Façons de rendre potable l'eau de mer - Business Insider
Le changement climatique changera probablement de nombreux aspects de la vie sur la Terre, y compris rendre l'accès à l'eau potable un gros problème. De la sécheresse à l'élévation du niveau de la mer, le changement climatique menace de nous laisser tous soif.
L'usine, qui est en cours de construction dans la ville de Carlsbad, est le plus récent effort pour répondre aux besoins urgents en eau de la région. Californie vient d'entrer dans sa quatrième année de sécheresse, et 40% de l'Etat est répertorié comme souffrant de « sécheresse exceptionnelle », la classification la plus sévère de la sécheresse US Monitor.
La sécheresse devrait devenir un défi encore plus féroce dans l'avenir que le changement climatique entraîne des températures plus élevées - pas seulement en Californie, mais dans le monde entier. Le changement climatique a le potentiel d'affecter gravement les ressources en eau de certaines régions, et la sécheresse est juste une façon qui puisse arriver.
l'élévation du niveau de la mer menace aussi l'approvisionnement en eau côtières, qui tirent souvent leur eau douce des nappes phréatiques. Comme l'océan insinue l'intérieur des terres, il peut envahir ces aquifères et contaminer les eaux souterraines.
Avec ces menaces d'eau douce sources, trouver de nouvelles et meilleures façons de produire de l'eau potable est une préoccupation croissante. L'océan est la plus grande source d'eau sur la planète, mais impropre à la consommation en raison de sa teneur élevée en sel. Heureusement, les scientifiques ont mis au point une poignée de façons d'obtenir le sel hors de l'eau et de le rendre sûr pour boire, et ils travaillent sur le développement de plus.
Malheureusement, le dessalement par toute méthode est coûteuse et, pour le moment, pas pratique pour toutes les communautés pauvres en eau. L'usine de Carlsbad, par exemple, coûte 1 milliard $ pour la construction, selon le MIT Technology Review. Mais les scientifiques travaillent à l'amélioration des techniques existantes pour les rendre plus efficaces et moins coûteux.
Voici quelques-unes des techniques de dessalement qu'ils ont viennent avec à ce jour:
Distillation
l'eau distillante la méthode la plus ancienne et la plus couramment utilisée pour éliminer le sel. En termes simples, la distillation consiste à évaporer l'eau, puis condenser de nouveau dans un liquide. Le sel reste derrière quand l'eau bout dans l'air et l'eau propre peut être recueillie dans un récipient séparé.
Vous pouvez effectivement procéder à une version simpliste de ce processus dans votre propre maison en construisant un « distillateur solaire. » Vous étirer une feuille de plastique transparent sur la cuvette ou d'un trou qui contient l'eau contaminée.
Le soleil brillera à travers le plastique, le réchauffement de l'eau en dessous et en l'amenant à se vaporise lentement, laissant le sel et d'autres contaminants derrière. L'eau évaporée se condense sur la face inférieure de la feuille de plastique, où vous pouvez le récupérer dans un récipient séparé.
Il ressemble un peu à ceci:
Installations de distillation effectuent ce processus scientifique de base sur une échelle beaucoup plus grande, mais ils fonctionnent à l'électricité pour accélérer le processus.
En outre, les distillateurs ménagers électriques existent et peuvent être achetés pour aller de moins de 100 $ à des milliers de dollars, selon la taille et l'efficacité du dispositif. Cependant, la plupart d'entre eux ne peut produire quelques litres d'eau propre à la fois, et en général le processus de distillation nécessite beaucoup d'énergie.
Osmose inverse
Ceci est l'une des méthodes les plus couramment utilisés dans les usines de dessalement d'aujourd'hui, et est la méthode qui sera utilisée à l'usine de Carlsbad à San Diego County.
La technique utilise des pompes à haute pression pour forcer l'eau contaminée à travers une membrane spéciale qui désherbe les mauvaises choses et laisse l'eau pure à travers.
Récemment, les scientifiques ont étudié un nouveau type de membrane qui sera plus facile de pousser l'eau à travers. La méthode expérimentale utilise graphène et les chercheurs du MIT ont réussi à créer une membrane de graphène super-mince épaisseur d'un atome. qui disent-ils feront l'osmose inverse plus facile, moins consommatrice d'énergie, et moins cher.
Et les opérations annuelles et les coûts de gestion peuvent être paralysant, ainsi que très variable en fonction de la taille de la plante et les systèmes utilisés pour prendre dans l'eau et le distribuer aux clients. Par exemple, un rapport de l'Institut du Pacifique a révélé que l'usine de dessalement Kwinana à Perth, en Australie fonctionne à environ 17 millions $ par année, et l'usine de dessalement de Gold Coast à Tugun, Australie exige 30 millions $ par année.
osmose directe
Cette méthode repose sur le processus naturel d'osmose, qui est la tendance de l'eau à circuler dans les zones à forte concentration d'un soluté (par exemple un sel) dans les zones avec une plus faible concentration.
Disons que vous avez deux conteneurs, séparés par une membrane qui permet à l'eau de passer à travers (mais exclut d'autres substances, comme le sel).
Vous remplissez un côté avec de l'eau pure et l'autre côté avec l'eau salée. L'eau pure commence à circuler à travers la membrane dans le côté de l'eau salée dans un effort pour rétablir l'équilibre.
osmose directe repose sur un système similaire, et il ne nécessite pas les pompes à haute pression qui inverse les utilisations d'osmose. Il sépare deux conteneurs avec une membrane - d'un côté est l'eau contaminée, et de l'autre côté est de l'eau avec une concentration très élevée d'une sorte de soluté, habituellement du sel. L'eau du côté contaminé commencera à circuler à travers la membrane, la dilution de la solution de sel de l'autre côté.
Mais il y a des décrochements. Même si l'eau pure qui coule à travers la membrane dilue l'eau salée concentrée, elle ne supprime pas le sel. Ainsi, l'osmose avant est un bon moyen de se débarrasser d'un large éventail de contaminants qui pourraient être dans l'eau, car la membrane les mauvaises herbes - mais vous finissez toujours avec l'eau salée de l'autre côté, ce qui signifie que vous devez passer par un montant supplémentaire l'étape de dessalement, à la fin de purifier totalement l'eau.
Les partisans disent que le processus est mieux au désherbage des contaminants (en dehors de sel) de l'osmose inverse. Certains ont également salué le processus, car il semble utiliser moins d'énergie. Moderne, Eau, a rapporté que son usine Al Khaluf a montré une réduction de 47% la consommation d'énergie par rapport à l'osmose inverse. Mais on ne sait pas si la technologie, dans son ensemble, est vraiment plus efficace. Une étude du MIT a révélé que l'osmose avant est en fait moins économes en énergie que l'osmose inverse.
électrodialyse
Bien que cela fonctionne bien sur le sel, il ne permet pas vraiment d'éliminer d'autres contaminants qui pourraient se trouver dans l'eau de mer, comme la saleté ou des organismes microscopiques. Mais depuis électrodialyse a tendance à travailler plus rapidement et peut dessaler de plus grandes quantités d'eau que d'autres méthodes, les chercheurs travaillent sur les moyens de rendre le processus plus à éliminer d'autres contaminants.