GIGPORT.RU ГЛОБАЛЬНЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ГИПЕРПОРТАЛ
  ГЛАВНАЯ НОВОСТИ АФИША ПРОЕКТЫ ИННОВАЦИИ ТУРИЗМ РАЗВЛЕЧЕНИЯ  
       
 
       
Электроника   Бытовая техника   Спорт и отдых   Софт и игры   Видео и музыка на DVD и Blu-ray   Музыка   Антиквариат и винтаж  

2

vkontakte.ru mail.ru facebook.com twitter.com ok.ru plus.google.com  information rss
       
БЕЗОПАСНОСТЬ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ HI-TECH АРХИТЕКТУРА ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ЭКОЛОГИЯ КОСМОС ОКЕАН ТРАНСПОРТ ЭНЕРГЕТИКА И СВЯЗЬ КОМПЬЮТЕРЫ И ИНТЕРНЕТ РАЗНОЕ
 
 
 
 
В СТРЕМЛЕНИИ К ЧИСТОЙ ВОДЕ  

В СТРЕМЛЕНИИ К ЧИСТОЙ ВОДЕ


18.07.2016 машиностроение, опреснение воды, солнечные батареи, Индия


Несмотря на близость к водным источникам и другим преимуществам, большинство жителей сельских районов не могут позволить себе очищенную воду, из которой были отфильтрованы бактерии и соли, и регулярно пьют воду с уровнем солёности превышающей установленные ВОЗ. Исследователи MIT разработали дизайн устройства на солнечных батареях для опреснения воды в сельских районах Индии.
   
  Воздух горячий и сухой. Приходится щуриться, чтобы увидеть солнце, уходящее за край города мимо проносящихся автомобилей и мотоциклов, мимо выжженной земли, на которой, по-своему красиво, стоят старые здания, а гвоздики и апельсины по-прежнему изгибаются и колышутся на ветру во всех правильных местах. Нет, и сегодня дождя не будет.

Женщина и её дочь вылезли из рикши, и пошли вниз по аллее, которая ведёт к их дому. Сегодня бюджет семьи стал ещё на 200 рупий легче. Во столько, каждый раз, обходится поездка к врачу из-за болей в животе у её дочери. Виновник? Солёная питьевая вода.

«Чрезмерное потребление соли может быть весьма вредным для здоровья, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе», — говорит Maulik D. Majmudar, кардиолог Massachusetts General Hospital.

В индийских деревнях сельские продовольственные магазины, где можно купить воду в бутылках, большая редкость. Существует проблемы и с водопроводной питьевой водой. Там даже нет надёжного источника электричества.

Стоимость чистой воды

Каждый хочет пить чистую воду, но что же делать, если люди не могут себе это позволить? Жителям сельских районов Индии приходится платить до 30% своего ежемесячного дохода, чтобы получать очищенную воду из установки обратного осмоса.
   
 
В СТРЕМЛЕНИИ К ЧИСТОЙ ВОДЕ   Приходится платить 2 000 рупий в месяц и покупать такую воду трудно.

Парадокс, но, несмотря на близость к водным источникам и другим преимуществам, большинство жителей сельских районов не могут позволить себе очищенную воду, из которой были отфильтрованы бактерии и соли. Тысячи людей в деревнях регулярно пьют воду с уровнем солёности выше 1 200 частей на миллион. Для сравнения, Всемирная организация здравоохранения рекомендует уровни солёности воды до 600 частей на миллион, а вода в Кембридже, штат Массачусетс, как правило, не поднимается выше 350 частей на миллион, и это в худшем случае.
   
  Если домохозяйства с низким уровнем дохода не могут позволить себе очищенную воду, они, безусловно, не могут позволить себе и затраты, связанные со здоровьем, подорванным солёной питьевой водой. Например, на лечение мочекаменной болезни потребуется около 20 000 рупий в год.

Не в меньшей степени страдает здоровье детей, которые имеют постоянные проблемы с пищеварением и боли в животе, часто отвлекающие их во время школьных уроков. Когда боль становится достаточно сильной, учителям приходится отправить детей в больницу во время школьных занятий.

Конвергенция перспективы

Исследователи MIT (Massachusetts Institute of Technology) разработали дизайн устройства на солнечных батареях для опреснения воды в сельских районах Индии.

Для того чтобы разработать систему очистки воды, которая будет доступной и будет на самом деле работать в контексте сельских индийских деревень, Амос Винтер (Amos Winter), доцент кафедры машиностроения и доктор Наташа Райт (Natasha Wright), исследователь в Winter’s GEAR Lab, и сотрудник MIT Tata Центра технологий и дизайна (MIT Tata Center for Technology and Design) — который поддерживает этот и другие проекты GEAR Lab для развивающегося мира — знали, что они в первую очередь должны были развить глубокое понимание проблемы, говоря непосредственно о самих жителях.
   
 
В СТРЕМЛЕНИИ К ЧИСТОЙ ВОДЕ   «Мы находимся в поле каждые шесть месяцев, пытаясь выяснить, как социально-экономические факторы влияют на технические факторы», — говорит Амос Винтер. «Мы идём на стыке многих точек зрения, по линии между проектировщиками продукта, проектировщиками машин, этнографами, и социологами, что найти новые, прорывные решения».

В августе 2012 года Райт отправилась в Джалгаоне, чтобы встретиться с инженерами оросительных систем компании «Jain Irrigation Systems», партнёром по разработке системы обеспечения бедных деревень в Индии доступом к недорогой питьевой воде.
   
  План компании заключается в разработке доступных систем домашней воды, которая устранит биологические загрязнения из воды, и первые две поездки Райт к Джалгаоне были потрачены на выяснение, какие системы уже существуют на рынке и как они работают.

Райт опросила в деревнях женские и мужские группы, и отдельные семьи. Она уделила внимание на удалении биологических загрязнителей и слышала, что во многих деревнях были фильтры, но их не использовали на регулярной основе.

Как результат, люди жалуются на соли, у воды плохой вкус, и она оставляет следы на кастрюлях и сковородках, а так же делает их желудки больными.
   
 
В СТРЕМЛЕНИИ К ЧИСТОЙ ВОДЕ   Доктор Райт хотела выяснить, как улучшить воду и увеличить вероятность использования фильтров для предотвращения заболеваний.

«Наши мотивы часто подпитываются исключительно проблемами со здоровьем», — говорит Винтер. «И это, конечно же, что очень важно, но вы должны помнить, что сельские жители почти всегда получали воду бесплатно. Таким образом, чтобы прийти к человеку и сказать, что мы хотим, чтобы он заплатил за воду, которая в основном выглядит так же, и на вкус такая же, мы должны объяснить, чем она отличается. Это наша работа — выяснить, почему люди предпочитают покупать чистую воду, и включить это в наше решение».
   
  Райт и Винтер полагают, что если разработать систему, которая сможет обеспечить вкусной, опреснённой водой по доступной цене, всех жителей — особенно тех, кто беднее, и, как правило, пьют загрязнённую, с высокой солёностью, воду на регулярной основе — люди будут более постоянно пить воду, чистую и здоровую, даже если им придётся за неё платить.

Не в любом месте много воды для питья

Вопрос гораздо глубже, чем вкус. Приблизительно от 50 до 70 м. глубже, чем на самом деле. То есть это та глубина, на которой многие деревни в Индии должны рыть новые колодцы, чтобы получить доступ к любой воде вообще.

Климат Индии жаркий и сухой в течение большей части года, и страна в целом перенаселена. С почти 1,3 млрд человек, она занимает второе место по численности населения в мире, а осадки в основном в течение трёх месяцев, в сезон муссонов. Таким образом, в то время как спрос на воду возрастает с увеличением населения, вода остаётся дефицитом, и во многих местах люди вынуждены глубже зарываться в землю в поисках воды.

Но вода в земле зависит от количества осадков, и её уровень снижается, вместе с уменьшением осадков. Водоносные слои всё глубже и глубже, а уровень солёности воды часто естественным образом увеличивается с глубиной.

Системы RO работают за счёт использования насоса высокого давления, чтобы толкать воду через мембрану. Чем вода более солёная, тем больше энергии требуется для перемещения воды через фильтр. Проблема заключается в том, что после первого прохода через мембрану обратного осмоса, чистая вода удаляется, а то, что осталось, это концентрированная солёная вода.
   
 
В СТРЕМЛЕНИИ К ЧИСТОЙ ВОДЕ   А теперь, эта вода, более концентрированная, требует пропорционально больше энергии, чтобы переместить её через мембрану — настолько больше, что затраты перевешивают выгоды, и производители отказываться от второго проход, а чтобы снизить затраты.

В результате, многие RO системы в этой области имеют огромный процент бракованной воды. Например, в Челлур, город за пределами Хайдарабад, процент брака составляет примерно 70% — это означает, что 70% потенциальной питьевой воды теряется, прежде чем она когда-либо станет опреснённой.
   
  Солнце приводит в действие электродиализ

Задача Райт и Винтер — видеть это, они должны спроектировать систему низкой стоимости, с низкими отходами, а также низким потреблением энергии. Они начали с определения системы, которая будет работать лучше для солёности солоноватых грунтовых вод в этих деревнях. Они выбрали разворот электродиализа (EDR), так как при типичном уровне солёности района от 500 до 2 000 частей на миллион, он требует меньше энергии на 25–70%, чем RO и может восстановить более 90% питательной воды.

EDR, который в продаже с 1960-х годов, работает путём откачки питательной воды через трубу вместе с чередующимися катионными и анионными обменными мембранами. Когда напряжение прикладывается через стек, анионы в воде выталкиваются в сторону анода, но блокируются катионообменные мембраны, которые позволяют пересечь только катионам, и, наоборот, для катионов. Таким образом, соль отделяют от питательной воды и полученный поток концентрата рециркулирует до тех пор, пока не станет слишком солёный, чтобы продолжать, и его перекачивают в близлежащий пруд-испаритель. Система Райт также использует так же ультрафиолетовый свет, чтобы убить биологические загрязняющие вещества в воде.

Так как воду не продавливают через мембрану, требуемое давление и относительная мощность накачки значительно ниже, чем в системах обратного осмоса, и в результате можно экономить энергию. Этот выигрыш в энергии также открывает двери для недорогих систем опреснения на солнечных батареях, потому что теперь им не нужно так много солнечных панелей.

Таким образом, исследователи заменили электросети солнечной энергии, что позволит обойти ненадёжность индийской электрической сети в целом, и одновременно снизить эксплуатационные и капитальные затраты. Поскольку EDR использует стеки обменных мембран, которые должны быть заменены лишь каждые 10 лет, и которые не требуют каких-либо фильтров, они сокращают расходы на техническое обслуживание за счёт устранения необходимости часто заменять мембраны или фильтры.

Капитальные затраты на фотоэлектрические (PV)-EDR системы будет зависеть от того, способны ли они производить свои собственные стеки, но они нацелены на единовременные инвестиции в размере около 755 000 рупий, что эквивалентно стоимости текущего сообщества on-grid обратного осмоса.

В Bahdupet, за пределами Хайдарабад, местное правительство платит около 7 600 рупий в месяц, за обслуживание свей сельской системы RO. Переход к системе Райт может сократить ежемесячные расходы почти в два раза, и позволить вкладывать свои сбережения обратно в свой город и его жителей.

Решение проблемы солнечной энергии

Райт и Винтер был спроектирован, построен и испытан прототип системы, и их следующий шаг заключается в реализации его в деревне за пределами Хайдарабад, где люди в настоящее время пользуются RO системой деревенского масштаба, которая первоначально была продана им на правах аренды местной компанией под названием Tata Projects. Райт и Винтер имеют партнерские отношения с Tata Projects, чтобы помочь компании улучшить свои деревенские масштабные системы опреснения воды и потенциально перейти от своих существующих систем обратного осмоса на PV-EDR системы Райт.

В то же время, Райт ищет способы, чтобы сделать систему более эффективной — например, с использованием альтернативных архитектур для стека EDR. В то же время, она работает с GEAR Lab для экономической оптимизации объединения солнечной энергии и системы EDR. В настоящее время солнечные панели оснащены батареями для хранения дополнительной солнечной энергии и распределения её равномерно в течение дня, но они исследуют альтернативные конструкции, которые могут позволить подключить солнечные панели непосредственно к стеку EDR, сохраняя при этом стабильное распределение напряжения на протяжении 24 часов.
   
 
  «Если мы сможем решить эту проблему», — говорит Райт, «мы можем потенциально обеспечить в Индии безопасным и доступным источником воды около 250 млн человек, которые в настоящее время пьют солёные грунтовые воды».


Источник: GIGPORT.RU
 
Нравится
 
 
 
 
 
 
 
GIGPORT.RU ГЛОБАЛЬНЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ГИПЕРПОРТАЛ
ГИПЕРПОРТАЛ
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
ИНТЕРЕСНОЕ В МИРЕ
ОНЛАЙН ГИПЕРМАРКЕТ
ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ
РАЗВЛЕЧЕНИЯ
ГИПЕРПОРТАЛ
 
     
 
Книги   Детям и мамам
 
     
 
Одежда, обувь, аксессуары   Красота и здоровье
 
     
 
 
     
   
     
   
     
       
  COPYRIGHT
 
  Рейтинг@Mail.ru   Яндекс.Метрика   Проверка тиц pr