Технологія очищення стічних вод в умовах космосу
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна
Abstract
UKR: Постановка проблеми. Система життєзабезпечення Міжнародної космічної станції обов’язково включає забезпечення екіпажу водою питної якості та очищення і знешкодження стічних вод. Вартість доставки води до МКС дуже висока, тому необхідно вдосконалювати технологічні схеми очищення стічних вод в умовах космосу з метою повторного використання води в повному замкненому циклі. Методи. Дослідження виконані на підставі аналізу українських і зарубіжних наукових джерел і звітних даних про специфіку використання води на космічних станціях і способах очищення стічних вод. Для розроблення технології очищення стічних вод в умовах космосу, окрім світового досвіду, використані власні дослідження. Наукова новизна. Автори статті провели аналіз роботи існуючих споруд з очищення стічних вод в умовах космосу і подали рекомендації до їх використання на МКС. Розроблена технологія для очищення стічних і питних вод в умовах невагомості (космосу) ґрунтується на використанні реакторів. Реактори можуть бути виконані з різних матеріалів (метал, пластик та ін.), вони не містять нестандартного устаткування, яке вимагає заводського виготовлення. Компактність, повна герметичність і невеликі габарити біо- і фізико-хімічних реакторів дозволяють установлювати їх у межах МКС. Процес очищення простий в керуванні і може бути повністю автоматизований. Практична значимість. Водні проблеми – головні у всьому світі, у тому числі і в умовах космосу. На МКС має бути передбачена система обробки стічних вод та їх замкнутого використання, оскільки постачання станцій новою водою значно збільшує вартість освоєння космічного простору. Якісна вода − це здоров’я і благополучна робота людей в умовах космосу. Оскільки в космосі відсутня гравітація, для відділення зважених речовин від води треба використовувати відцентрові сили (центрифуги). Висновки. Комплексний розгляд питань, що пов’язані з очищенням стічних вод в умовах космосу, дозволяє зробити висновок про необхідність регенерації води на Міжнародних космічних станціях (МКС).
ENG: Problem statement. The life support system of the International Space Station must include the provision of drinking water to the crew and the treatment and disposal of wastewater. The cost of water delivery to the ISS is very high, so it is necessary to improve the technological schemes of wastewater treatment in space in order to reuse water in a complete closed cycle. Methods. The studies were performed based on the analysis of Ukrainian and foreign scientific sources and reporting data on the specifics of water use at space stations and the treatment methods of the used waters (wastewaters). In addition to international experience, our own research was used to develop a technology for wastewater treatment in space. Scientific novelty. The authors of the article analyzed the operation of existing wastewater treatment facilities in space and made recommendations for their use at the ISS. The developed technology for the treatment of wastewater and drinking water in zero-gravity (space) is based on the use of various reactors. They can be made of various materials (metal, plastic, etc.); they do not contain non-standard equipment that requires factory manufacturing. Compactness, complete tightness and small dimensions of bio- and physicochemical reactors allow them to be installed within the ISS. The cleaning process is easy to manage and can be fully automated. Practical significance. Water problems are central to the whole world, including in space. The ISS should have a system for the wastewater treatment and their closed use, since the supply of new water to stations significantly increases the cost of space exploration. Quality water is the health and well-being of people in space. Since there is no gravity in space, centrifugal forces (centrifuges) must be used to separate suspended particles from water. Results. A comprehensive review of the issues related to wastewater treatment in space, allows us to conclude that it is necessary to regenerate water at International space stations (ISS). Indeed, to ensure the life support of the astronauts, a colossal amount of water is required, and its delivery to the ISS from the Earth is expensive.
ENG: Problem statement. The life support system of the International Space Station must include the provision of drinking water to the crew and the treatment and disposal of wastewater. The cost of water delivery to the ISS is very high, so it is necessary to improve the technological schemes of wastewater treatment in space in order to reuse water in a complete closed cycle. Methods. The studies were performed based on the analysis of Ukrainian and foreign scientific sources and reporting data on the specifics of water use at space stations and the treatment methods of the used waters (wastewaters). In addition to international experience, our own research was used to develop a technology for wastewater treatment in space. Scientific novelty. The authors of the article analyzed the operation of existing wastewater treatment facilities in space and made recommendations for their use at the ISS. The developed technology for the treatment of wastewater and drinking water in zero-gravity (space) is based on the use of various reactors. They can be made of various materials (metal, plastic, etc.); they do not contain non-standard equipment that requires factory manufacturing. Compactness, complete tightness and small dimensions of bio- and physicochemical reactors allow them to be installed within the ISS. The cleaning process is easy to manage and can be fully automated. Practical significance. Water problems are central to the whole world, including in space. The ISS should have a system for the wastewater treatment and their closed use, since the supply of new water to stations significantly increases the cost of space exploration. Quality water is the health and well-being of people in space. Since there is no gravity in space, centrifugal forces (centrifuges) must be used to separate suspended particles from water. Results. A comprehensive review of the issues related to wastewater treatment in space, allows us to conclude that it is necessary to regenerate water at International space stations (ISS). Indeed, to ensure the life support of the astronauts, a colossal amount of water is required, and its delivery to the ISS from the Earth is expensive.
Description
Л. Долина: ORCID 0000-0001-6082-7091
Keywords
очищення стічних вод, космос, споруди з очищення стічних вод, технологія очищення вод в умовах космосу, система життєзабезпечення в космосі, waste water treatment, space, wastewater treatment facilities, space water treatment technology, space life support system, КГВФ
Citation
Долина Л. Ф., Нагорна О. К., Ждан Ю. О., Долина Д. А. Технологія очищення стічних вод в умовах космосу. Укр. журн. буд-ва та архітектури. 2021. № 3. С. 76–84. DOI: 10.30838/J.BPSACEA.2312.010721.76.769.