At lære, hvordan bor fordamper, vil forbedre teknologierne til afsaltning af vand

Højtemperaturafsaltningsteknologier kan effektivt reducere koncentrationen af ​​et kemisk grundstof i havvand for at gøre det til en effektiv erstatning for ferskvand. Forskning i, hvordan grundstoffet bor fordamper, kan resultere i drikke- og kunstvandingsvand af højere kvalitet.

Bor er et spormineral, der findes i koncentrationer på 0,001-100 milligram per liter i jord- og overfladeferskvand, men i højere koncentrationer i havvand (i gennemsnit 4,5 mg/l). Udsættelse for høje doser af bor kan føre til abnormiteter i menneskelige føtale og reproduktive systemer. Selvom bor er afgørende for plantevækst, høje koncentrationer i jorden kan skade følsomme afgrøder.

Lande rundt om i verden regulerer, hvor meget bor der er tilladt i drikke- og kunstvandingsvand, afhængigt af deres vigtigste vandkilde, enten fersk- eller havvand. "Lande i Golfens Samarbejdsråd, inklusive Saudi-Arabien, har strenge standarder, tillader en maksimal borkoncentration på 0,5 mg/l i drikkevandsdistributionssystemer, " siger Alla Alpatova, en postdoc ved KAUST. For at forbedre borfjernelsen under vandafsaltning, Alpatova og hendes kolleger søgte at forstå, hvad der sker, når havvand gennemgår en af ​​to i øjeblikket anvendte temperaturrelaterede afsaltningsprocesser.

Multi-stage flash (MSF) er en afsaltningsteknologi, der involverer opvarmning af vand og kondensering af den resulterende damp gennem trinvise trin. Air-gap membrandestillation (AGMD) involverer transport af vanddamp gennem en membran, der skal afkøles og kondenseres på den anden side. For at finde ud af, hvordan de forskellige komponenter i havvand påvirkede borfjernelsen, holdet sammenlignede, hvad der skete med havvand og med en opløsning af borsyre, da de blev behandlet gennem disse to teknologier.

De fandt ud af, at bor begynder at fordampe fra opløsning ved en temperatur på omkring 55°C. Efterhånden som temperaturen på systemerne steg, mængden af ​​fordampet bor fra havvand steg også. "Men selvom bor er flygtigt ved høje temperaturer, begge afsaltningsteknologier var effektive til at reducere dets koncentrationer i afsaltet vand til under den saudiske standard på 0,5 mg/l, selv ved havvandstemperaturer over 100°C, " siger Alpatova.

Resultaterne viser potentialet i disse teknologier til at reducere koncentrationerne af farlige forurenende stoffer i havvand. At forstå, hvordan de påvirker borfordampning og -fjernelse, kan hjælpe med at forbedre disse metoder. Skæbnen for andre flygtige kemikalier i havvand skal også undersøges, tilføjer Alpatova.

Holdet arbejder nu på et opsætning af membrandestillation i pilotskala for at optimere systemets design og omkostningseffektivitet. De vil samarbejde med industrielle partnere for at teste det i stor skala under reelle afsaltningsforhold.