OOf je nu in het sneldrogende Amerikaanse Westen woont of voor een verblijf van zes maanden aan boord van het internationale ruimtestation ISS bent, voldoende water hebben om van te leven is een constante zorg. Naarmate de klimaatverandering grote schade blijft aanrichten aan de westerse watervoerende lagen en de mensheid verder wegzinkt in het zonnestelsel, zullen de problemen met de drinkwatervoorziening waarmee we vandaag worden geconfronteerd alleen maar toenemen. een deel van NASA’s baanbrekende onderzoek naar het recyclen van water in een baan om de aarde keert terug naar de aarde.

Op aarde

In Californië, bijvoorbeeld, de staatshuizen en -bedrijven, regenwaterriolen en op het dak aangesloten hemelwaterafvoer, baant zich een weg door meer dan 160.000 kilometer rioolleidingen waar het – behalve – belandt uiteindelijk in een van de 900 rioolwaterzuiveringsinstallaties van de staat. Hoe dit water wordt behandeld, hangt af van het feit of het voor menselijke consumptie is of voor niet-drinkbaar gebruik, zoals landbouwirrigatie, verbetering van wetlands en aanvulling van grondwater.

hanteert een meerstappenbenadering voor het terugwinnen van zijn drinkbaar afvalwater. Grote vaste stoffen worden eerst uit de binnenkomende vloeistoffen gefilterd met behulp van mechanische schermen aan de kop van de zuiveringsinstallatie. Van daaruit stroomt het afvalwater naar een bezinktank waar de meeste resterende vaste stoffen worden verwijderd – het slib wordt naar anaerobe vergisters geleid nadat het naar de bodem van het zwembad is gezonken. Het water wordt vervolgens naar een secundaire behandeling gestuurd, waar het wordt belucht met stikstofbindende bacteriën voordat het in een andere bezinkings- of zuiveringstank wordt geduwd. Ten slotte wordt het gefilterd door een tertiaire reinigingsfase van kationische polymeerfilters waar alle resterende vaste stoffen worden verwijderd. tegen 2035, terwijl Aurora, Colorado en Atlanta, Georgia al begonnen zijn hun drinkwatervoorraden te vergroten met hergebruik van drinkbaar water.

“Naast een veilige watervoorziening zijn er nog andere voordelen. Als je niet afhankelijk bent van het importeren van water, betekent dit dat er meer water is voor de ecosystemen van Noord-Californië of Colorado’, zegt Stanford-professor William Mitch in . “Je maakt het rioolwater schoon en daarom loos je geen rioolwater en mogelijke verontreinigingen op de stranden van Californië.”

Afvalwaterzuiveringsinstallaties in Californië staan ​​voor een aantal uitdagingen, de beoordelingen, inclusief verouderde infrastructuur; besmetting door verkeerd weggegooide geneesmiddelen en afvloeiing van pesticiden; de vraag van de bevolking in combinatie met verminderde stromen als gevolg van door klimaatverandering veroorzaakte droogte. Hun vermogen om zuiver water te leveren overtreft echter de natuur.

“We hadden verwacht dat hergebruikt drinkwater in sommige gevallen schoner zou zijn dan conventioneel drinkwater, omdat er een veel grondigere behandeling voor wordt uitgevoerd”, legt Mitch uit in een onderzoek. . “Maar we waren verrast dat in sommige gevallen de kwaliteit van hergebruikt water, met name water dat is behandeld met omgekeerde osmose, vergelijkbaar was met dat van grondwater, dat traditioneel wordt beschouwd als water van de hoogste kwaliteit.”

Vaste stoffen die uit afvalwater worden gewonnen, worden ook zwaar behandeld tijdens de recycling. Afval van de eerste fase wordt naar lokale stortplaatsen gestuurd, terwijl gefilterde biologische vaste stoffen van de tweede en derde fase naar anaerobe kamers worden gestuurd waar hun ontbinding die kan worden verbrand om elektriciteit op te wekken en kan worden omgezet in stikstofrijke mest voor gebruik in de landbouw.

New York bijvoorbeeld van zijn meer dan 1.200 afvalwaterzuiveringsinstallaties (AWZI’s) over de gehele staat. Volgens een rapport uit 2021 van de en wordt “hoofdzakelijk gebruikt om voorzieningen te voorzien en voor de warmtekrachtkoppeling van rioolwaterzuiveringsinstallaties”.

Niet-drinkbaar water kan nog directer worden behandeld en in sommige gevallen . Afvalwater, hemelwater en doos zoals de halplanten water geven en het toilet doorspoelen nadat ze zijn opgevangen en verwerkt in een (ONWS).

regeling voor hergebruik van water in een modern gebouw met meerdere units

AAP

“Toenemende druk op waterbronnen heeft geleid tot grotere waterschaarste en een groeiende vraag naar alternatieve waterbronnen”, zei de . “Het ter plekke hergebruiken van niet-drinkbaar water is een oplossing die gemeenschappen kan helpen bij het terugwinnen, recyclen en hergebruiken van water voor niet-drinkbare doeleinden.”

In een baan

Aan boord van het ISS hebben astronauten nog minder speelruimte bij het gebruik van water, omdat het station een geïsoleerd gesloten systeem in de ruimte is. Ook omdat SpaceX $ 2.500 per pond vracht in rekening brengt (na de eerste 440 pond, waarvoor het $ 1,1 miljoen in rekening brengt) om met een van zijn raketten in een baan om de aarde te sturen – en vloeibaar water is zwaar.

ISS watersysteem

ESA

Terwijl het ISS af en toe water ontvangt in de vorm van 90-pond plunjezakvormige noodwatercontainers om te vervangen wat steevast verloren gaat in de ruimte, vertrouwen de bewoners op het complexe netwerk van hendels en buizen die je boven en onder ziet om elke mogelijke druppel te grijpen van vocht en verander het in drinkbaarheid. Het waterbehandelingspakket van het station kan elke dag tot 36 liter drinkwater produceren uit zweet, adem en urine van de bemanning. Toen het in 2008 werd geïnstalleerd, had het station water nodig . Het werkt samen met de Urine Processor Assembly (UPA), Oxygen Generation Assembly (OGA), Sabatier Reactor (die vrije zuurstof en waterstof recombineert gescheiden door OGA in water) en systemen Regenerative and Life Sustaining Environmental Control (ECLSS) om de “” en . Kosmonauten op het Russische deel van het ISS vertrouwen op een apart filtersysteem dat alleen douchewater en condensatie opvangt en daarom meer regelmatige waterleveringen nodig hebben om hun tanks gevuld te houden.

ISS Watersysteem 2

ESA

In 2017 heeft NASA de WPA geüpgraded met een nieuw omgekeerde osmosefilter om “de aanvullingsmassa van het WPA-multifiltratiebed te verminderen en een verbeterde katalysator voor de WPA-katalytische reactor om de temperatuur en druk te verminderen”, aldus het bureau. Dit jaar. “Hoewel de WRS [water recovery system] goed draait sinds het begin van de werkzaamheden in november 2008, zijn er verschillende aanpassingen geïdentificeerd om de algehele systeemprestaties te verbeteren. Deze aanpassingen zijn bedoeld om de bevoorrading te verminderen en de algehele systeembetrouwbaarheid te verbeteren, wat zowel gunstig is voor de huidige ISS-missie als voor toekomstige bemande NASA-missies.

Een van die verbeteringen is de verbeterde Brine Processor Assembly (BPA) die in 2021 werd geleverd, een filter dat meer zout uit de urine van astronauten verwijdert om meer teruggewonnen water te produceren dan zijn voorganger. Maar er is nog een lange weg te gaan voordat we bemanningen veilig naar de interplanetaire ruimte kunnen vervoeren. NASA merkt op dat de WPA die in 2008 werd geleverd, oorspronkelijk was ontworpen om 85% van het water in de urine van de bemanning terug te winnen, hoewel de prestaties sindsdien zijn verbeterd tot 87%.

BPA-diagram

NASA

“Om de lage baan om de aarde te verlaten en langdurige verkenning buiten de aarde mogelijk te maken, moeten we de waterlus sluiten”, voegde Caitlin Meyer, plaatsvervangend projectmanager voor Advanced Exploration Systems Life Support Systems bij Johnson Space Center, van NASA in Houston toe. “De huidige systemen voor het terugwinnen van urinewater maken gebruik van destillatie, die een pekel produceert. De [BPA] zal dit waterhoudend effluent accepteren en het resterende water onttrekken.

Wanneer de nabehandelde urine vervolgens wordt gemengd met teruggewonnen condensatie en weer door de WPA gaat, “is ons totale waterherstel ongeveer 93,5%”, zegt Layne Carter, watersubsysteembeheerder water van het internationale ruimtestation in Marshall, . Om veilig naar Mars te reizen, schat NASA dat het een herstelpercentage van 98% of beter nodig heeft.

Maar zelfs als de huidige geavanceerde recyclingtechnologie van het ISS niet voldoende is om ons naar Mars te brengen, heeft het al een impact op de planeet. In de vroege jaren 2000 ontwikkelde het bedrijf Argonide bijvoorbeeld een “NanoCeram” nanovezel-waterfiltratiesysteem met financiële steun van NASA voor kleine bedrijven. Het filter maakt gebruik van microscopisch positief geladen aluminiumoxidevezels om vrijwel alle verontreinigingen te verwijderen zonder de doorstroming te veel te beperken, waardoor uiteindelijk .

“De douche begint met minder dan een liter water en circuleert het met een snelheid van drie tot vier liter per minuut, meer stroom dan de meeste conventionele douches.” . “Het systeem controleert 20 keer per seconde de waterkwaliteit en het meest vervuilde water, zoals de shampoospoeling, wordt geloosd en vervangen. De rest gaat door het NanoCeram-filter en wordt vervolgens gebombardeerd met ultraviolet licht voordat het wordt gerecirculeerd. Volgens het Swedish Institute for Communicable Disease Control is het resulterende water schoner dan kraanwater.

Alle door Engadget aanbevolen producten worden geselecteerd door ons redactieteam, onafhankelijk van ons moederbedrijf. Sommige van onze verhalen bevatten gelieerde links. Als u iets koopt via een van deze links, kunnen we een aangesloten commissie verdienen. Alle prijzen zijn correct op het moment van publicatie.



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

}