Чистая вода для Южной Африки
Более 100 миллионов человек в Южной Африке не имеют доступа к чистой воде — многие источники в сельской местности загрязнены. В проекте SafeWaterAfrica африканские и европейские партнеры совместно разрабатывают децентрализованное системное решение для очистки воды, которое может автономно эксплуатироваться и обслуживаться сельскими жителями. Система покрывает потребности в чистой воде для нескольких сотен человек. Координацию проекта осуществляют исследователи из Института технологии поверхностей и тонких пленок общества Фраунгофера (Fraunhofer IST).
Чистая вода — дефицитный ресурс в сельских районах Южной Африки. Природные источники часто содержат химические и микробиологические примеси, а уровень смертности от водных патогенов и загрязнителей, включая инфекционные заболевания, соответственно высок. Партнеры проекта разрабатывают автономную децентрализованную систему для очистки воды, рассчитанную на работу в отдаленных районах без централизованного водоснабжения и электросетей. Решение, мощностью 1000 литров в час, покрывает потребности 300 человек. Система использует технологии очистки с низким энергопотреблением, а энергию поставляют солнечные коллекторы на крыше контейнера.
Обеззараживание без химикатов
Вклад Fraunhofer IST — технология электрохимической очистки воды с использованием алмазно-покрытых электродов. Ученые участвуют в создании обеззараживающего модуля CabECO. Метод разрушения загрязнителей в воде с помощью алмазных электродов был разработан в институте, а в 2001 году передан спин-оффу CONDIAS GmbH, который также является партнером проекта. Как объясняет физик д-р Лотар Шефер, процесс использует электрохимическое окисление: между электродами прикладывается низкий потенциал в несколько вольт, и протекающая вода (H2O) преобразуется в озон (O3) и гидроксильные радикалы (OH). Озон — один из самых эффективных дезинфектантов, а гидроксильный радикал — сильнейший окислитель. Вместе они уничтожают все микробы и органические примеси, что исключает необходимость использования хлора или других химикатов. В полевых испытаниях исследователям удалось снизить количество микробов в 1000–10000 раз и достичь требуемого уровня обеззараживания.
Сделано в Африке
Модуль CabECO — один из компонентов системного решения. Другие модули удаляют тяжелые металлы, осадки и соединения азота. Технологии в контейнерах имеют как африканское, так и европейское происхождение, причем африканские партнеры внесли значительный вклад в виде ноу-хау, поэтому решение также описывается как «Сделано в Африке». Комбинация модулей предварительной очистки будет адаптирована к местным условиям и исходному состоянию воды. Один демонстратор уже проходит испытания в Южной Африке, а установка второго в Мозамбике запланирована на апрель 2019 года. В будущем установки будут строиться и эксплуатироваться в ЮАР, а их работу, обслуживание и ремонт будет поддерживать система удаленной диагностики.