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在太空,航天员的尿液是怎么处理的?净化后可以喝吗?

4月16日 天浪楼投稿
  对航天生活的诸多关注中,一则航天员尿液提纯后可变饮用水的信息引起了诸多关注,那么这是真是假,背后的原理是什么呢?
  据央视新闻报道,环控生保技术从非再生走向再生,可以有效缓解地面补给的压力,是空间站长期在轨运行的关键技术。该技术可以将尿提纯,使之变成可饮用的水,实现空间站水资源的循环再利用。
  所以说,这是一则真实的信息,毕竟央视都发话了。那么这到底是怎么实现的?在空间站中,要废水是怎么循环再利用的呢?
  太空废水都有哪些?
  太空废水主要分为三大类:冷凝废水、卫生废水、尿液废水。
  冷凝废水:是排入座舱空气中各种水蒸汽在温湿度控制系统中冷凝的水,它的水质接近蒸馏水,其污染主要是由于环境中溶解性污染物引起的,其分子量较小。
  卫生废水:主要来自洗手水,洗浴水,经卫生废水处理装置净化后仍应用于航天员的个人卫生活动。
  尿液废水是空间站废水中最复杂的废水,其污染物主要有尿素、氯化钠及各种酸,占总重的3一4,因而处理的难度最大。
  太空废水的处理方式
  冷凝废水和卫生废水的处理可以依靠过滤以及离子交换树脂等方式过滤,卫生废水比冷凝废水的污染严重,对它的处理方案主要有反渗透法与吸附催化法。而处理难度最大的尿液废水,处理流程有反渗透法、电渗析法及蒸馏法。【1】目前,世界上比较成熟的尿液废水回收净水技术主要有前苏联采用的膜蒸馏技术、国际空间站美国舱段采用的蒸气压缩蒸馏技术。【2】
  蒸汽压缩蒸馏技术
  国内自1968年开始对环控生保系统进行预研,重点研究了多层过滤、反渗透膜技术以及尿液热电膜蒸馏技术,但对采用蒸汽压缩蒸馏技术回收水技术的研究近几年才真正开始。
  蒸气压缩蒸馏尿液净水回收过程包括三个阶段:预处理阶段、净水回收阶段和后处理阶段。预处理阶段主要完成尿液收集、尿液废水预处理剂添加和气液分离;净水回收阶段通过蒸气的蒸发压缩蒸馏完成净水提取;后处理阶段通过采用吸附及催化氧化综合处理技术使冷凝水得到进一步的净化。【2】
  尿液的成分太复杂了,而且又处在太空这种失重的状态下,所以难度就格外大,不过最终科学家们还是攻克了各个难关,实现了空间站水资源的循环利用,同时减轻了货运飞船的载荷负担,大大降低空间站的运营成本。
  参考文献来源:
  【1】周抗寒,李俊荣,刘成良,沈力平空间站废水的处理及管理:空间科学学报
  【2】蔡玉强蒸汽压缩蒸馏装置关键技术研究
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