Cíty and narrow canal, trees at the waterfront

Атмосфера как источник чистой питьевой воды

14/07/2021

Действительно ли возможно получать чистую питьевую воду из разреженного атмосферного воздуха?

Да, это так. При поддержке компании AFRY шведская компания Drupps разработала систему, которая улавливает водяной пар из атмосферы и перерабатывает его в чистую питьевую воду. В будущем применение этой новой технологии позволит сократить нагрузку на источники грунтовых вод, объемы которых во всем мире стремительно сокращаются.

Нехватка чистой питьевой воды - одна из наиболее острых проблем в области мирового здравоохранения. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), уже через небольшой промежуток времени половина населения планеты столкнется с дефицитом чистой питьевой воды, то есть возникнут территории, на которых объемы доступной пресной воды будут ниже ее минимального необходимого количества. На фоне дефицита питьевой воды в будущем могут возникать военные конфликты и перераспределение миграционных потоков населения, ухудшение санитарно-эпидемиологической обстановки и повышенный риск распространения заболеваний. Атмосфера наполнена водяными парами, но при наличии технологий, доступных на сегодняшний день, единственный способ использования этого источника воды – сбор дождевой воды. Эта ситуация натолкнула Йонаса Вамстада (Jonas Wamstad) и Фредрика Эдстрема (Fredrik Edström) на идею создания Drupps - системы, которая собирает пары из атмосферы и конденсирует их в чистую питьевую воду.

От простой идеи к передовой системе

"У Фредрика была идея о том, какой способ можно применить для сбора и конденсирования пара в воздухе, а я, имея опыт работы в горнодобывающих проектах в Бурунди, видел огромную нехватку питьевой воды и отсутствие инфраструктуры для водоснабжения. Мы поняли, что можем объединить наши знания", - говорит Йонас Вамстад, основатель и бывший генеральный директор компании Drupps.

Компания AFRY участвовала в процессе разработки этой системы с самого начала и поддерживала своего партнера на протяжении всего пути от идеи до готового продукта. После проведения целого ряда испытаний с применением различных материалов, функций и габаритных размеров, было найдено решение, которое позволяет поставить производство на поток.

water flow modelling

Принцип работы системы Drupps

"На первоначальном этапе воздух проходит через систему Drupps, где находится гигроскопичная жидкость, обладающая особым свойством впитывать воду. Эта жидкость поглощает воду, которая присутствует в воздухе естественным образом в газообразной форме. На следующем этапе жидкость транспортируется в испаритель, где вода выпаривается и превращается в водяной пар, а затем отделяется от жидкости. И на последнем этапе пар конденсируется в воду. На протяжении всего процесса вода проходит несколько этапов очистки, чтобы обеспечить соответствие полученной питьевой воды заданным критериям качества", - объясняет специалист по разработке продукции компании AFRY Андре Лиссперс (André Lisspers).

Весь процесс происходит в замкнутой системе, где предусматривается многократное использование гигроскопичной жидкости, за счет чего достигается сокращение использования ресурсов и уменьшается объем отходов, которые возникают в процессе производства воды. В целях масштабирования процесса система Drupps была спроектирована в контейнерном исполнении, конструкция которого позволяет объединить несколько установок в более крупные системы. Кроме того, преимущество контейнерного исполнения заключается в возможности транспортировки на стандартном грузовом судне, что упрощает процесс дистрибуции системы. Предполагается, что система сможет производить до 200 000 литров воды в день при условии, что относительная влажность воздуха составляет не менее 40 процентов. Во многих странах с низким и средним уровнем дохода, где нехватка воды является серьезной проблемой, эти объемы могут удовлетворить ежедневные потребности в воде для 4 000 человек.

Минимальное воздействие на окружающую среду благодаря переработанной энергии

Одной из основных проблем некоторых систем очистки воды, разработанных в последние десятилетия, является их отрицательное воздействие на окружающую среду, которое обусловлено недостаточной переработкой побочных продуктов и отходов производства. Однако процесс добычи воды с помощью системы Drupps не предполагает формирования каких-либо отходов. Энергоэффективная система также позволяет получать пресную воду при уровне энергопотребления всего 0,2 киловатта на литр, что существенно снижает стоимость процесса производства по сравнению с другими доступными альтернативными вариантами, где энергопотребление обычно намного выше.

Теперь необходимо продолжать работу над дальнейшим развитием системы Drupps с целью увеличения ее энергоэффективности. В настоящее время уже разработан способ запуска процесса с использованием энергии отработанного тепла промышленных предприятий вместо электричества, что делает производство практически беззатратным.

Нехватка воды - глобальная проблема

Системы Drupps могут стать очень полезными в тех местах, где отсутствует надежное водоснабжение. Кроме того, эти системы также имеют существенные преимущества при использовании в других областях. Во многих городах нагрузка на водопроводы и водные ресурсы существенно возросла. Проблема истощения водных ресурсов становится все более острой и приобретает глобальные масштабы, и для обеспечения надежного водоснабжения в долгосрочной перспективе, вероятно, потребуется комбинация нескольких решений. Компания Drupps разрабатывает альтернативный способ получения доступа к чистой воде, который снижает нагрузку на озера и грунтовые воды и сохраняет ключевые функции, которые обеспечиваются этими источниками в рамках экосистемы.

По мнению господина Лиссперса, аналогично тому, как энергия ветра и солнца используется в качестве важного дополнительного источника энергии на нашей планете, система, разработанная компанией Drupps, может стать одним из источников чистой питьевой воды на Земле, поскольку теперь появится возможность получать воду в тех местах, где раньше это было неосуществимо. Он выражает твердую уверенность в том, что в будущем компания Drupps и ее система добычи воды из паров атмосферы будут играть ключевую роль в решении вопросов водоснабжения и водопотребления.