Zařízení S.A.W.E.R. – jak získat pitnou vodu ze vzduchu
Pohled do vnitřku zařízení S.A.W.E.R.
Získat vodu ze vzduchu či přeměnit neúrodnou písčitou pouštní půdu na zelenou oázu již není nedosažitelným snem. K obojímu dopomůže jednotka S.A.W.E.R. (Solar Air Water Earth Resource).
Pozadí vývoje systému S.A.W.E.R.
S.A.W.E.R. je systém, který slouží k získávání vody ze vzduchu. Na jeho vývoji se podílejí Univerzitní centrum energeticky efektivních budov, Fakulta strojní ČVUT v Praze a Botanický ústav Akademie věd České republiky. O úpravu vody na pitnou se stará společnost EuroClean s.r.o..
Mechanismus jednotky umožňuje získat nejen pitnou vodu ze vzdušné vlhkosti, ale také obohatit pouštní půdu o živiny, a proměnit ji tak na úrodnou zem. Zmenšená verze zařízení bude po jeho otestování v reálném provozu prezentována v českém pavilonu na světové výstavě Expo 2020 v Dubaji.
Výhody zařízení S.A.W.E.R.
- S.A.W.E.R. pracuje zcela autonomně.
- Veškerou energii nutnou pro svůj provoz získává ze slunce.
- Během výrobního procesu vody ze vzduchu vzniká teplá voda a studený vzduch, které lze dále využít.
- Zařízení S.A.W.E.R. funguje i v horkém a suchém pouštním klimatu. Je upraveno pro klimatické poměry Rijádu a má možnost být testováno i na nejsušším místě na světě – v poušti Atacama.
- Své místo najde v oblastech, kde chybí jakákoliv infrastruktura.
Z čeho se S.A.W.E.R skládá
Zařízení S.A.W.E.R. tvoří dva kontejnery. Součástí prvního kontejneru (produkčního) je sorpční jednotka, zásobník vody a úpravna vody na vodu pitnou. Tento kontejner lze samostatně připojit na síť. Aby zařízení fungovalo na síti nezávisle, je nutné připojit druhý, energetický kontejner, obsahující fototermické kolektory, fotovoltaické moduly, fotovoltaicko-termické moduly, systémy akumulace tepla, chladu a elektrické energie a solární střechu. Střecha je propojena s oběma kontejnery, a tak je zajištěn chod bez nutnosti připojení zařízení na centrální rozvod energie.
Dvoj kontejnerové složení systému S.A.W.E.R.
Přeprava a instalace
Kontejnery jsou na půdorysu velké 2,4 x 6,0 metrů a vysoké 2,9 metry. Rozkládací zařízení se solární střechou se vejde do dvou klasických námořních kontejnerů, lze jej také převážet automobilovou dopravou nebo po železnici. Možná je i přeprava helikoptérou, takže jej lze přemístit i do těch nejodlehlejších oblastí.
Princip výroby vody ze vzdušné vlhkosti
Srdcem zařízení je sorpční jednotka s desikačním výměníkem umístěná v prvním kontejneru. Pouštní vzduch obsahující malé, přesto však významné procento vody, se vhání na desikační materiál výměníku, který na sebe adsorpcí naváže vodní páru. Vlhkosti zbavený vzduch se odvádí zpět do okolního prostředí. V následujícím kroku výroby vody se do jednotky nasaje menší objem dalšího vzduchu, který již vodní páru obsahuje. Ten se ohřeje na teplotu vysokou tak, že se do sebe pojme páru navázanou na povrchu desikantu. Vzduch obohacený o tuto páru (horký vzduch přijme více páry než studený) je přiváděn na chladič, na kterém pára kondenzuje na vodu. Tu je možné po úpravě vody použít jako pitnou, na zalévání nebo napájení hospodářských zvířat. Ostatně jedno zařízení bude stojí právě poblíž velbloudí farmy.
V létě 2019 spustili vědci z ČVUT UCEEB zkušební provoz systému v poušti Sweihan ve Spojených arabských emirátech.
Kolik vody vyrobí
Jednotka S.A.W.E.R. zpracovává průtok venkovního vzduchu v množství 2 000 metrů krychlových za hodinu. V horkém a suchém prostředí pouště vyprodukuje asi 100 litrů vody denně. Připojí-li se zařízení na energetickou síť, vyrobí ještě o dalších 100 litrů vody více.
Přehled dosavadní produkce vody
Druhá funkce zařízení – systém pro kultivaci pouště
Botanický ústav Akademie věd ČR se podílí na vývoji systému, prostřednictvím kterého by se poušť proměnila na zelenou krajinu. Voda získaná systémem S.A.W.E.R. protéká do fotobioreaktoru, ve kterém se kultivují řasy obohacující vodu o důležité živiny. Voda se potom používá pro zalévání. Aby ani kapka nepřišla nazmar, byl vyvinutý speciální zálivkový systém, omezující ztrátu vody vypařováním, který se nachází 20 centimetrů pod povrchem půdy. Přímo z něj rostliny čerpají živiny pro svůj růst. Než se rostliny vysadí, půda projde speciálním procesem. Obohatí se rostlinnými hormony, speciálními živinami a makro a mikro prvky. Přídavek mykorhizních a endofytních hub zajistí koncentraci živin přímo na kořenech rostlin. Chudá písčitá půda se tak postupně promění v substrát bohatý na živiny a pouštní duny v zelené zahrady.
WatiMin – promění destilovanou vodu na pitnou
S.A.W.E.R. vyrábí destilovanou vodu, jež je vhodná k dlouhodobému uchovávání, avšak nelze ji použít k pití ani k zalévání. V případě vody určené k zálivce ji o živiny obohacuje fotobioreaktor. Pro přípravu pitné vody se k zařízení S.A.W.E.R. připojí přístroj WatiMin od společnosti EuroClean, který automaticky a přesně remineralizuje destilovanou vodu nebo vodu, která prošla procesem reverzní osmózy.
Minerálů zbavená voda nejdříve prochází přes ultrajemné filtry, které ji zbaví veškerých nečistot. Zároveň WatiMin UV zářením zbaví vodu všech choroboplodných zárodků. Poté se do vody dávkuje vápník, hořčík a draslík tak aby vyhovovala normám, jež jsou kladeny na pitnou vodu. Během celého procesu remineralizace je kvalita vody neustále sledována a měřena.
Další informace:
- https://www.uceeb.cz/projekty/system-sawer – Představení projektu S.A.W.E.R. na UCEEB
- https://www.sawer.cz/ – Oficiální web (EN)
- https://www.czexpo.com/s-a-w-e-r/ – S.A.W.E.R. na webu CZ EXPO
- https://euroclean.cz/watimin/ – web remineralizační jednotky WatiMin, která pro S.A.W.E.R. vyrábí pitnou vodu
- https://euroclean.cz/tag/sawer/ – články na téma S.A.W.E.R.
Úprava vody a problémy spojené s úpravou a filtrací vody. EuroClean se specializuje na projekce, výrobu a dodávky technologických celků řešících nestandardní problémy investorů s vodou a vodním hospodářstvím.