Wodne mistrzostwo

Mistrzostwa Świata w Piłce Nożnej w 2022 r. zostaną zorganizowane w Katarze. Ten środkowowschodni kraj, podobnie jak wszyscy organizatorzy dużych imprez sportowych, rozpoczyna przygotowania z wieloletnim wyprzedzeniem. Poza rozbudową infrastruktury komunikacyjnej i hotelowej, budową i modernizacją stadionów, Katar inwestuje w źródła wody pitnej i energii. Planowane wydatki na te cele w ciągu najbliższych lat to 20 miliardów dolarów. Inwestycje w stacje odsalania wody morskiej oraz produkcję energii już w ciągu ostatniej dekady osiągnęły poziom 10 miliardów dolarów. W ciągu ostatnich 10 lat roczny wzrost popytu na wodę wynosił ok. 15%. Przewiduje się, że wzrost ten w najbliższych latach utrzyma się na poziomie 11%. Mieszkańcy Kataru zużywają dziś ponad 430 litrów rocznie na osobę. Jest to jeden z najwyższych wskaźników na świecie, podczas gdy jeszcze kilkadziesiąt lat temu społeczeństwo w tym państwie cierpiało na chroniczny brak wody. Dziś 1,5 miliona m3 pochodzi z samego odsalania wody morskiej, w tym z instalacji Ras Girtas Power and Water, jednej z największych tego typu stacji w krajach arabskich. Zakład zlokalizowany został w strefie przemysłowej Ras Laffan i składa się z elektrowni gazowej oraz stacji odsalania wody. Został oddany do użytkowania w 2011 r. Jednostka produkuje 2730 MWh energii elektrycznej i 240 tysięcy m3 wody dziennie. Kolejne planowane inwestycje mają wykorzystywać energię elektryczną pochodzącą ze słońca. Około 300 dni w roku nad Zatoką Perską to dni słoneczne. Zasobny w gaz i ropę naftową Katar inwestuje w elektrownie i stacje odsalania wody morskiej. Rząd katarski ma na uwadze nie tylko własne rosnące zapotrzebowanie na media, ale również sytuację w innych krajach Zatoki Perskiej. Zarówno energii elektrycznej, jak i wody pitnej brakuje zwłaszcza w Kuwejcie i Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Dodatkowym bodźcem do inwestycji są mistrzostwa świata w 2022 r.

Woda pitna ze ścieków

Zakład uzdatniania wody i oczyszczania ścieków North City Water w San Diego w południowej Kalifornii szuka sposobu, aby zarówno wody opadowe trafiające do kanalizacji, jak i ścieki komunalne oczyszczać w stopniu umożliwiającym spożycie odzyskanej wody. Przez ostatnie dwa lata analizowano możliwości oczyszczania ścieków. Celem projektu jest zmniejszenie ilości wody pozyskiwanej ze źródeł naturalnych. Rada miasta przegłosowała propozycję pracowników North City Water i zobowiązała do odzyskiwania 15 mln galonów (ok. 56,8 mln litrów) wody każdego dnia. Tego typu inicjatywy pojawiały się już wcześniej, jednak nie zyskiwały akceptacji mieszkańców. Po przeprowadzeniu kampanii uświadamiającej skalę problemu pozyskania przez miasto odpowiedniej ilości wody pitnej oraz jakości tej pochodzącej ze ścieków poparcie ludności wzrosło do 73%. Woda, która jest odzyskiwana w North City Water, okazuje się czystsza od wody pitnej obecnie dostarczanej użytkownikom. 9 tysięcy indywidualnych testów jakości wody pokazuje, że wszystkie federalne i stanowe standardy wody pitnej są spełnione. W porównaniu do wody pochodzącej z wodociągów, ma niższe poziomy rozpuszczonych soli i zanieczyszczeń organicznych. Proces oczyszczania ścieków przebiega w kilku różnych etapach. Zaczyna się od mikrofiltracji, w której używa się plastikowych rurek, zawierających puste membrany wewnątrz. Mikroskopijne pory na ich powierzchni filtrują głównie bakterie, ale i inne zanieczyszczenia. Potem następuje proces odwróconej osmozy. Takie filtrowanie pod wysokim ciśnieniem przyczynia się do usunięcia ze ścieków soli oraz ciał stałych. Po zatwierdzeniu planów wdrożenia programu miasto czeka rozbudowa specjalnej sieci kanalizacyjnej, która doprowadzi głównie wodę deszczową do oczyszczalni. Również zakład oczyszczania będzie rozbudowywany. Wartość inwestycji to ok. 369 mln dolarów.

Biały grafen w oczyszczalniach

Nowy materiał może być przyszłości wykorzystywany zarówno w oczyszczalniach ścieków, jak i stacjach uzdatniania wody. Głównym obszarem zastosowania grafenu jest przemysł elektroniczny (ogniwa słoneczne, wysokiej jakości baterie i mikroprocesory). Niedawno odkryto, że idealnie nadaje się on także do usuwania zanieczyszczeń. Grafen, odmiana alotropowa węgla, to bardzo dobry przewodnik i najbardziej wytrzymały materiał, jaki kiedykolwiek powstał. Jest płaską strukturą złożoną z atomów węgla, tym samym ma taką samą grubość jak jeden atom węgla i naturalną strukturę sześciokątów foremnych. Poza ogromną wytrzymałością, zachowuje dużą elastyczność i jest przezroczysty. Grafen został przebadany pod kątem wykorzystania w akumulatorach i bateriach oraz jako generator dźwięku bez użycia ruchomych membran. Materiał ten wydaje się również świetnym rozwiązaniem do budowy podzespołów elektronicznych, ponieważ w jednej chwili rozkłada temperaturę na dużej powierzchni. Wielkie nadzieje wiąże się także z produkcją grafenowych procesorów. Dzięki lepszemu przewodnictwu, mogłyby one być wielokrotnie szybsze od rozwiązań opartych na krzemie. Kolejne możliwości zastosowania tego materiału będą się regularnie pojawiać za sprawą coraz tańszych metod jego  pozyskiwania oraz możliwości otrzymywania dużych struktur grafenowych. Biały grafen ? najnowsza odmiana tego materiału ? jest niezwykle chłonny. Absorbuje więcej zanieczyszczeń niż waży. Mimo że sproszkowany grafen staje się cięższy przez absorpcję zanieczyszczeń, to w dalszym ciągu unosi się na powierzchni wody i można go łatwo zebrać. Następnie może być wielokrotnie oczyszczany w celu uwolnienia substancji zanieczyszczających. Dalsze obniżanie kosztów wytwarzania grafenu jest aktualnie kluczowym elementem, warunkującym powszechne stosowanie tego materiału przy oczyszczaniu ścieków i uzdatnianiu wody.

 

Na podstawie: www.waterworld.com, www.envirotech-online.com

Opracowanie: Łukasz Bandosz