Инженеры МТИ изучили причину выхода из строя мембран для процесса обратного осмоса и предложили новое объяснение, почему станции опреснения воды на дни или даже недели перестают поставлять питьевую воду.

Стоимость индустрии опреснения, важного источника питьевой воды для многих засушливых регионов, составила в прошлом году более $13 млрд и удвоится в течение 10 лет. Большинство современных станций используют процесс обратного осмоса: вода пропускается через мембраны, очищаясь от соли. Наиболее дорогостоящим элементом этой технологии являются эти самые мембраны, которые приходят в негодность из-за микроорганизмов. При этом в процессе прямого осмоса, менее эффективного, такого не происходит.

Чаще всего в порче мембраны винят высокое давление, которое требуется для процесса обратного осмоса и которое воздействует на цианобактериальные маты, растущие на мембранах. Из-за этого мембраны становится трудно чистить. Но исследование МТИ показало, что дело не в давлении.

«На дне океана большое давление, но оно не мешает аквалангисту плавать», — говорит Эмили Тоу, руководитель исследования. Но если давление ни при чем, в чем может быть причина?

Возможно, разница между процессами прямого и обратного осмоса в том, что они по-разному воздействуют на опорной слой мембраны, на который крепится тонкий фильтр. Их взаимное сочетание влияют на форму потока воды, проходящей сквозь мембрану, а от этого зависит образование загрязнений на поверхности мембраны, говорит Тоу. Если повторить структуру мембран прямого осмоса для обратного, можно будет существенно упростить их очистку, сообщает MIT News.

Фото: MIT / John Freidah

Это позволит не только снизить себестоимость пресной воды, но и повысить надежность станций.

«Приостановка работы из-за цветения водорослей может иногда прерывать поставку воды на дни или недели», — говорит профессор Джон Лиенхард, глава лаборатории МТИ, в которой велось исследование.

Технологию опреснения воды почти со 100% КПД изобрели инженеры Калифорнийского университета в Риверсайде. Они отказались от обратного осмоса из-за его ненадежности и перешли на термальное опреснение.