Oto Jak Zamieniają Wodę Morską W Pitną

Odsalanie wody morskiej to jedyny powód, dla którego miasta takie jak Dubaj, Doha czy Rijad mogą istnieć. Pokazujemy krok po kroku, jak z wody morskiej powstaje woda pitna dla całego miasta: od głowicy ujęcia na dnie zatoki, przez pompy wysokiego ciśnienia i membrany odwróconej osmozy, aż po ostatni etap, na którym do idealnie czystej wody celowo rozpuszcza się kamień. Bez tego kroku miejska sieć wodociągowa rozpadłaby się od środka, a wody nie dałoby się pić. Zaczynamy od pytania: dlaczego nie można po prostu przefiltrować wody morskiej? Sól nie pływa w niej w postaci drobinek, tylko jest rozebrana na pojedyncze naładowane jony wielkości cząsteczki, ponad milion razy drobniejsze od ziarnka piasku. Żadne sito ich nie zatrzyma. Przez tysiące lat jedyną metodą było odparowanie, czyli destylacja termiczna, i dlatego odsalanie przez wieki pozostawało luksusem. Przełom przyszedł w tysiąc dziewięćset pięćdziesiątym dziewiątym roku, kiedy Sidney Loeb i Srinivasa Sourirajan wykonali w Los Angeles pierwszą działającą membranę z octanu celulozy. Sześć lat później kalifornijska Coalinga jako pierwsza na świecie dostała wodę pitną z odwróconej osmozy. Tłumaczymy, czym jest ciśnienie osmotyczne, dlaczego woda morska ciągnie wodę przez membranę z siłą około dwudziestu siedmiu atmosfer i jak pompy odwracają ten proces. Pokazujemy też, jak octan celulozy zastąpiła cienkowarstwowa membrana kompozytowa z poliamidu, używana dziś we wszystkich dużych stacjach. O cenie wody w kranie decyduje energia. Spadek z około dwudziestu kilowatogodzin na metr sześcienny w latach siedemdziesiątych do około trzech dzisiaj zamienił odsalanie w zwykłą infrastrukturę, a kluczową rolę odegrały izobaryczne wymienniki ciśnienia. Omawiamy izraelską stację Sorek, produkującą sześćset dwadzieścia cztery tysiące metrów sześciennych na dobę przy cenie około pięćdziesięciu ośmiu centów za metr sześcienny, oraz saudyjską Ras al-Chajr, skąd wodę tłoczy się ponad czterysta kilometrów w głąb pustyni do Rijadu. Druga połowa filmu to historia tego, co potrafi zatrzymać taką stację. W sierpniu dwa tysiące ósmego roku u wybrzeży Zatoki Omańskiej pojawił się czerwony przypływ wywołany przez bruzdnicę Cochlodinium polykrikoides. Zakwit utrzymywał się do wiosny następnego roku, zabił tysiące ton ryb i zmusił operatorów do wygaszenia instalacji z odwróconą osmozą na od trzydziestu dwóch do pięćdziesięciu pięciu dób. Najciekawsze wydarzyło się w Fudżajrze, gdzie obok siebie pracowały instalacja membranowa i termiczna, a zatrzymać trzeba było tę nowocześniejszą. Tłumaczymy też, czym jest zarastanie biologiczne membran i jak odpowiedziała na nie flotacja ciśnieniowa. Mówimy też o kosztach środowiskowych. Solanka o zasoleniu przekraczającym sześćdziesiąt trzy gramy na litr ściele się po dnie i dusi życie przydenne, a wszystkie stacje świata zrzucają jej około stu czterdziestu dwóch milionów metrów sześciennych na dobę. Pokazujemy dyfuzory wielodyszowe, próby odzysku magnezu i bromu oraz błędne koło płytkiej Zatoki Perskiej. Finał to paradoks, od którego zaczyna się cały film. Permeat z membran jest agresywny chemicznie i wypłukuje warstwy ochronne ze starych rur. Dlatego na końcu prowadzi się remineralizację: wdmuchuje się dwutlenek węgla i przepuszcza wodę przez złoże wapienia lub dolomitu, doprowadzając wapń do około trzydziestu miligramów na litr. Omawiamy też problem boru oraz niedobór magnezu w wodzie wodociągowej epoki masowego odsalania. Źródła, na których oparliśmy ten materiał: 1. Jones, Qadir, van Vliet, Smakhtin i Kang, „The state of desalination and brine production: a global outlook", Science of the Total Environment, dwa tysiące dziewiętnaście. 2. Richlen, Morton, Jamali, Rajan i Anderson, „The catastrophic 2008–2009 red tide in the Arabian Gulf region", Harmful Algae, dwa tysiące dziesięć. 3. Loeb i Sourirajan, „Sea Water Demineralization by Means of an Osmotic Membrane", Advances in Chemistry Series Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. 4. Elimelech i Phillip, „The Future of Seawater Desalination: Energy, Technology, and the Environment", Science, dwa tysiące jedenaście. 5. Yermiyahu i współpracownicy, „Rethinking Desalinated Water Quality and Agriculture", Science, dwa tysiące siedem. 6. Wytyczne Światowej Organizacji Zdrowia dotyczące jakości wody do picia oraz opracowania „Safe Drinking-water from Desalination" i „Calcium and Magnesium in Drinking-water". 7. Prace Lahava i Birnhacka nad remineralizacją. 8. Materiały Saline Water Conversion Corporation oraz izraelskiego urzędu wodnego. 9.Raporty Międzynarodowego Stowarzyszenia Odsalania oraz plan zasobów wodnych emiratu Abu Zabi. 10. Publikacje badaczy Uniwersytetu Chalify o odsalaniu i zakwitach glonów oraz materiały Woods Hole Oceanographic Institution o bruzdnicach.