарды литров чистой воды.
Башня по сбору питьевой воды Warka Water
Разработчикам понадобилось несколько лет для создания башни Warka Water, и в прошлом году первая опытная установка, способная получать чистую воду прямо из воздуха, всё-таки заработала в эфиопской деревушке. Уникальный проект, заслуживший награду, основан на концепции сбора воды из тумана.
Конструкция представляет собой огромный цилиндр из сплетенных бамбуковых прутьев, внутри которого натягивается ячеистая сетка. Башню окаймляет навес, позволяющий местным жителям отдохнуть в теньке, пока конденсат переливается в емкость из-под основания башни. Создатели башни планируют начать массовое производство к 2019 году.
Крошечный УФ очиститель воды
Не все люди, страдающие от недостатка чистой воды, проживают в засушливых регионах. Иногда «кругом вода, но не испить ни капли, ни глотка» из-за загрязнения окружающей среды или других экологических проблем. Существующие системы очистки, как правило, дорогие и малопроизводительные. Исследователи из Стэнфордского университета и Национальной лаборатории SLAC недавно разработали УФ очиститель воды, размещаемый в крошечном прямоугольном корпусе, который сокращает процесс очищения воды с 48 часов до 20 минут. Несмотря на то, что до массового производства устройства ещё очень далеко, лабораторные испытания прототипа дают надежду, что создание этого чипа может стать первым шагом на пути к новому поколению методов очистки, помогающих превратить грязную воду в питьевую.
Плавучий опреснитель воды на солнечных батареях Pipe
Новый опреснительный проект, разработанный для Калифорнии и получивший название Pipe, произвёл фурор прошлым летом, предоставив 5,7 миллиардов литров чистой питьевой воды для пострадавшего от засухи штата. Получающая энергию от солнечных батарей платформа работает по принципу электромагнитного метода опреснения. Для превращения морской воды в питьевую используются фильтрация и термальные ванны, а получаемый побочный продукт затем выводится обратно в океан. Внешне Pipe скорее напоминает гигантскую сверкающую скульптуру, произведение искусства, а не промышленную установку. Она радует глаз и греет душу сознанием того, какая большая проблема решается с её помощью.
Крупнейшая в мире установка для сбора тумана
Самая большая установка для сбора тумана представляет собой гигантский сеточный забор, улавливающий густой туман в марокканской пустыне и превращающий его в чистую свежую водицу. Хитроумное устройство площадью около 600 квадратных метров очень выгодно использует природные условия засушливого региона Aït Baâmrane, где туман, больше напоминающий плотное одеяло, покрывает всё вокруг шесть месяцев в году. Установка в сутки производит 77 литров питьевой воды на каждый квадратный метр сетки. При помощи насосной системы на солнечных батареях и труб чистая питьевая вода нодаётся более 400 местным жителям, для которых ранее получение воды было невероятно сложной проблемой.
Водяной нано-чип
Основным препятствием для внедрения технологий водоочистки для бытовых нужд населения в засушливых районах всегда являлась их большая себестоимость. Исследователи, инженеры, конструкторы буквально сбились с ног, пытаясь решить эту проблему. Неожиданное и очень оригинальное решение было предложено учёными Техасского университета в Остине и немецкими учеными из Марбургского университета. Они изобрели «водяной чип», создающий слабое электрическое поле, которого, однако, достаточно для опреснения небольшого количества воды. Судя даже по результатам первых экспериментов, этот чип, работающий на обычных батарейках, может стать решением для потребителей. Для дальнейших испытаний и содействия развитию технологии этого очень перспективного и портативного способа был специально создан стартап Okeanos Technology.
Волновая электростанция Carnegie Perth Wave Energy
Проект Carnegie Perth Wave Energy решил убить сразу двух зайцев, объединив метод получения электричества от подводных течений с методом обратного осмоса для опреснения морской воды. Установка по типу плавающего буя работает у побережья Перта в Западной Австралии, где особенно важны именно экологически чистые методы производства электроэнергии. Три погружных 240-киловаттных буя закреплены на морском дне с помощью тяжёлых гидравлических насосов, проталкивающих воду через мощные турбины, в то время как вся система покачивается в глубинах океана. Встроенная опреснительная система использует часть производимой электроэнергии для создания чистой питьевой воды, а остальная часть электроэнергии подается обратно на берег непосредственно в сеть. Этот небольшой проект местного масштаба является частью более крупного плана использовать данную технологию опреснения в качестве неистощаемого и безопасного источника чистой питьевой воды для местных жителей.
Комфорт нужен всем, а комфорт в загородном доме необходим вдвойне. Жизнеобеспечение загородного дома в первую очередь зависит от бесперебойной работы котельной и насосной станции. подготовил новостную подборку, которая поможет вам выбрать необходимое оборудование ещё до начала отопительного сезона!
Несмотря на то, что рынок отопительного оборудования предлагает множество продуктов и решений для обогрева вашего дома – отопление газом по-прежнему считается одним из лучших решений. А что делать, если газа нет или его подключение обойдётся в значительную сумму? Представительство компании KITURAMI из Хабаровска представляет вашему вниманию пеллетный котёл KRP -20 A.
Эта модель, представленная в двух комплектациях, и создана для работы в суровых условиях российских морозов.
- Мощность котла – 24 кВт.
- Ёмкость бункера для пеллет – 160 кг.
- Площадь отапливаемых помещений в зависимости от модели – до 300м2.
Также среди особенностей котла можно выделить:
- Система автоматической очистки поверхности колосника горелки. Специальный линейный привод периодически производит очищение колосника, от напёкшейся на него золы, что увеличивает КПД котла, и избавляет вас от необходимости чистки колосника.
- Кран автоматической противопожарной безопасности. Колосник горелки будет залит водой, если температура основания горелки составит 95 градусов.
- Электронный дистанционный комнатный терморегулятор, который при достижении заданной температуры отключает горелку, что ведёт к экономии топлива. Также на этом пульте отражаются все необходимые параметры работы котла.
- Встроенный теплообменник горячего водоснабжения из нержавеющей стали ёмкостью в 125 литров.
Кроме того, автоматическая пневмоочистка поверхностей теплообменника, состоящая из 20 форсунок, под давлением в 8 атмосфер сбивают пыль, копоть и смолу со стенок теплообменника
Если котёл это горячее сердце дома, то трубы – его кровеносная система, несущая тепло и воду в каждую комнату. А для того чтобы система работала без перебоев, ей необходимы надёжные трубы!
Компания REHAU представляет новое поколение трубопроводной системы RAUTITAN PINK, – современного решения, предназначенного как для систем напольного отопления, так и для подключения радиаторов.
Трубы RAUTITAN PINK изготовлены из сшитого полиэтилена PE-Xa и отличаются устойчивостью к износу, коррозии и отложениям. А также способны выдерживать высокие температуры и давление.
Прочность и герметичное соединение делают эти трубы оптимальным решением для выполнения скрытой прокладки системы отопления и водоснабжения вашего дома.
Кроме того, компоненты трубы – фитинги, переходники и монтажный инструмент полностью совместимы со всеми системами RAUTITAN , что позволяет с лёгкостью монтировать все необходимые элементы системы отопления и водоснабжения.
Широкий выбор фитингов даёт возможность подключить эти трубы к большинству видов радиаторов. Причём, теперь вам не нужно задумываться, как произвести подключение – из пола, стены или плинтуса.
Среди главных достоинств этих труб можно выделить:
- Надёжность. За счёт свойств полимерного материала, а также использования неразъёмного соединения при помощи фитингов и надвижных гильз гарантируется защита от протечек. Срок службы системы составляет более 50 лет.
- Широта применения. Трубопроводы позволяют решить множество задач, включая жизнеобеспечение домов, выполненных по специальным дизайнерским проектам.
Чтобы в доме была вода её необходимо поднять из скважины, и справиться с этим должны винтовые насосы серии 3SP от компании «Беламос».
Насосы, которые скоро поступят в продажу, предназначены для подачи воды из скважин, из колодцев, резервуаров и открытых водоёмов и являются хорошим решением для систем индивидуального водоснабжения, полива садов и огородов.
Главное преимущество этих насосов заключается в диаметре равным 3 дюйма.
Конструктивные характеристики и особенности насоса
- Корпус насоса выполнен из нержавеющей стали;
- Рабочий конец вала также сделан из нержавеющей стали;
- Механическое уплотнение: керамика-графит-NBR (двойные графитовые уплотнения);
- Электродвигатель: однофазный с масляным охлаждением со встроенной защитой от перегрева. Для лучшего охлаждения и защиты от воды двигатель помещён в масляную ванну.
Будут представлены 3 модели:
- 3SP 60/1.8 Высота подъема 60 м, производительностью 1,8м3/час, потребляемая мощность 600 Вт;
- 3SP 90/1.8 Высота подъема 90 м, производительностью 1,8м3/час, потребляемая мощность 1000 Вт;
- 3SP 90/2.5 Высота подъема 90 м, производительностью 2,5м3/час, потребляемая мощность 1400 Вт.
Воду недостаточно найти – её необходимо подвести к потребителям, а для этого нужна надёжная насосная станция серии XP E.
Насосная станция применяются для создания автоматических систем водоснабжения, а также для повышения давления в системе водоснабжения. Также насосную станцию ставят перед посудомоечными и стиральными машинами для создания необходимого давления.
Конструктивные характеристики и особенности насосной станции
- Латунное рабочее колесо;
- Рабочий конец вала: нержавеющая сталь;
- Механическое уплотнение: керамика-графит-NBR;
- Электродвигатель снабжён внешним обдувом и автоматически отключается при перегреве;
- Максимальная глубина всасывания насосной станции составляет 8 м.
Надёжность работы всех систем отопления и водоснабжения зависит от их контроля, а контроль – это уникальный сервис GWD Control от компании GWD Engineering .
С помощью этого сервиса поставляемого в виде приложения для мобильных устройств можно контролировать:
- Температуру теплоносителя системы отопления;
- Отсутствие протечек системы газоснабжения;
- Отсутствие задымления;
- Отсутствие протечек системы водоснабжения;
- Отсутствие отключения электричества;
- Температуру в доме;
- Влажность воздуха дома.
Кроме этого, с помощью приложения под названием «Архив клиента» - все действия по осуществлению строительных работ отражаются в личном кабинете, что позволяет круглосуточно следить за ситуацией, происходящей на строительной площадке. А в случае возникновения вопросов можно отправить фотографию со стройки и задать вопрос специалисту.
Узнать всё о водоснабжении и отоплении Вы можете .
А на нашем интернет-телеканале можно посмотреть видео, где рассказывается, об особенностях отопления большого загородного дома при отсутствии газа.
24.03.2016
ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» ведет системную работу по развитию экономики знаний на предприятии - увеличению доли применяемых инновационных технологий, продукции и материалов.
Развитие экономики знаний в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» направлено на повышение эффективности деятельности предприятия с помощью внедрения экономически целесообразных и инновационных решений. Такая деятельность позволяет получать экономический эффект за счет использования новых знаний, оптимизации потребления энергоресурсов, сокращения трудозатрат, а также повышения эффективности работы сооружений.
Системный подход ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» к развитию экономики знаний заключается в том, что охватывается весь цикл внедрения инноваций на предприятии: поиск, апробация, оценка и применение в производственной деятельности.
Одним из примеров внедрения инновационной технологии на производстве Водоканала может служить вакуумная канализация. Ее применение позволяет эффективно и экономически выгодно решать одну из серьезных проблем Санкт-Петербурга - наличие неохваченных централизованными системами водоснабжения и водоотведения территорий.
В 2015 году было получено техническое свидетельство о пригодности применения данной технологии в России, непосредственная поддержка была оказана Комитетом по энергетике и инженерному обеспечению и институтом Ленгипроинжпроекта.
Выполненные работы по проектированию сетей водоотведения хозяйственно-бытовых стоков в ряде населенных пунктов Санкт-Петербурга показали, что при использовании традиционной напорно-самотечной системы канализации на строительство потребуются существенные затраты. Это связано, прежде всего, с преобладающим равнинным рельефом местности и, соответственно, необходимостью строительства большого количества насосных станций. Например, только для поселка Лисий Нос понадобилось бы строительство 17 канализационных насосных станций.
Технология вакуумной канализации имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционной напорно-самотечной системой: меньшая стоимость строительно-монтажных работ (на 30-50 %) - за счет применения труб меньшего диаметра, меньшая глубины их заложения, отсутствие смотровых колодцев; более короткий срок выполнения строительно-монтажных работ; гибкость трассировки (возможность обхода препятствий); исключение возможности попадания в атмосферу запахов и выхода сточных вод на поверхность при засорах участков трубопроводов.
Для внедрения технологии вакуумной канализации в России в январе 2015 года Министерство строительства выдало техническое свидетельство №4461-15, подтверждающее пригодность вакуумной канализации для применения в строительстве. В настоящий момент разрабатываются проекты канализования пос. Торики и пос. Лисий Нос с внедрением вакуумной канализации. Сметная стоимость этих проектов значительно ниже проектов, предполагающих использование традиционной системы канализации.
В рамках развития экономики знаний Водоканалом также ведется активная работа в направлении поиска новых эффективных технологий по доочистке и обеззараживанию очищенных сточных вод для внедрения на всех канализационных сооружениях Петербурга.
Эта работа ведется в соответствии с водным и санитарно-эпидемиологическим законодательством, по которому запрещается сброс в водные объекты сточных вод, не подвергшихся санитарной очистке и обезвреживанию, а также сточных вод, в которых содержатся возбудители инфекционных заболеваний.
В данный момент для выполнения этих требований на новых и реконструируемых сооружениях города применяется технология ультрафиолетового обеззараживания (УФО).
Однако для повышения надежности и эффективности процессов обеззараживания необходимо внедрение новых систем доочистки сточных вод. С 2009 года ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» проводит апробацию различных технологий по доочистке и обеззараживанию на пилотных установках в действующих условиях эксплуатации сооружений предприятия.
Также в рамках развития экономики знаний Водоканал постоянно ведет работу по поиску инновационных решений, внедрение которых позволит повысить качество услуг населению по водоснабжению и водоотведению, а также снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Например, в последние годы ведутся работы по тестированию технологий предотвращения распространения неприятных запахов от объектов водоотведения, очистки поверхностного стока, внедрению мембран в систему водоподготовки и очистки сточных вод.
Большое внимание уделяется поиску технологий использования полезных качеств осадка сточных вод, а также золы, которая образуется в процессе сжигания осадка сточных вод.
Ведется активная работа по поиску и апробации новых экологически безопасных реагентов, а также материалов, например, песка для печей сжигания осадка сточных вод.
Одно из новых эффективных решений, уже внедренных в условиях Санкт-Петербурга - это использование микротрубчатой канализации в системе водоотведения. При этой технологии уже проложенные сети водоотведения используются для прокладки в них оптоволоконных сетей связи. В условиях плотной городской застройки это решение позволяет экономить средства и не нарушать целостность дорожных покрытий (не нужно вести земляные работы и прокладывать новые траншеи для систем связи), а значит и не доставлять неудобств жителям Петербурга.
От качества воды, которую ежедневно пьёт человек, зависит не только его пищеварение. Эта жидкость влияет на самочувствие, здоровье, иммунитет, внешний вид, качество сна и ещё массу факторов. Уже давно человечество не стремится к получению для своих нужд дистиллированной воды, которая когда-то считалась эталоном. Теперь требования стали более современными и зависят от целевого направления: для ежедневного употребления в пищу, для изготовления лекарств, для полива растений и т.д.
Очистка для любых целей начинается с ликвидации механических частиц, которые видны невооружённым взглядом. Такая мера не только улучшает конечный результат, но и уберегает тонкие фильтры. Важно понимать, что в любом методе существуют как сильные стороны, так и недостатки. Все современные инновации и прогрессивные технологии направлены на то, чтобы достичь оптимального качества очищающейся жидкости, обеспечив минимальное количество недостатков, присущих процессу.
Для пищевых целей
К качеству питьевой воды предъявляют самые высокие требования, поскольку оптимальные значения конечного продукта влияют и на вкусовые характеристики различных блюд и напитков, и на организм человека.
Нанофильтрация
Одна из самых современных технологий в первую очередь нашла применение в таких странах, как Франция, Голландия и США.
Нанофильтрация обладает следующими преимуществами:
- идеально удаляет цветность;
- избавляет от галогенных примесей органики;
- выводит ионы хлора безреагентным методом.
Главным плюсом считается высокоэффективная борьба с хлорсодержащими остатками, которые нередко присутствуют в воде, подаваемой по общему трубопроводу после обеззараживающей очистки.
Среди недостатков новой методики можно выделить необходимость в обеспечении многоступенчатой предварительной обработки, которая выведет из раствора все механические частицы и взвешенные вещества.
Для получения продукции экстра-качества перед нанофильтрами могут оборудовать установки обратного осмоса и коагуляционные системы.
Выполнение всех этих требований автоматически делает нанофильтрацию самым дорогим методом, что не позволяет использовать её в массовых масштабах. Такая технология используется для особых категорий: недоношенных детей, в постоперационных реабилитационных периодах, для приготовления искусственного питания грудных детей и т.д.
Фотокатализация
Ещё одна технология подготовки питьевой воды, которая изобретена недавно, но получила одобрение всех мировых специалистов в данной индустрии.
Главные её преимущества:
- отсутствие предварительной обработки химическими или другими методами;
- эффективное удаление взвешенных веществ;
- выведение органических примесей.
Первые подобные очистные приборы выпущены в Великобритании и Нидерландах. В тубе находится одна или несколько капиллярных мембран, которые пропускают очищаемые потоки. Чем больше таких мембран, тем выше производительность установки. Трубчатая система способствует тому, что в установке не возникает застойных зон, в которых могут образоваться донные залежи.
Низкая производительность (до 200 кубов в сутки) не даёт наладить серийное производство для высокомощных потребителей. К тому же, высокое потребление электроэнергии, за счёт которой обеспечивается достаточная скорость потока, обращает на себя внимание. Фотокатализаторы целесообразно применять в производствах, получающих электроэнергию от солнечных батарей или от ветра.
Рулонные аппараты
Очередная новинка водоочистки – рулонные аппараты. Тестирования в лабораториях для таких установок уже завершены, теперь они поступают в производство.
Их преимущества:
- эффективность в борьбе с высокой цветностью (до 150) и взвешенными веществами;
- возможность регулировки скорости потока и производительности;
- простота схемы;
- лёгкость монтажа.
Рулонные аппараты имеют небольшое гидравлическое сопротивление, а на отдельном участке оборудованы открытым каналом, который позволяет легко удалять образовавшийся осадок. Очистка проводится также при помощи повышения скорости потока, который выносит из рулонного аппарата отложения.
Минусом является то, что систему нужно оборудовать специальной механической доочисткой, чтобы содержащиеся твёрдые элементы не засоряли узкие места в трубе. Зато энергопотребление рулонных аппаратов довольно скромное – 0,5 КВт на 1 метр кубический очищенной воды.
Опреснители
Пресные водоёмы не всегда доступны для водоснабжения, что становится всё большей проблемой. Недостаток пресной воды заставляет учёных постоянно разрабатывать и совершенствовать новые методы опреснения.
В Массачусетсе разработана новая принципиальная схема опреснения, которая основана на разделении ионов и чистых молекул без использования любых мембран.
При шоковом электродиализе, предложенном учёными, поток проходит через пористую керамику, по обе стороны которой оборудованы мощные электроды. Между ними подаётся сильный разряд, образующий ударную волну, которая режет поток на 2 части. В одной из них сосредоточена пресная, а во второй – солёная вода. Перегородка, которая установлена дальше по мере продвижения, изолирует эти части друг от друга.
Система такой инновационной очистки не засоряется, не производит осадка, поэтому не нуждается в периодическом очищении. Кроме того, сильные разряды убивают бактерии и все биологические загрязнители, из-за этого дополнительное обеззараживание и стерилизация не проводится.
Материалы для производства установки имеют умеренную стоимость, что даёт надежду на скорый массовый запуск такой системы по берегам солёных водоёмов.
Наномембрана
Метод отделения соли при помощи пористого материала нанотолщины предложен в Иллинойском университете.
Материал, из которого изготовлена мембрана – дисульфид молибден. Его раскатывают до толщины в несколько нанометров, что позволяет значительно снизить затраты на электроэнергию, необходимую для перемещения потока сквозь керамический слой. Тонкая мембрана позволяет обходиться минимальным давлением внутри системы, что снижает частоту засорения. Химические свойства молибдена дисульфида заставляют воду проницать фильтр с высокой скоростью за счёт притяжения к молибдену и отталкивания от серы.
Такая быстрая и высокоэффективная технология взята на вооружение многими крупными фермерскими хозяйствами, которые легко и недорого смогут решить проблему с поливом обширных территорий в береговой зоне.
Промышленные и сточные воды
Очистка бытовых- или промстоков является необходимым условием для многих предприятий и частных домов. Для бытовых нужд эта мера позволяет избавиться от запаха, который распространяется по участку от выгребной ямы, и препятствует образованию донных осадков, ухудшающих просачивание жидкости в грунт. Стоки промышленных производств тем более должны подвергаться предварительной обработке и очистке до входа в общую систему канализации, чтобы не нанести ущерб городским очистным сооружениям.
УФ-облучение
Такая технология очистки позволяет обеззараживать стоки от потенциально опасных объектов, таких как специфические производства биологических веществ или инфекционные больницы. Облучение для обеззараживания не влияет на здоровье человека, но надёжно устраняет бактерии, вирусы, грибки и прочие микроорганизмы.
Недостатком методики является то, что ультрафиолет влияет на большинство микробов, но не на все без исключения. При высокой мутности ультрафиолет может поглощаться загрязнённым слоем, поэтому эффективность водоочистки снизится. Это требует применения добавочных механических или химических фильтров для повышения надёжности. К тому же, система не имеет высокой мощности, поэтому на крупных предприятиях она не применяется.
Медно-цинковая технология
Прогрессивная разработка промышленной водоподготовки основана на применении гранул, содержащих медь и цинк. Эти два металла имеют разные заряды, поэтому загрязнители притягиваются либо к одному, либо к другому полюсу, оставаясь на поверхности гранул.
Кроме очищения, медно-цинковая технология убирает ионы жёсткости, делая воду умягчённой.
Недостатком является то, что в технологическом процессе образуется много обратной жидкости с высокой концентрацией загрязняющих металлов, которые должны утилизироваться через дренаж. Это повышает общий расход воды по счётчику, что сказывается на затратах производства.
Кроме того, медно-цинковая мембрана не оказывает во время очистки влияния на микроорганизмы, поэтому грибок, поселившийся на ней, сначала снижает эффективность, а потом сводит её к минимуму. Это вынуждает часто менять сработанные мембраны.
Септики
Эта технология используется для частных домов и небольших производств уже давно, но в последнее время она претерпела ряд изменений и стала более дешёвой и эффективной.
Современные септики содержат в своём составе бактерии, которые не реагируют на хлор в стоках, что раньше представляло большую проблему. Туалеты, находящиеся на участке, не требуют никаких затрат электричества для содержания и обогрева, исключается и необходимость даже редкой откачки содержимого выгребных ям.
Современный септик включает в себя 2 части: гравитационный отстойник и биологический очиститель. После отстойника, в котором оседают все взвеси, стоки попадают в объём, насыщенный микроорганизмами, перерабатывающими большинство органических и неорганических загрязнителей.
Эффективность современных септиков равняется 98%. Ил, который образовывается в отстойниках, используется в качестве органического удобрения, повышающего фракционные характеристики плодородных почв.
Анаэробные и аэробные микроорганизмы, которые содержатся в новых септиках для очистки бытовых стоков, являются устойчивыми к агрессивным средам и не погибают от резкого изменения рН среды.
Особая водоподготовка
Для изготовления сверхчистых растворов в медицине и лабораторных исследованиях необходима вода, свободная от различных примесей. И хотя известно, что идеальной чистоты на практике добиться невозможно, учёные без устали совершенствуют очистные системы для получения воды экстра-класса.
Продукт выхода – бидистиллят – приближается к химической чистоте. В новых бидистилляторах соединены несколько ступеней фильтров: ультрафильтрация, двухкаскадный осмос и обмен ионов в фильтрах смешанного действия.
После прохождения всех этапов очистки раствор носит статус высокоомного, что означает уникальное значение удельного сопротивления (17-18 МОм/см). Именно такие характеристики необходимы для получения сверхточных результатов лабораторных и медицинских экспериментов и исследований.
Деминерализация и деионизация
Современные технологии сделали возможным получение воды с минимальным содержанием минералов и ионов, приближающимся к нулю. Новые приборы, обеспечивающие такой результат, при помощи электрических зарядов на пластинах в колонках дистиллятора выводят максимально возможное количество загрязнителей, понижая их концентрацию до возможного на нынешнее время минимума.
Кроме того, в системе содержится мембрана обратного осмоса и комплексная смола для ионного обмена.
С применением деминерализованной и деионизованной составляющей реактивы дают минимальную погрешность во время анализов и практически не оказывают действия на живые ткани во время экспериментов.
Таким образом, можно сделать вывод, что технологии очистки во всех сферах активно развиваются, исследователи не останавливаются на достигнутом, внедряя в эту область новые достижения химической, механической, биологической и других видов обработки. Прогресс и возникновение современных методов позволяет улучшать результаты, а комплексный подход в использовании предложенных методик позволяет надеяться на удешевление получения чистой воды в будущем.
В МТИ разработали робота для поиска утечек в трубах
Cовременные системы водоснабжения теряют в среднем 20% воды из-за утечек. Они не только ухудшают качество водоснабжения, но также могут нанести серьезный ущерб зданиям и дорогам, размывая фундаменты. Системы обнаружения утечек стоят дорого и медленно работают: они плохо справляются там, где установлены трубы из дерева, глины или пластика, из которых состоит большинство систем водоснабжения в мире.
Исследователи (МТИ) пытаются решить эту проблему. По словам ученых, новая система способна быстро и дешево искать даже крошечные утечки, независимо от материала, из которого изготовлены трубы. Разработка и тестирование такой системы заняли девять лет — все это время над ней трудился профессор машиностроения Камаль Юсеф-Туми (Kamal Youcef Toumi) и его команда PipeGuard. Ученые готовы представить результаты своего труда на предстоящей Международной конференции IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS) в сентябре.
Летом 2017 года команда проводит испытания на 12-дюймовых бетонных водораспределительных трубах в городе Монтеррей, Мексика. В этом городе администрация разрешила провести испытания не случайно - каждый год Монтеррей теряет около 40% воды из-за утечек, а ущерб в виде упущенной выгоды оценивают в примерно 80 миллионов долларов. Вместе с этим утечки приводят к общему загрязнению воды, поскольку утекшая вода иногда возвращается в распределительные трубы.
В системе используется небольшой резиновый робот, который внешне похож на волан для бадминтона. Устройство можно внедрить в систему подачи воды через любой пожарный гидрант. Там оно пассивно плывет по течению, регистрируя свое местоположение по мере продвижения. Параллельно робот обнаруживает даже небольшие изменения давления, измеряя его величину с помощью резиновой «юбки», которая заполняет собой диаметр трубы.
Затем устройство извлекается сетью из другого гидранта, данные анализируют. При этом не нужно ничего копать или даже прерывать водоснабжение. Помимо пассивного робота, который движется по трубе, влекомый силой воды, команда ученых разработала активную версию, которая может контролировать собственное движение.
PipeGuard намерена коммерциализировать свою роботизированную систему обнаружения утечек, чтобы сократить общие потери. Например, в Саудовской Аравии, где большая часть питьевой воды обеспечивается за счет дорогих опреснительных установок, около 33% теряется из-за утечки. И первые полевые испытания в начале 2017 года прошли именно там.
Компания Pipetech LLС, обслуживающая трубопроводы в Аль-Хобаре, предоставила для эксперимента ржавый отрезок трубы длиной около 1,6 км и диаметром 2 дюйма. Эта трубопроводная система часто используется для проверки и сертификации новых технологий. Испытания роботов в трубах с изгибами и Т-образными соединениями предполагали создание искусственной утечки для демонстрации возможностей системы.
В ходе этого эксперимента робот успешно обнаружил утечки и отличил их от ложных сигналов, вызванных изменениями давления или размера трубы, шероховатостями или ориентацией трубы в пространстве. Тесты проводили 14 раз в течение трех дней, и каждый раз, по словам члена команды PipeGuard, аспиранта Ю Ву (You Wu), проходили успешно. Более того, робот обнаружил крошечную утечку, которая составляла около 3,5 литров (галлона) в минуту, что на одну десятую меньше минимального размера, который стандартные методы обнаружения в среднем могут определить.
После полевых испытаний в Монтеррее команда планирует создать более гибкую складную версию своего робота, которая может быстро адаптироваться к трубам разного диаметра. Например, трубопроводная система Бостона представляет собой «микс» из 6-, 8- и 12-дюймовых труб. Многие из них устанавливались так давно, что в городе нет точных данных об их точном местоположении. Новая версия робота сможет раскрываться, как зонтик, и работать в трубах разного диаметра.
По словам исследователей, значение робота не только в том, чтобы сократить потери воды, но и в обеспечении более безопасного и надежного водоснабжения. Способность роботизированной системы обнаруживать мельчайшие утечки позволит проводит своевременные ремонтные работы задолго до действительно серьезной аварии. Более того, роботов можно использовать как в водопроводных трубах, так и в других системах распределения, например, природного газа.
Такие трубы тоже зачастую стары и не отмечены на картах. В них может накапливаться газ, что приводит к серьезным взрывам. Однако утечки в газопроводе обычно трудно обнаружить до тех пор, пока они не станут достаточно большими, чтобы человек мог чувствовать запах добавленных одорантов. Фактически система МТИ изначально была разработана для обнаружения этих утечек, а впоследствии адаптирована для водопровода.
PipeGuard надеется, что в конечном счете робот будет не просто искать утечки, но и получит специальный механизм, с помощью которого можно ремонтировать небольшие утечки на месте.