私たちの未来を形作る 5 つの水処理イノベーション

水は生存に必要ですが、常に安全に摂取できるとは限りません。 この記事では、誰もがきれいな水をより利用しやすくする、いくつかの破壊的な水処理技術について見ていきます。

29年2022月XNUMX日に投稿

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水は世界で最も豊富な資源の XNUMX つですが、 地球の71%をカバー未処理の排水の 80% が川、湖、海に戻っています。 この投棄プロセスにより水源が汚染され、安全に消費できなくなります。

そしてその結果は悲惨です。 XNUMX 人に XNUMX 人が清潔な飲料水を利用できず、感染しやすくなっています。 水媒介性疾患 下痢、ジアルジア症、赤痢、腸チフスなど、 大腸菌、 そしてサルモネラ。 汚れた水を消費すると、発育不全、学習障害、栄養失調、死に至ることもあります。

幸いなことに、世界中の知識豊富なイノベーターが行動を起こし、水を処理してこれらの問題に対処するための斬新で手頃な方法を見つけています。 この記事では、人生を変える可能性のある 5 つの水処理技術について説明します。

伝統的な水処理方法とは？

水処理とは、バクテリア、ウイルス、その他の毒素などの汚染物質を除去して水質を改善し、飲用や入浴などの特定の目的に使用できるようにするプロセスです。

現在、利用可能で使用中の水処理オプションが不足することはありません。 それらは、物理的、生物学的、化学的、または上記のいくつかの組み合わせの XNUMX つのカテゴリのいずれかに分類される傾向があります。

• 物理的な水処理 沈降、ろ過、溶存空気浮上などの物理現象を利用した浄水システムを採用し、きれいな水と廃水を分離します。
• 生物水処理 堆肥化とほぼ同じように、微生物を使用して汚染物質を生分解します。
• 化学水処理 浄水タブレット、前塩素処理、曝気、消毒など、化学物質を使用して汚染物質を除去または変換することに依存しており、通常は物理的または生物学的方法と組み合わせて使用​​されます。

また、一部の水処理方法は、複雑で洗練された技術に依存して、上記の一部またはすべてをハイブリッド化しています。 最もよく知られている例の XNUMX つは、蒸留または逆浸透を使用して塩水を飲料水に変換する淡水化です。

これらの水処理方法は新しいものではありませんが、いくつかの欠点があります。 たとえば、淡水化は効果的ですが、プロセスを完了するには膨大な量のエネルギーが必要です。 このエネルギーのコストは、淡水化プラントの運用コストの半分にも達する可能性があり、エネルギーの利用可能性と需要に基づいて価格が変化するだけでなく、沿岸地域に限定されます。 これにより、自動的に世界のほとんどの手の届かないところに置かれます。

他の方法でも、水を処理した後に化学薬品を廃棄する必要があるなど、欠点があることは免れません。 水を沸騰させるような単純なものでさえ、安定した十分な燃料と燃料の供給へのアクセスが必要です。 塩分や重金属を除去しない.

きれいな水への広範なアクセスを妨げる障害

世界保健機関（WHO）によると、 2億人以上 世界中で、清潔な飲料水へのアクセスが制限されている水不足の国に住んでいます。 その結果、彼らは糞便で汚染された水を消費することになります。

WHO は、汚れた水にさらされることは「飲料水の安全性に最大のリスクをもたらす」と報告しています。 さらに、安全に管理されたサービスを利用できない 2 億人のうち、282 億 30 万人が水にアクセスするために 368 分以上往復する必要があります。 122 億 XNUMX 万人が無防備な井戸や泉から飲んでいます。 XNUMX 億 XNUMX 万人が湖、池、川、小川から未処理の水を使用しています。

このアプリケーションには、XNUMXµmおよびXNUMXµm波長で最大XNUMXWの平均出力を提供する 疾病管理予防センター（CDC） は、基本的な飲料水サービスを利用できない 10 人中 3.6 人が農村地域に住んでいることを引用して、同様に悲惨な状況を描いています。 さらに、世界人口のほぼ半分 (XNUMX 億人) は、自宅で安全に管理された衛生設備を持っていません。 従来の水処理方法は、僻地や貧困地域に住む人々にとって十分ではない可能性があり、より創造的で費用対効果の高いソリューションが必要です。

景観を破壊する態勢にある 5 つの水処理イノベーション

水処理技術 #1: 黒いかぎ針編みのアブソーバー

革新的なレンズから水処理ソリューションを見ると、多くの実行可能なソリューションが間近に迫っています。 最もエキサイティングなものの XNUMX つは、 黒いかぎ針編みの花のような光吸収体 汚染された水蒸気をきれいな水に蒸発させる超親水性 (つまり、曇り止め) コーティングが施されています。

デバイスが黒いため、より多くの熱を保持します。 その結果、他の色よりも速い速度で水蒸気を蒸発させることができます。 さらに、糸は比較的安価で広く入手できるため、この装置はシンプルで費用対効果に優れています。

水処理技術その2：NASAの水ろ過装置

スペクトルの反対側では、強力な財政的支援を備えた大規模な組織がさらに大きな波紋を起こしています. の アメリカ航空宇宙局（NASA） は、お金、知性、イノベーションを組み合わせて、水のろ過装置を開発しました。 もともとは国際宇宙ステーション (ISS) で使用するために設計されていましたが、NASA は地球上でも実装できることに気付きました。

汚染物質を取り除く代わりに から 水、NASA の装置 分離する 汚染物質からの水。 これは、音響を使用して水をフィルター マトリックスに通すことによって行われます。 このプロセスは、水を処理するための重力とフィルターの向きの必要性を巧みに取り除きます。

水処理技術その3：自動可変ろ過技術

世界中で、 ウォーターマン エンジニア オーストラリア 手頃な価格で使いやすい水処理技術を革新することを使命としています。 同社のプロジェクトのXNUMXつは、 自動可変ろ過（AVF）テクノロジー、 これは、NASA の発明と同様に機能します。 しかし、音響を利用してろ過膜を介して水を駆動する代わりに、この装置は流入水を上部に挿入して下に流します。 これにより、圧縮空気が汚染物質をエアリフト パイプに移動させ、廃棄を容易にします。

水処理技術その4：NASAのナノテクノロジー

最後に、企業固有ではないテクノロジーが XNUMX つあります。 一つは ナノテクノロジー、超顕微鏡の膜を使用して水から汚染物質をろ過し、十分にきれいなレベルに到達できるようにします。 ナノテクノロジーを利用した人気のあるデバイスは ライフストロー®. このストローは、膜を通して水を吸い込むことによって機能します。 数十か国で利用でき、バッテリーや電源なしで動作します。 また、寿命は約XNUMX年です。

水処理技術その５：アクアポリン・水路

別の水処理技術は、 アクアポリン、または水路、 これは、水分子が拡散または浸透を介して単一のファイルとして通過する半多孔性ゲートとして機能する小さな膜タンパク質です。 ピーター C. アグレという名前のアメリカ人医師は、アクアポリンの発見により、2003 年にノーベル化学賞を受賞しました。 これらの膜は哺乳動物にも存在します (そして約半分の時間腎臓に存在します)。

閉じた思考

淡水化、沈降、塩素処理、ろ過、消毒などの従来の水処理は非常に効果的ですが、これらの方法は必ずしも財政的に実行可能であるとは限りません。 しかし、新たな技術革新が間近に迫っているため、きれいな水へのアクセスは贅沢や特権ではなく日常的な出来事になり、予防可能な水媒介性疾患の量を減らすのに役立ちます. 水処理の革新やその他のトレンド技術について詳しく知りたいですか? 申し込みます イノベーションインサイダー、知的財産および研究開発の専門家向けにキュレーションされた隔週のニュースレター。