Осмотический фильтр очистит воду и даст электричество

В течение многих лет NASA занимается разработкой техники для обеспечения долгосрочного пребывания человека в космосе. В рамках этих постоянных усилий американское космическое агентство разработало уникальную многоцелевую замкнутую систему, которая перерабатывает мочу и сточные воды в чистейшую питьевую воду и при этом еще может вырабатывать электричество. Технология может применяться и на Земле – для очистки воды в домашних условиях и во время путешествий, а также для генерации и хранения энергии.

В этом году Конгресс США принял законодательный акт, который регулирует использование космических технологий в коммерческих приложениях и должен помочь задействовать промышленный потенциал США для широкого применения новейших космических разработок. Именно в рамках этой инициативы развернута масштабная деятельность по созданию ряда технологий, в том числе новой системы фильтрации воды.

Процесс очистки основан на явлении осмоса – всасывания жидкости сквозь мембрану, которая отфильтровывает органические вещества и твердые частицы. Первоначально разработанная для систем жизнеобеспечения космических кораблей система рециркуляции воды называется системой прямой осмотической концентрации (DOC). В дополнение НАСА разработало мембранные фильтры DOC и в коммерческом варианте – для комплектов очистки воды в случаях аварий в системах водоснабжения и других чрезвычайных обстоятельств. В настоящее время прототип испытывается в лаборатории Эймса.

Прототип с помощью прямого осмоса забирает воду из загрязненных источников, пропускает ее через мембрану из триацетата целлюлозы в раствор сахара, который пригоден для питья. Из любой жидкости, содержащей воду, в том числе загрязненной нефтью, бактериями и, при добавлении активированного угля, даже из мочи можно получить освежающий, утоляющий жажду напиток.

Кроме того, из-за различной плотности жидкостей, осмос вызывает разность давления на сторонах мембраны, которое можно использовать для выработки электричества. Оно может применяться для дополнительной очистки воды, например, для питания ультрафиолетовой лампы или ионизатора.

В ближайшее время на рынке появится доступный компактный восстановительный фильтр LWC-WRS, который сможет очищать сточные воды в домах, офисах и пускать их на повторное использование – например для смыва в туалете или технических нужд. Но в принципе фильтр сможет обеспечивать в доме практически замкнутый водяной цикл – ведь недаром система разработана для космического корабля, к которому водопровод не подключен. Есть однако некоторая психологическая проблема, поскольку людям будет трудно свыкнуться с мыслью, что они пьют воду, которая прошла энное число циклов очистки после ванны и мытья посуды. Но, к сожалению, вода на планете будет только дорожать и осмотические фильтры, возможно, станут привычной вещью.