MAGAZIN ZA NAUKU, ISTRAŽIVANJA I OTKRIĆA
»  MENI 
 Home
 Redakcija
 Linkovi
 Kontakt
 
» BROJ 76
Planeta Br 76
Godina XIV
Januar. 2017 - Februar. 2017.
»  IZBOR IZ BROJEVA
Br. 75
Septembar. 2016g
Br. 76
Januar. 2017g
Br. 73
April. 2016g
Br. 74
Jul. 2016g
Br. 71
Nov. 2015g
Br. 72
Feb. 2016g
Br. 69
Jul 2015g
Br. 70
Sept. 2015g
Br. 67
Januar 2015g
Br. 68
April. 2015g
Br. 65
Sept. 2014g
Br. 66
Nov. 2014g
Br. 63
Maj. 2014g
Br. 64
Jul. 2014g
Br. 61
Jan. 2014g
Br. 62
Mart. 2014g
Br. 59
Sept. 2013g
Br. 60
Nov. 2013g
Br. 57
Maj. 2013g
Br. 58
Juli. 2013g
Br. 55
Jan. 2013g
Br. 56
Mart. 2013g
Br. 53
Sept. 2012g
Br. 54
Nov. 2012g
Br. 51
Maj 2012g
Br. 52
Juli 2012g
Br. 49
Jan 2012g
Br. 50
Mart 2012g
Br. 47
Juli 2011g
Br. 48
Oktobar 2011g
Br. 45
Mart 2011g
Br. 46
Maj 2011g
Br. 43
Nov. 2010g
Br. 44
Jan 2011g
Br. 41
Jul 2010g
Br. 42
Sept. 2010g
Br. 39
Mart 2010g
Br. 40
Maj 2010g.
Br. 37
Nov. 2009g.
Br.38
Januar 2010g
Br. 35
Jul.2009g
Br. 36
Sept.2009g
Br. 33
Mart. 2009g.
Br. 34
Maj 2009g.
Br. 31
Nov. 2008g.
Br. 32
Jan 2009g.
Br. 29
Jun 2008g.
Br. 30
Avgust 2008g.
Br. 27
Januar 2008g
Br. 28
Mart 2008g.
Br. 25
Avgust 2007
Br. 26
Nov. 2007
Br. 23
Mart 2007.
Br. 24
Jun 2007
Br. 21
Nov. 2006.
Br. 22
Januar 2007.
Br. 19
Jul 2006.
Br. 20
Sept. 2006.
Br. 17
Mart 2006.
Br. 18
Maj 2006.
Br 15.
Oktobar 2005.
Br. 16
Januar 2006.
Br 13
April 2005g
Br. 14
Jun 2005g
Br. 11
Okt. 2004.
Br. 12
Dec. 2004.
Br 10
Br. 9
Avg 2004.
Br. 10
Sept. 2004.
Br. 7
April 2004.
Br. 8
Jun 2004.
Br. 5
Dec. 2003.
Br. 6
Feb. 2004.
Br. 3
Okt. 2003.
Br. 4
Nov. 2003.
Br. 1
Jun 2003.
Br. 2
Sept. 2003.
» Glavni naslovi

VODA

 

Dr Vladica Božić

Desalinizacija kao rešenje za nestašicu

Pitko je samo 2,53 posto

Udeo slatkih voda koje se obnavljaju na Zemlji iznosi samo 40.000 km3, ali one nisu prostorno i vremenski ravnomerno raspoređene. Od te količine deo se izgubi u poplavama i na druge načine (26.000 km3), deo protiče kroz nenaseljena područja (5.000 km3), tako da je raspoloživo oko 9.000 km3 (23%) što se prečišćavanjem i dezinfekcijom može iskoristiti za ljudske potrebe.
Preko osamdeset zemalja sveta oskudeva u vodi jer postojeći izvori ne mogu da zadovolje zahteve. Ta oskudica će u narednim decenijama sve više dolaziti do izražaja zbog progresivnog povećanja stanovništva na Zemlji (sa očekivanih 7,72 milijarde u 2020. na 9,96 u 2060), povećane upotrebe u poljoprivredi i industriji, kao i porasta prosečne temperature u svetu (za 0,46oC od 1950. do 2015).
Od sredine prošlog veka, postupak desalinizacije, tj. uklanjanja (smanjenja) minerala iz morske vode dobija na značaju kao mogući način snabdevanja vodom za piće i tehnološkom vodom. Korišćenje nekog od postupaka desalinizacije zavisi od izbora mesta, geologije i stanja životne sredine na izabranoj lokaciji, troškova izgradnje i rada postrojenja, propisa i interesa zainteresovanih strana.
Pošto morske vode na Zemlji ima neuporedivo više nego slatke, kao jedno od mogućih rešenja nedostatka vode primenjuje se korišćenje morske vode posle odgovarajućeg tretmana. Morska voda se sastoji od vode sa dodatkom soli i male količine različitih metala, čiji ukupni procenat varira između 3,1 i 3,8% u zavisnosti od lokacije (okeana). Zbog toga gustina morske vode varira između 1.020 i 1.035 kg/m3, u poređenju sa čistom vodom, čija gustina iznosi 1.000 kg/m3, na 4 C. U morskoj vodi najviše ima natrijum hlorida 77,9%, zatim magnezijum hlorida 9,6%, magnezijum sulfata 6,1%, kalcijum sulfata 4% i kalijum hlorida 2,1%. Sama morska voda nije pogodna za piće, i potrebno je da koncentracija soli u vodi padne ispod 0,05% (500 ppm ili 500 mg/L) da bi mogla da se koristi u tu svrhu.
Iako je postupak pretvaranja morske vode u vodu za piće bio poznat još u starom veku, prva istraživanja koja su razvila moderni tehnološki postupak desalinizacije realizovana su u SAD, sredinom 20. veka. Istra živanja dr Rida (Univerzitet na Floridi) 1953. i dr Loaba i Sourirajana (Univerzitet u Kaliforniji) 1960. omogućila su razvoj membrana za desalinizaciju morske vode što je predstavljalo osnovu za njihovu kasniju industrijsku proizvodnju.
Od tada je razvijen veliki broj različitih tehnološ kih postupka pretvaranja morske vode u pitku. U osnovi, dele se na metode desalinizacije sa faznom promenom i bez fazne promene. U metode desalinizacije sa faznom promenom spadaju procesi termalne desalinizacije: destilacija i desalinizacija zamrzavanjem. Kod svih procesa koji se ubrajaju u termalnu desalinizaciju višefazna (Multi Stage FlashMSF), višestruka (Multi EffectME/MED) ili solarna dolazi do isparavanja vode i njenog odvajanja od drugih sastojaka u morskoj vodi na osnovu različitih temperatura isparavanja vode i rastvorenih soli i drugih materija u njoj.

VODA


Osnovni postupci desalinizacije

U metode desalinizacije bez fazne promene (monofazne) spadaju procesi membranske desalinizacije, pri kojima se morska voda propušta kroz polupropusne membrane za filtriranje rastvora (reverzna osmoza, nanofiltracija, elektrodijaliza i reverzna elektrodijaliza, elektrodejonizacija, napredna osmoza i membranska destilacija.
Tehnologije za pročišćavanje morske vode osmozom koriste pojavu poznatu više od dva veka. Kada se dva rastvora različite koncentracije razdvoje u istoj posudi polupropusnom membranom, molekuli vode teže difuziji iz rastvora sa nižom u rastvor sa višom koncentracijom rastvorene materije bez ulaganja energije, u nastojanju da se koncentracije u ta dva područja izjednače. Polupropusna membrana ima male otvore koji propuštaju vodu i druge molekule i jone manje od 3 nm, ali ne i rastvorenu materiju koja ostaje na membrani. Zapremina slanog rastvora se povećava pa dolazi do razlike u pritiscima, što nazivamo osmotski pritisak. Kada se na slani rastvor veće koncentracije deluje pritiskom većim od osmotskog, iz rastvora kroz membranu prolazi čista voda i tada govorimo o reverznoj (povratnoj, obrnutoj) osmozi. Postupkom reverzne osmoze postiže se efekat desalinizacije oko 9899% Više od polovine vode koja se desalinizuje u svetu (53,3%) dobija se metodom reverzne osmoze, koja se pokazala kao metoda sa najvećim stepenom efikasnosti i najmanjim uticajem na životnu sredinu. Za njom sledi metoda višefazne termalne desalinizacije sa 33% i višestruka termalna desalinizacija sa 10,3% vode. Ostalih 3,4% tretirane vode se proizvodi drugim metodama. Iako se kod reverzne osmoze obično koriste pumpe visokog pritiska, što postupak čini skupljim zbog velike potrošnje energije, troškovi proizvodnje vode za piće ovom metodom su bar 25% manji u odnosu na troškove kada se koristi neki od procesa termalne desalinizacije.
Treba pomenuti i da se u Japanu proizvede 60% ukupne svetske proizvodnje svih vrsta membrana koje se koriste za mebranski proces, i 70% svetske proizvodnje membrana za reverznu osmozu.

VODA


Primer: postrojenje u Fukuoki

Pored grada Fukuoke, na jugu Japana, na ostrvu Kjušu, čiji region obuhvata 19 naselja sa oko 2,5 miliona stanovnika, 2005. godine pušteno je u rad najve će postrojenje za desalinizaciju morske vode u Japanu. Pošto u okolini nema većih reka i jezera, ni lokacija na kojima je moguće izgraditi brane, ova oblast spada u one sa najmanje raspoloživim količinama vode iz prirode po glavi stanovnika u svetu.
Posle velike restrikcije vode 1994, koja je trajala 295 dana, da bi se ublažile buduće nestašice vode, 1996. doneta je odluka da se podigne postrojenje za desalinizaciju. Izgradnja je počela 2000. Maksimalni dnevni kapacitet postrojenja je 50.000 m3, što je oko 8% ukupnih potreba za vodom u oblasti grada Fukuoka. Voda za piće se dobija propuštanjem morske vode kroz filtere koji se sastoje od membrana sa reverznom osmozom, koje imaju efikasnost (odnos oporavka) od 5560%, što znači da je potrebno preraditi skoro 90.000 m3 morske vode da bi se proizvelo 50.000 m3 vode za piće.
Na postrojenju je primenjen jedinstveni uvodni osmotski sistem za morsku vodu, koji se zasniva na njenoj infiltraciji kroz pesak malom brzinom u 30 usisnih cevi dužine 120 m, položenih na dubini od 11,5 m ispod morskog dna. Na taj način se čista morska voda prosečnog saliniteta oko 3,5% uvodi u postrojenje bez uticaja na živi svet u okolini usisne cevi a sloj peska slu ži kao filter za otklanjanje nečistoće.
Morska voda se u ovom postrojenju prerađuje u tri faze: 1) tretman tokom kojeg se morska voda propušta kroz membrane sa ultrafilterima koji odvajaju mikroorganizme, viruse i koloidne čestice veličine između 1 do 0,1 m, pod pritiskom od 0,2 Mpa; 2) propuštanje kroz filtere sa reverznom osmozom visokog pritiska koji se sastoji od spiralno namotanih modulapolupropusnih membrana od tankih šupljih vlakana triacetil celuloze, spojenih sa centralnom perforiranom cevi oko koje su omotane, a sve zajedno ugrađene u čvrste i na pritiske otporne cevi od poliestera. Morska voda se usmerava na ove module pod pritiskom od 8,23 Mpa, koje uklanjaju molekule i jone veće od 3 nm (soli hlora i natrijuma, 99,8% morske soli). Potpuno čista voda prolazi kroz membrane u centralnu cev i usmerava se na dalji tretman, a koncentrat (rastvor sa povećanom koncentracijom soli oko 7%) izlazi posebnim odvodom; 3) propuštanje kroz filtere sa reverznom osmozom niskog pritiska, u kojima se pod pritiskom od 1,5 Mpa uklanja hemijski element bor. Da bi se postigao željeni kvalitet pitke vode sa nivoom bora manjim od 1 mg/l, voda iz postrojenja se meša sa vodom za piće dobijenom prečišćavanjem rečne vode.
Na kraju procesa se dobija pitka voda koja se šalje u distributivni vodovodni sistem, i koncentrat koji se razblažuje prečišćenom vodom iz postrojenja za tretman komunalnih otpadnih voda pre ispuštanja u zaliv Hakata.
Pri projektovanju ovog postrojenja vodilo se računa da se izbegnu negativni uticaji na život u moru i eliminiše šteta po životnu sredinu. Cena dobijanja vode za piće iz ovog postrojenja je 207 jena/m3(100 jena = 101 dinar), u poređenju sa vodom dobijenom iz jezera ili reka koja iznosi 115 jena/m3

 

 

 

Dr Vladica Božić

 

 









Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"

 

 

 

  back   top
» Pretraži SAJT  

powered by FreeFind

»  Korisno 
Bookmark This Page
E-mail This Page
Printer Versie
Print This Page
Site map

» Pratite nas  
Pratite nas na Facebook-u Pratite nas na Twitter - u  
»  Prijatelji Planete



» 10 GODINA PLANETE

free counters


»   ON LINE PRODAJA

6 digitalnih izdanja:
4,58 EUR/540,00 RSD
Uštedite čitajući digitalna izdanja 50%

Samo ovo izdanje:
1,22 EUR/144,00 RSD
Uštedite čitajući digitalno izdanje 20%

www.novinarnica.netfree counters

Čitajte na kompjuteru, tabletu ili mobilnom telefonu

» PRELISTAJTE

NOVINARNICA predlaže
Prelistajte besplatno
primerke

Planeta Br 48


Planeta Br 63


» BROJ 77
Planeta Br 77
Godina XIV
Mart.2017 -Maj.2017.

 

 

Magazin za nauku, kulturu, istraživanja i otkrića
Copyright © 2003-2017 PLANETA