К.т.н. Лысенко В.С., магистрант Ынтыбаева С. С.

Казахский Национальный Педагогический Университет имени Абая, Казахстан

Проблема водоснабжения и новая комплексная технология

По мнению экспертов Организации Объединенных Наций, в мире проблема нехватки питьевой воды усугубляется глобальным изменением климата, а также ростом потребности в продовольствии и средствах гигиены увеличивающегося населения Земли. По данным мировых аналитиков, питьевая вода неравномерно распределена по материкам: в Азии проживает 60 процентов населения планеты, однако при этом оно имеет доступ лишь к трети водных ресурсов. К 2050 году потребность жителей Земли в продовольствии вырастет на 70 процентов. К этому времени глобальное потребление воды для сельского хозяйства увеличится на 19 процентов. К этому моменту на эти нужды будет задействовано почти 90 процентов мировых ресурсов пресной воды. [1]

Особенностью территории Казахстана является то, что большая ее часть относится к бессточным бассейнам Каспийского и Аральского морей, озер Балхаш, Тенгиз, Алаколь, и др., не имеющих выхода к Мировому океану. В связи с этим, в низовьях трансграничных рек, расположенных на территории страны, происходит значительное накопление загрязняющих веществ, которые переносятся сюда со стоками рек, выпадают с атмосферными осадками, попадают в результате размещения промышленных, коммунальных отходов и выбросов загрязняющих веществ, а также из других источников. [2]

В то время как большие города Казахстана методично и настойчиво поднимают вопрос о качестве воды, малые села решают не менее сложные вопросы с ее количеством.

Причинами дефицита водных ресурсов являются природные условия (90% стока рек приходится на весенний период) и формирование около половины стока (56,5 км³) на территории сопредельных государств, а также экстенсивное использование, чрезмерное безвозвратное водопотребление на орошение и потери воды. Кроме того, поверхностные водные ресурсы по территории республики распределены крайне неравномерно и подвержены значительным временным колебаниям.

С каждым годом в республике все более ухудшается обстановка с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой. В целом обеспеченность населения водопроводной водой в 1999 г. составила 75,1% (75,2% в 1998 г.), существенно этот показатель снизился в Североказахстанской - 49,0% (58,02%), Актюбинской - 70,9% (74,8%), Атырауской - 66,1% (70,3%) и Мангистауской - 71,7% (76,9%) областях.  16,5% населения используют для питьевых целей воду из открытых водоемов и 3,2% пользуются привозной водой негарантированного качества. Удельный вес проб воды из децентрализованных источников питьевого водоснабжения, несоответствующих санитарным нормам, достигает 12% [3].

Одной из перспективных проблем водных ресурсов для Казахстана является отбор воды южными соседними странами (Китай, Кыргизия, Узбекистан) из рек, втекающих на его территорию.

Кроме того, существующая система гидротехнических сооружений в Казахстане не полностью соответствует требованиям сегодняшнего дня, однако ведение нового строительства и реконструкция существующих систем требует больших денежных затрат [4].

Таким образом, создание новых экологически чистых комплексных технологий для производства питьевой воды для населения локальных и удаленных от качественных водных ресурсов является весьма актуальной задачей, особенно для Казахстана.

Одним из перспективных направлений локального водоснабжения отдаленных потребителей является технология получения воды из атмосферного воздуха.

Существующие технологии основаны в основном на конденсации атмосферной влаги при охлаждении воздуха до температуры росы. Недостатком этих технологий является их высокая энергоемкость, то есть большие затраты энергии на охлаждение, высокая цена и сложность используемого оборудования.

Известны также способы получения воды из воздуха при помощи специальных адсорбентов, которые впитывают атмосферную влагу. Эти технологии не нашли широкого применения из-за отсутствия дешевых и эффективных адсорбентов.

В последнее время начали появляться разработки получения воды из атмосферного воздуха основанные на использовании энергии ветра [5]. Однако эти разработки базируются на известных недостаточно эффективных технологиях получения воды из воздуха.

Лабораторией инновационных технологий КазНПУ им.Абая разработаны принципиально новые комплексные технологии получения воды из атмосферного воздуха за счет использования возобновляемых источников энергии, в частности ветра. Это позволяет не только эффективно получать электрическую и тепловую энергию, но и дополнительно вырабатывать питьевую воду из атмосферного воздуха. Кроме того эта технология позволяет производить опреснение воды Каспийского моря и других соленых озер Казахстана для снабжения питьевой водой населения прибрежных районов.

Сущность технологии связана с комплексным использованием энергии ветра и вихревого эффекта, а также в сочетании.

Преимущества предлагаемой технологии получения питьевой воды из атмосферного воздуха заключаются в следующем:

- Дополнительная выработка электрической и тепловой энергии;

- Способность работать на минимальных скоростях ветра;

- Экологическая чистота и безопасность;

- Широкий диапазон мощностей;

- Возможность применения технологии для опреснения морской воды.

В настоящее время проводятся работы по патентованию и изготовлению лабораторной установки для проверки и отработки технологии.

Литература:

1. А.Бектасова, Как Казахстан решает проблему обеспечения населения питьевой водой? Астана, 25 декабря 2012 г., BNews.kz. «www.bnews.kz».,

2. Обзор «Водные ресурсы Казахстана в новом тысячелетии». Программа развития ООН. 2000. www.undp.kz/library_of_publications/files.

3. Водные ресурсы Республики Казахстан. www.enrin.grida.no/htmls/kazahst/soe2/soe/nav/water/water.htm

4. Алимбаев Б.А., Манапбаев Б.Ж., Есиркепова А. Проблемы надежности металлических гидротехнических затворов, ТарГУ имени М.Х.Дулати, Материалы международной научно-практической конференции «Научно-образовательный потенциал нации и конкурентоспособности страны», Тараз: «Сенім» 2008.– 386с.

5. Сайт о возобновляемой энергетике « Ветроустановка может обеспечить питьевой водой». www.renewable.com.ua/wind-energy.html?start=6