Сотни миллионов человек по всему миру уже проживают в засушливых регионах, а по прогнозам ООН, к 2030 году примерно половина населения планеты будет жить в условиях дефицита пресной воды. Кризис коснется даже экономически развитых стран. А глобальное потепление лишь усилит этот процесс. Процессы опреснения все в большей мере становятся методом борьбы с нехваткой питьевой воды. Однако обычно они обходятся дорого, а рассолы — побочные продукты производства — могут наносить ущерб окружающей среде.

Инженеры Колумбийского университета улучшили свою нетрадиционную технологию опреснения для гиперсоленых рассолов. Этот метод экстракции путем температурных колебаний (TSSE) коренным образом отличается от прочих, потому что в нем не используются мембраны, и он не основан на выпаривании. При этом он эффективный, масштабируемый и экологически чистый, сообщает EurekAlert.

Вдобавок, ученые продемонстрировали, что TSSE впервые позволил добиться энергоэффективного нулевого сброса жидкости (ZLD) гиперсоленых рассолов.

«Нулевой сброс жидкости — это последний рубеж опреснения, — сказал Нгай Ип Ип, руководитель исследования. — Нынешние методы ZLD — выпаривание и конденсация воды, но она расходует очень много энергии и слишком дорогая. Мы смогли добиться ZLD без кипячения воды — это большой прогресс для опреснения гиперсоленых рассолов. Он демонстрирует инновационность нашей технологии для мировой водной промышленности».

Суть процесса TSSE заключается в смешивании малополярного раствора с рассолом. При низких температурах (5°C) из рассола выделяется вода, но не соли, которые остаются там в виде ионов. Управляя соотношением раствора к рассолу, ученые могут выделить всю воду, запустив осаждение солей. После того как вся вода будет «выкачана», соли образуют твердые кристаллы и опускаются на дно, откуда их можно с легкостью удалить.

После удаления солей нужно нагреть водный раствор до 70°C. При этом растворимость раствора снижается, и вода выжимается из раствора как из губки. Она образует слой под раствором и содержит намного меньше солей, чем изначальный рассол.

Весь процесс требует всего четверть энергии, необходимой для опреснения методом выпаривания. Раствор можно использовать повторно без заметной потери в производительности. Кроме того, технология также работает с отработанной водой, оставшейся после отбора нефти и газа и прочих промышленных процессов.    

Для того чтобы сделать воду непригодной для питья, достаточно одной чайной ложки соли на 20 литров воды. Новая молекула, созданная химиками США, поможет решить эту проблему и увеличить количество питьевой воды на Земле.