Горнолыжный курорт Церматт, расположенный на юге Швейцарии в кантоне Валлис, потребляет в разгар зимнего туристического сезона свыше 6 тыс. кубометров воды в сутки – в два раза больше, чем в остальное время года. Пик расхода воды приходится на новогодние праздники. В этот период система местного водоснабжения уже не в состоянии обеспечить водопотребление. Как быть? На помощь пришли нанотехнологии.

Мембранная технология водоочистки

На высоте 2280 метров над уровнем моря у подножия ледника Финдель расположены Гандские подземные источники. Вода из них пригодна для питья, но из-за повышенного содержания сульфата имеет неприятный вкус. К тому же она содержит большое количество кальция, поэтому использование такой воды приносит вред бытовой технике и отопительному оборудованию. Благодаря нанотехнологиям воду можно превратить в чистую с отличными вкусовыми качествами. Введенная в эксплуатацию фильтрующая установка "Wichje" работает по принципу обратного осмоса.

Он основан на том, что исходная вода под давлением пропускается через полупроницаемую мембрану. Размер пор в мембране меньше 1 нм (нанометра), а следовательно, мембрана задерживает все примеси, имеющие размер более 0,1 нм, в том числе растворённые ионы кальция и сульфата.

Применение нанотехнологий в водном секторе Швейцарии

Нанотехнологии получили широкое применение в водном хозяйстве страны. Новая, но далеко не единственная в стране ультрафильтрационная установка была введена в эксплуатацию в 2005 году в Мэннедорфе в кантоне Цюрих. Она обеспечивает качественной питьевой водой из Цюрихского озера 26 000 жителей трех близлежащих поселков. Фильтрующая мембрана позволяет полностью задерживать содержащиеся в воде вредные примеси и микроорганизмы диаметром от 2 до 60 нанометров. 

Перспективы применения мембранных технологий в Швейцарии

20%  воды, используемой для питьевого водоснабжения населения Швейцарии, поступает из поверхностных источников. Независимо от происхождения, эта вода загрязнена множеством примесей и подлежит обязательной очистке. По сравнению с традиционными методами водоочистки мембранная технология имеет ряд преимуществ: получение питьевой воды, безопасной в химическом и микробиологическом отношении, низкие эксплуатационные затраты,  компактность оборудования и высокий уровень его автоматизации.

Перспективы применения мембранных технологий в развивающихся странах

Возможности применения мембранных технологий для очистки воды очень широки, и в первую очередь в развивающихся странах, где на сегодняшний день более 1,5 млрд. человек не имеют доступа к чистой питьевой воде. Этому в немалой степени способствует то обстоятельство, что во многих населенных пунктах загрязненные сточные воды сбрасываются без очистки в открытые природные водоемы, которые используются в качестве питьевого источника. Поисками решения проблемы, в частности, разработкой и апробацией коммерчески доступных мембранных технологий для очистки воды  занимается швейцарский научно-исследовательский институт водных ресурсов Eawag при Федеральной высшей политехнической школе Цюриха  (ETHZ). На сегодняшний день к числу недорогих и легких в использовании водоочистительных мембранных устройств относится  "LifeStraw Family" швейцарской компании Vestergaard Frandsen. Портативный водоочиститель рассчитан на целую семью и предназначен для ультрафильтрации и удаления микроорганизмов из загрязненной воды.

Применение нанотехнологий в системах водоподготовки

Область применения нанотехнологий в системах водоподготовки очень обширна. Технологию обработки воды можно выбираеть в зависимости от требований потребителей к качеству воды. Таким образом, воду можно очистить практически от всего: от мутности, бактерий, вирусов, органических примесей, пестицидов, тяжелых металлов, радионуклидов, а также от избытка некоторых солей (нитрата, фосфата, кальция, сульфата, и т.д.).

Статья печатается в сокращенном варианте. Полный текст статьи "Нанотехнологии для получения чистой питьевой воды" можно прочитать в научном журнале "Окружающая среда" №3 за 2010 г. Журнал ежеквартально издается Федеральным ведомством по охране окружающей среды.