Как опресняют морскую воду


Какую воду нужно опреснять?

Планета Земля имеет огромные запасы  воды, но  основная  ее часть  входит в состав мирового океана и является соленой морской водой. Качество морской воды не позволяет использовать ее в чистом виде для  промышленных сельскохозяйственных и тем более для пищевых целей.  В составе морской воды в растворенном виде присутствует более 50 элементов    системы Менделеева. Концентрация  каждого элемента в отдельности крайне ничтожна, но все вместе они определяют показатель, из-за которого морскую воду называют соленой. Вода, пригодная для пищевых целей  должна содержать солей   не более 0,002 г/мл. Для достижения  такой концентрации разработано большое количество способов, главная цель которых  очистить  морскую воду от солей и очистить ее. Главная задача разработчиков состоит в том, чтобы  найти способ, который  имел бы низкое потребление энергии и  максимально полную очистку, после которой вода могла бы использоваться  населением.

Способы опреснения

Сегодня существуют такие методы опреснения как  дистилляция, обратный осмос, ионизация и электродиализ,  которые можно использовать в промышленных масштабах.


  • Самым популярным способом является  обычная или многостадийная дистилляция,  при которой используется свойство  закипания и парообразования  при высоких температурах. Более половины опресненной воды получают именно таким способом.
  • Мембранная дистилляция,  метод, при котором производится нагрев воды с одной стороны мембраны, которая пропускает только пар и образует из него пресную воду.
  • Метод обратного осмоса относительно  дешевый, так как один  вложенный доллар  позволяет получить 16 тон пресной воды.  Прилагая к морской воде давление,  и продавливая ее через  мельчайшие фильтры  можно получить пресную воду с низким содержанием солей. Производительность   мембраны и степень опреснения зависят от многих факторов: от  количества содержания соли в исходном  сырье, солевого состава, температуры и давления.
  • Использование электродиализа, при котором вода проходит через камеру с  электродами, приводит к тому, что катионы и  анионы распределяются на  соответствующих  электродах. Преимущество электродиализа  состоит в том, что  в процессе используются  химически и термически стойкие мембраны, это дает возможность  проводить опреснение при высоких температурах.
  • Газогидратный метод основан на способности  углеродных газов при определенном давлении и температуре,  создавать, с участием воды, соединения клатратного типа. Замороженную соленую воду обрабатывают гидрат образующим газом, после чего формируются кристаллы. После отделения их от рассола, кристаллы промывают  и плавят, получая чистую пресную воду.

По данным Википедии:
  • испарение (дистилляция), в том числе:замораживание [1];
    • обычная дистилляция;
    • многостадийная флеш-дистилляция;
    • дистилляция под низким давлением (вакуумная дистилляция);
    • термокомпрессионная дистилляция.
  • ионный обмен;
  • электродиализ;
  • обратный осмос;
  • прямой осмос;
  • гидродинамическое разделение (сепарация).

Для опреснения  в южных регионах используют солнечные опреснители, в которых морская мода нагревается и испаряется. Существует и совершенно противоположный способ, при котором   просто замораживают морскую воду, вернее замораживают и отделяют пресную, так как она замерзает быстрее, чем морская.

Промышленное  опреснение

Недостаток в чистой питьевой воде испытывают в более чем 80 странах мира. Этот кризис спровоцирован ростом промышленного производства, ростом численности населения, ухудшением экологической обстановки  во всем мире и планетарных изменений в климате. Мировое сообщество стоит на грани острого дефицита пресной воды. В такой ситуации особенно остро встает вопрос  поиска  альтернативных технологий по  пополнению запасов пресной воды. Самым оптимальным считается  путь опреснения  вод мирового океана. Целесообразность этого пути  ученые видят в том, что большое  количество населения проживает в прибрежной зоне, имея доступ свободный  к практически бесплатному ресурсу.


Опреснительные станции строят  во многих странах, где  ощущается недостаток в питьевой воде, например в Кувейте, Саудовской Аравии, Израиле, Объединенные Арабские эмираты, США (Калифорния). Самые мощные опреснительные установки расположены  на Ближнем Востоке, например в Саудовской Аравии таких установок  семь и каждая из них может производить до 400000 кубометров пресной воды в сутки. Рынок производства постоянно расширяется. Такие государства как Австралия, Испания и Алжир  разрабатывают масштабные программы государственной поддержки  по стимулированию промышленного производства пресной воды.

Россия в этом вопросе значительно отстает, рынок опреснительной промышленности у нас не развит.  Климатическое и географическое расположение страны позволяет  не стремиться в лидеры государств, вкладывающих огромные средства в опреснение воды. Но  природа всегда  оставляет последнее слово за собой и выносит свой вердикт. Наличие таких проблемных зон  как Ставрополье, Волгоградская область, Прикаспийский регион и  оренбургские степи  не дает возможности забывать о  дефиците пресной воды.

Альтернативные возможности


  • Антарктида дает надежду.  Пока ученые ломают голову над  новыми промышленными  способами опреснения морской воды, другая  часть светлых голов повернулась в сторону Антарктиды.  Существует проекты,  основывающиеся на идее транспортировки  ледяных глыб с пресной водой  прямо в Средиземное море.  Расчеты показывают, что транспортировка льдины, размер которой  равен футбольному  полю, может быть осуществлен не менее чем за год, так как  более высокая скорость сопровождающего каравана  не возможна технически. Существуют и другие проекты, которые предусматривают измельчение  реликтового  айсберга  и доставку его в измельченном виде   в трюмах.
  • Регенерация воды. Для районов,  которые расположены в большой отдаленности от  морского побережья и где нет  других источников пресной воды, найти альтернативные варианты довольно трудно.  Здесь люди полагаются только на восстановление воды. Сбор сточных  и поверхностных вод, возврат их в оборот может стать идеальным вариантом при получении  воды. Этот способ используется при ирригации земель. Сбор дождевой воды, целенаправленный захват и последующее хранение в подземных хранилищах, позволяет решить проблему пусть даже в незначительной ее части.

Судовые опреснители

Для решения проблемы опреснения  морской воды в мировом масштабе  требуется  согласие и взаимопонимание   ученых, бизнесменов и политиков из разных стран.


лее мелкие проблемы, такие как судовые  опреснительные установки, решаются сегодня на уровне  промышленных предприятий, занимающихся машиностроением.  Судовые очистители-опреснители с мембранными фильтрами, это самое идеальное решения для оснащения морского судна в целях получения пресной воды в период длительного пребывания в плавании. Потребность в таких установках растет с каждым днем, и не только из-за того, что выросло количество судов, яхт и подводных лодок. Такие установки используются и в прибрежных зонах, в местности, где имеется  повышенная солоноватость  воды в устье реки или в озере.

Бытовые опреснители – дистилляторы

Бытовые опреснители используются  для очистки и опреснения воды в бытовых условиях, в лабораториях, автосалонах, лечебных учреждениях и в косметических салонах. Бытовые дистилляторы работают  по принципу круговорота воды в природе: нагревание, преобразование в пар, испарение и охлаждение. Этот метод позволяет получить мягкую и чистую воду.

Нехватка воды: миф или реальность?

Источник: www.13min.ru

Пресная вода: как капля в море


По подсчетам ученых, на Земле примерно 1,5 зетталитров воды. При этом запасы пресной воды составляют лишь 2,5% от этого объема. Более наглядно это можно изобразить так: если вся вода на нашей планете поместится в литровую банку, то только две столовые ложки воды из этой банки будут пресными. Из этого мизерного количества большая часть превратится в грунтовые воды, примерно четверть – в лед, а около двух капель станут пресной водой в реках и озерах. И вот это малое количество пресной воды нужно разделить на 8 млрд человек. Вместе с осознанием данного факта приходит понимание того, насколько важно подойти со всей ответственностью к использованию такого драгоценного ресурса.

257228863_1.jpg

Во многих развитых странах уже давно воспитывается культура экономии воды. Тем не менее сегодня в среднем каждый человек расходует около 100 литров ежедневно, а в некоторых странах, как, например, США, этот показатель достигает 500 литров. Конечно, речь идет не только о двух литрах воды в день для питья и воды для личной гигиены, большая часть потребления пресной воды приходится на производство продуктов питания. Кроме того, здесь учитываются и расходы на орошение. Сейчас все чаще растения не просто беспечно поливаются водой из шланга, постепенно внедряется система капельного орошения, когда точное количество воды подается для полива каждого саженца по отдельности.


Пока человечество переосмысливает подходы к использованию водных ресурсов, ситуацию с нехваткой чистой пресной воды осложняют и факторы, не зависящие от нас. В их числе и климатические изменения, повышение общей температуры Земли, а также различные природные катаклизмы. Осознавая все риски для источников пресной воды, человечество продолжает активную работу по поиску новых и более совершенных способов производства пресной воды.

Из соленой в пресную: от Аристотеля до наших дней

Уже сегодня для многих стран опреснение воды стало стратегической государственной программой, например для Израиля или ОАЭ. Ученые постоянно работают над совершенствованием способов, как сделать морскую воду пригодной для потребления.

На первый взгляд, эта задача не кажется сложной – всего лишь удалить 35 граммов соли из литра воды. Именно столько соли содержится в литре морской воды, а для питьевой эта величина не должна превышать одного грамма. Над этим задумывался еще Аристотель, пытаясь изобрести особые фильтры. В своих наблюдениях древнегреческий философ отмечал, что соленая морская вода, проходя через стенки воскового сосуда, опресняется. По сути, это были первые опыты с применением технологии обратного осмоса – этот метод найдет свое применение спустя более 2 тысяч лет, в середине XX века.

Кроме обратного осмоса, было придумано и множество других способов получить из морской воды опресненную, и даже в домашних условиях. Самый распространенный способ, который сегодня применяется не только путешественниками в экстремальных условиях, но и в промышленном опреснении, – дистилляция.


748104772_1.jpg

Опыт по дистилляции воды можно провести и в домашних условиях. Для этого достаточно разместить лист прозрачного пластика на чаше с соленой водой. Если поставить такую конструкцию под солнечные лучи, вода будет медленно испаряться. Образовавшийся в итоге конденсат на нижней стороне пластикового листа – это и есть пресная вода. Промышленные дистилляционные установки повторяют данный процесс в крупном масштабе, работая на электричестве, – дистилляция достаточно энергозатратна.

Сегодня применяется и множество других способов опреснения. Например, ионный обмен. Воду пропускают через фильтры из ионообменных смол – таким образом можно заменить ионы. К примеру, ионы натрия – на ионы водорода, а ионы хлора – на гидроксид-ионы. В итоге вместо NaCl (хлорид натрия, то есть та самая соль в морской воде) получается H2O. Это и есть опреснение. По такому принципу работают некоторые бытовые фильтры водопроводной воды. Недостаток данного метода – в его стоимости. Ионообменные системы – достаточно затратны, поэтому для опреснения морской воды их практически не используют.

На сегодняшний день один из самых современных методов опреснения, который нашел применение и в крупных опреснительных установках, и на обычной кухне, основан на явлении обратного осмоса.

Обратный осмос: как это работает


Перед тем как разобраться, что такое обратный осмос, нужно понять явление обычного осмоса. Прямой осмос – это баромембранный массообменный процесс. Простыми словами его можно описать следующим образом: молекулы растворителя под осмотическим давлением через мембрану переходят на сторону раствора и разбавляют его. Раствор увеличивается, в свою очередь, под ростом гидростатического давления. Процесс прекращается, когда статическое и осмотическое давления приходят в равновесие. Таким образом для этого процесса нужны раствор, растворитель, а также барьер – полупроницаемая мембрана.

Кстати, именно прямой осмос лежит в основе обменных процессов всех живых организмов на клеточном уровне – так «работают» водно-солевой обмен, получение питательных веществ, вывод продуктов жизнедеятельности. В природе роль полупроницаемой перегородки играет стенка клетки. По иронии именно из-за осмоса и нельзя пить морскую воду. Когда соленая вода попадает в пищеварительный тракт, осмос вытягивает воду из клеток, в итоге наступают обезвоживание и смерть.

Однако процесс осмоса – обратимый. Если солевой раствор будет находиться под высоким давлением, молекулы воды станут проходить через мембрану в обратном направлении – в сторону емкости с чистой водой. Таким образом, полупроницаемая мембрана действует как очень тонкий фильтр: чистая вода проходит, а в контейнере остается меньшее количество более концентрированного солевого раствора.


Фото_ Водоочистка.jpg

Именно такой принцип лежит в основе работы новой установки МО-140-М от холдинга «Швабе». Разработана она для опреснения воды с высокими концентрациями соли (до 59 г/л) и окисляемыми примесями, например нефтепродуктами и взвесями. В ходе очистки также устраняются бактерии, вирусы, запах, привкус, мутность, минимизируется количество железа и марганца.

Так что система на основе обратного осмоса не только поможет получить питьевую воду из морской воды, но и особо чистую воду для медицины, промышленности и других нужд. Обратный осмос считается более экономически выгодной альтернативой промышленной дистилляции, однако стоимость строительства одного такого крупного водоочистительного сооружения может достигать миллионов долларов. Эти установки все еще могут быть непосильны для некоторых регионов, где присутствует дефицит питьевой воды.

ROCK7527.jpg

В таких случаях на помощь могут прийти более компактные варианты, такие как новая система от «Швабе». К тому же она существенно дешевле существующих аналогов – если брать минимальную рыночную цену на подобное оборудование, экономия составит почти 25%. Эта техника точно будет востребована в Крыму и в других южных регионах России, которые периодически сталкиваются с проблемами обмеления водохранилищ из-за сильной засухи и, как следствие, ограничением водоснабжения.

Разработке пророчат и хороший экспортный потенциал. Функционал установки позволяет применять ее для опреснения воды практически любого моря. Потенциальными экспортными рынками сбыта могут стать Южная Африка, страны Персидского залива – там потребность в подобном оборудовании действительно высока.

Источник: rostec.ru

Методы опреснения морской воды

Ключевые технологии подразделяются на две основные группы. Первая — та, что не подразумевает изменения агрегатного состояния вода (она остается жидкостью на всех этапах обработки). Вторая предполагает переход жидкости в твердую или газообразную форму на определенном этапе.

Химический способ

В воду вводят реагенты, которые связывают ионы солей и способствуют их выпадению в осадок. В качестве реагентов используются соли серебра и бария, причем их нужно до 5% от общего количества опресняемой воды. Реакция проходит с выделением ядовитых веществ, поэтому этот метод практически не используется.

Электродиализ

В ванну с рассолом устанавливают 2 электрода в виде электрохимических активных диафрагм (с пластмассовым или резиновым корпусом и наполнителем из смол), после чего пропускают постоянный ток.

Проходит химическая реакция с выделением в атмосферу хлора и кислорода. Вода скапливается в промежуточных камерах и отводится, а соляной раствор остается в емкости.

Такой метод еще называют ионообменное опреснение: он применяется там, где соленость морской воды изначально невысока. Также он часто используется для мобильных установок на рыболовецких судах, траулерах.

Ультрафильтрация (обратный осмос)

В этом случае солевой раствор подают под давлением через мембрану, которая проницаема для воды, но непроницаема для соли. Такие мембраны создают из ацетилцеллюлозного волокна и пропитывают перхлоратом магния, что позволяет увеличить водопроницаемость.

Поскольку давление значительное, до 150 кгс/см2, мембраны дополняются пористыми бронзовыми плитами. Управление процессом возможно в автоматическом и полуавтоматическом режиме, при этом главное здесь — контроль стабильного давления подачи воды. Выход пресной воды из соленой — до 70%.

Вымораживание

В природных условиях лед, покрывающий океаны и моря, — пресный. Искусственно проводят медленное замораживание. что позволяет получать лед с игольчатой кристаллической структурой. Рассол при этом оседает и не попадает в толщу льда.

Полученный лед растаивают, что позволяет получить воду с соленостью не выше 500-1000 мг/л. Для замораживания используют кристаллизаторы (контактные, вакуумные, с теплообменом через стенку), где обеспечивается контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.

Термическое опреснение (дистилляция)

Такой метод часто используют на морских судах для получения пресной воды из забортной соленой. В этом случае морскую воду нагревают до кипения, а выходящий пар конденсируют. Так собирается дистиллят, представляющий собой пресную воду.

Дистилляционные установки включают в себя испарители, нагревательные элементы, конденсаторы и сборники дистиллята. Сам процесс испарения может быть, как одно-, так и многоступенчатым.

При этом из первичного пара получается до 90% пресной воды за одну ступень. В установках с многоступенчатым опреснением, когда не вскипевшая вода перетекает из одной камеры в другую, и так до 50-60 раз, выход воды увеличивается в 15-20 раз. Однако такие системы гораздо сложнее в работе из-за существенной концентрации солевого раствора на последних этапах и порчи оборудования из-за отложения солей на трубопроводах.

Технологии, активно используемые в странах-лидерах по опреснению

Лидером в этой отрасли считается Израиль, где расположены крупнейшие заводы по опреснению, обеспечивающие более 15% потребности в питьевой воде, и более 50% — в технической. Один из самых крупных местных заводов производит забор воды из Средиземного моря и фильтрует ее посредством специальных мембран. Дальше осуществляется перегонка, после чего чистая вода поступает в хранилища, а соляной раствор сбрасывается в море.

А французские заводы используют несколько другие способы опреснения воды: большинство установок работают на принципе обратного осмоса. Популярной в промышленных масштабах стоит назвать и технологию выпаривания.

Источник: izmerkon.ru

Существующие методы опреснения воды

В домашних условиях производить из соленой воды опреснённую заставляют тяжёлые бытовые условия, временные или постоянные, когда население испытывает острейшую нехватку пригодной для питья влаги.

  • Методы промышленного опреснения — химический с помощью реагентов, промышленная перегонка в дистилляторе, ионный с помощью установки и ионита, обратный осмос через мембранные фильтры, электродиализ и промышленное вымораживание;
  • Методы домашнего опреснения — дистилляция и частичная заморозка;
  • Методы экстремального опреснения — сбор конденсата с помощью огня или солнца, а также растопка пресного льда.

Способы опреснения в промышленных масштабах не наша тема, а вот варианты, как дома или на природе получить вполне пригодную для питья влагу, опишем подробнее — они могут оказаться полезными.

Опреснение воды в домашних условиях

Лучше всего перегоняет морскую воду в дистиллят бытовой самогонный аппарат, если имеется источник огня, но сработает и сделанный на скорую руку его аналог. Задача такая:

  • заставить морскую воду обильно испаряться от нагрева;
  • отводить собранный конденсат;
  • охлаждая капли пара, собирать их в отдельную ёмкость.

В качестве заменителя самогонного змеевика подойдёт любая посуда, которую можно поставить на огонь. В нее вливается морская жидкость, затем посудина накрывается крышкой с отверстием, в которое вставлена отводящая пар трубочка. Осталось на трубочку надеть пластиковый шланг, его кончик опустить в ту ёмкость, где будет скапливаться пресная водичка, а его накрыть мокрой тряпкой, чтобы пар скорее охлаждался.

Иногда при бедствии в уцелевшем жилье нет ни воды, ни газа, ни электроэнергии, но есть какая-то непригодная к питью вода. В таком случае есть 2 варианта не умереть от жажды.

  • Исходная жидкость наливается в пластиковую бутылку.
  • Её уровень должен быть таким, чтобы он не доходил до горлышка бутылки, если её положить плашмя.
  • Горлышко бутылки с исходной жидкостью соединяется с горлышком пустой бутылки с помощью скотча.
  • Конструкция помещается плашмя в самое тёплое место, какое найдётся в доме — к примеру, батарея или залитый солнцем подоконник.
  • Под пустую бутылку подкладывается любой предмет, чтобы она была немного выше, чем бутыль с жидкостью.
  • Вскоре наверху пустой бутыли будут скапливаться капли испаряемого конденсата и стекать вниз.
  • Останется разрезать скотч и разъединить ёмкости — в пустой окажется пригодная к питью вода.
  • Нам понадобится небольшой таз с высокими стенками.
  • По центру ставится небольшая емкость (подойдет простой стакан).
  • В таз наливается вода для опреснения, ее уровень должен быть ниже уровня стакана.
  • Сверху таза натягивается полиэтилен либо целлофановая плёнка.
  • На плёнку, прямо над стаканом, кладется небольшой груз.
  • Конструкция перемещается поближе к источнику тепла.
  • Вскоре на пленке будут скапливаться капли испаряемого конденсата и стекать вниз.

Останется снять целлофан с таза — в стакане окажется пригодная к питью вода.

Обратите внимание! Эти способы замечательно работают и в природных условиях.

Третий вариант добыть питьевую воду — это частичное замораживание в морозильной камере.

  • Налейте в широкую ёмкость морскую водичку.
  • Поместите в морозилку.
  • Периодически следите за процессом заморозки.
  • Как только появился тонкий слой льда — аккуратно его соберите, это и будет пресная вода.
  • Снимайте всякий раз только небольшой слой льда — его кристаллы почти не содержат соли.

Обратите внимание! Полностью замороженная морская вода даст солёный лёд.

Опреснение воды в экстремальных условиях

Самый быстрый вариант — это соорудить на костре примитивный дистиллятор.

  • Для этого на огонь ставится наполненная морской водой ёмкость и сверху накрывается крышкой.
  • Желательно проделать в крышке отверстие и вставить туда отводящую пар трубочку.
  • Если отверстия нет и пробить его нечем, значит трубочка просто зажимается крышкой.
  • Другой кончик трубочки, по которой будут стекать капли конденсата, необходимо опустить в чистую посудину.
  • Чтобы отход пара ускорить, трубочка накрывается мокрой тканью или постоянно поливается холодной морской водой.
  • В отсутствие крышки из посуды сооружается «крыша» под наклоном из металла, к самому низкому краю подставляется чистая посудина, куда будет стекать дистиллят.
  • Нужно вырыть ямку чуть глубже, чем высота вашей ёмкости.
  • Дно ямы обильно поливается морской водой.
  • В центр углубления ставится пустая ёмкость.
  • Яма полностью накрывается плёнкой, а её края плотно фиксируются песком, галькой, землёй.
  • На центр плёнки, прямо над посудиной, кладётся груз — камешек, палочка, ком почвы или пригоршня песка, чтобы покрытие стало вогнутым.
  • Вода, испаряясь, начнёт оседать на крыше из плёнки и по наклонной стекать прямиком в размещенную ёмкость.
  • На жаре за пару часов в посудине соберется достаточно воды, чтобы напиться.

Обратите внимание! Конденсат абсолютно лишён солей, поэтому чтобы быстрей утолить жажду, опытные экстремалы советуют добавить немного морской воды.

Еще один способ опреснения — замораживание, годится для суровых зимних условий. Его алгоритм аналогичен домашней заморозке, только в качестве морозильника здесь выступит уличный мороз. Нужно зачерпнуть морскую воду и подождать появления на поверхности кристаллов льда — они на вкус будут пресными, и такой водой вполне можно напиться.

Из морской в питьевую: как опресняют воду

К 2050 году половине населения Земли будет не хватать питьевой воды, говорят специалисты из ООН. Более того, нехватку воды люди станут ощущать лет через 10. Изменить ситуацию могут лишь технологии опреснения морской воды. О них расскажет корреспондент “Вестей FM” Андрей Хохлов .

Опреснить воду в принципе можно, даже не используя специальные технологии. Для этого просто нужно взять обычную пластиковую бутылку, разрезать ее пополам, в часть с донышком залить морскую воду, закрыть ее второй частью, предварительно согнув края вверх на срезе, и оставить самодельный опреснитель на солнцепеке, рассказывает автор видео на YouTube: “Налитая морская вода будет от солнечных лучей испаряться и конденсироваться, так как у нас на внутренней поверхности этой бутылки крышка закрыта. Конденсат должен стекать на те желобки, которые мы выдавили. Я надеюсь, что к завтрашнему утру здесь будет воды хотя бы на пару глотков”.

И, судя по реакции автора, на вкус вода ничем не отличалась от той, которую мы пьем каждый день.

Атомные и электростанции обычно используют морскую воду для охлаждения конденсаторов. После этого по трубам она поступает на опреснительный завод. До того как из воды извлекут соль, она проходит несколько стадий очистки. Сначала её пропускают через сетку, которая задерживает крупный мусор, водоросли и прочие частицы, а потом в воду добавляют гипохлорит натрия (для дезинфекции) и хлорид железа. Последний связывает нежелательные песчинки вместе, утяжеляет и опускает их вниз. Так из воды извлекается большая часть грязи. Потом жидкость прогоняют через песочные фильтры, а на самой последней стадии очистки в нее добавляют диатомит – порошок, состоящий из ископаемых водорослей. Он удаляет самые мелкие частицы. Теперь морская вода полностью очищена и готова к удалению соли.

Есть всего 2 способа извлечения соли из жидкости. Первый – термический. Это именно то, что произошло с бутылкой на солнцепеке, говорит руководитель Лаборатории глубокой очистки воды Александр Смирнов.

Второй способ – намного сложнее: воду загоняют в трубу со специальными встроенными мембранами. Она представляет собой цилиндр со слоями из пластиковых листов. В них – поры диаметром тоньше человеческого волоса. Они способны задержать молекулы соли, говорит Александр Смирнов.

СМИРНОВ: Это фильтрование смеси воды и солей (морская вода – это смесь воды и солей) через специальные фильтры-мембраны с очень маленьким отверстием, в которых соединения соли с крупными молекулами отделяются в виде концентрата. А вода и маленькие молекулы – проходят. В зависимости от того, какое у вас будет отверстие, пройдет больше или меньше.

Если после этого попробовать воду, то у нее будет очень странный вкус. Дело в том, что вместе с солью и прочими нежелательными частицами ушли и естественные минералы. Использовать ее в технических нуждах тоже не стоит – она повредит трубы. Чтобы эта жидкость стала настоящей водой, в нее добавляют известь и углекислый газ. Эти элементы восстанавливают кислотно-щелочной баланс, а также количество минеральных веществ и естественный вкус.

Конечно, опреснение воды стоит денег. По некоторым подсчетам, кубометр пресной воды стоит от 1 до 1,5 долларов, в некоторых случаях – больше. Например, в Израиле гражданин платит за воду, которую в основном берут в Средиземном море, 40 долларов в месяц.

Очередная попытка Зеленского понравиться народу

РОСТИСЛАВ ИЩЕНКО: «Это была очередная попытка понравиться народу. Зеленскому кто-то сказал, что с народом надо общаться. Кстати, правильно сказали, потому что ему надо каким-то образом поддерживать свой рейтинг. Это единственное, что у него есть. Очевидно, сказали ему и о том, что общаться надо креативно».

«Двигатели прогресса» медицины – производители, а не врачи

ВАСИЛИЙ ГЕНЕРАЛОВ: «Драйвером развития медицинских технологий является две вещи: это производители тяжелого медицинского оборудования и производители фармацевтических продуктов. Они и диктуют исследования, они имеют финансовый ресурс, для того чтобы эти свои программы предлагать потом врачам. И, конечно, вот эта интервенция идеологическая – она тормозит развитие настоящей медицины».

Источник: extremale.ru

Почему опресняют воду?

Вода всегда считалась одним из важнейших элементов здоровой жизни, сегодня от ее наличия и качества зависит рост благосостояния, уровень образования, развития целого общества и стран. По данным Всемирной организации здравоохранения, у 2,1 млрд. человек нет постоянного доступа к чистой питьевой воде. Из них 1,3 млрд человек может добраться до благоустроенного (читай, чистого) источника воды в течение 30 минут, 263 млн человек для того же потребуется больше времени, 423 млн. берут воду из открытых источников (колодцы), 152 млн. используют неочищенную воду (озера, реки, ручьи), а значит, миллионы людей вместо того, чтобы заниматься развитием собственных идей, получением образования, полноценной работе должны тратить свое время и силы для добычи воды.

Кстати, ошибочно мнение, что дефицит пресной воды – удел засушливых регионов. Перебои с водой могут быть связаны с несколькими причинами:

  • в США и Японии количество потребляемой воды для сельского хозяйства, промышленности и бытовых нужд превышает имеющиеся запасы;
  • имеющиеся реки и водоемы загрязняются мусором. Это касается не только Китая или Индии, о которых сказано немало. Итальянская река Сарно или устья Миссисипи (США) отравлены различными отходами и мусором;
  • неравномерное распределение ресурсов. Например, в России, которая занимает одно из лидирующих мест по объемам поверхностных пресных вод, большая часть ресурсов сконцентрирована в районах Дальнего Востока, Севера или Сибири, в то время как наибольшая плотность населения и промышленных объектов приходится на центральную и южную ее часть.

Как опреснить морскую воду

На сегодняшний день широкое применение нашли следующие методы: дистилляция, обратный осмос, электродиализ, вымораживание, химический.

Дистилляция (выпаривание, перегонка) основана на разнице составов воды и пара, получаемого при ее нагревании. В специальных установках вода прогоняется через большие камеры с нагревателями, затем опресняемая вода подается в последующие камеры. Сложность метода заключается в том, что во время выпаривания на системах нагревательных элементов быстро образуется накипь, ухудшая теплопроводность стенок теплообменника. Чтобы избежать этого используются добавки — это приводит к удорожанию процесса.

Завод Shoaiba 3 (Саудовская Аравия) производит дистилляционным методом до 880 тыс. куб.м. пресной воды в день.

Один из самых эффективных методов – обратный осмос: относительно недорогой, его установки не занимают много места, можно запустить автоматизированные линии. Морская вода (под давлением) пропускается через специальные мембраны, которые способны задерживать крупные молекулы соли и других примесей, в отличие от молекул воды.

Самый большой завод, работающий по принципу обратного осмоса, находится в израильском городе Хадера. За год установка опресняет 33 млрд. галлонов соленой воды. 

Для электродиализа нужен многокамерный аппарат (на одной стороне катионитовая, на другой – анионитовая мембраны). Во время электродиализа катионы и анионы разделяют, используя специальные мембраны и постоянный ток. Как итог, в промежуточных камерах остается обессоленная вода.

Самый большой завод по опреснению при помощи мембранных фильтров — Wonthaggi Desalination Plant (Мельбурн). Ежедневно перерабатывает 440 тыс. куб.м. воды.

Вымораживание пресной воды из морской происходит путем охлаждения последней до кристаллизации влаги. Из полученных кристаллов получают пресную воду.

Химический метод опреснения заключается в добавлении специальных реагентов на основе серебра или бария. При контакте с соленой водой, реагенты превращают растворенные в ней ионы соли (сульфаты, хлориды) в нерастворенные, и они выпадают в осадок. Дороговизна и токсичность химической реакции не позволили широко использовать метод.

Из общего количества опресненной воды в мире 96% получены дистилляционным методом, 2,9% — это электродиализ, 1% — обратный осмос, 0,1% – вымораживание, химические реагенты.

Уникальный метод опреснения используется в Западной Австралии — проект Carnegie Perth Wave Energy. Установка генерирует энергию от океанских волн и опресняет морскую воду. Метод должен стать стабильным источником питьевой воды для местного населения.

Можно ли пить опресненную воду?

Опресненная морская вода используется для бытовых нужд, обеспечения промышленных предприятий и сельскохозяйственных нужд. На тему вреда от потребления людьми опресненной воды, существует много мифов. Большая часть основана на том, что в опресненной воде концентрация химических реагентов очень высока, что впоследствии может стать причиной развития онкологических заболеваний. Однако реальных подтверждений данные теории не нашли.

Следует понимать, что непосредственно после опреснения воду не отправляют потребителям, опресненная вода должна пройти тщательный процесс водоочистки. Этим процессом нельзя пренебрегать, и следует отметить, что не пренебрегают, т.к. по своему составу морская вода от пресной отличается не только содержанием солей, но и большей концентрацией микроорганизмов и химических соединений. 

По-настоящему важной проблемой опреснения морской воды является тот факт, что после отделения пресной воды, морская вода (с повышенным содержанием соли) возвращается обратно в водоем. Это способно изменить и разрушить экосистемы водоема, поэтому проблему с водой пока рано называть разрешенной.

В каких странах опресняют воду

Естественно наиболее остро проблема дефицита воды наблюдается в странах с засушливым климатом — Саудовская Аравия, ОАЭ, Кувейт. Эти государства испытывали недостаток в пресной воде еще много десятилетий назад, а сегодня, когда численность их граждан увеличилась, климат меняется (дождей еще меньше), производственные и с/х потребности увеличиваются, проблема стала приобретать катастрофический оборот. 

Страна Общий объем опресненной воды, млн. куб.м/день Доля рынка %
Саудовская Аравия 7,4 20,6
ОАЭ 7,3 20,3
Испания 3,4 9,4
Кувейт 2,1 5,8
Катар 1,4 3,9
Алжир 1,1 3,1
Китай 1,1 2,9
Ливия 0,8 2,3
США 0,8 2,2
Оман 0,8 2,2

Строительство заводов по опреснению позволило, если не решить полностью проблемы воды, то как минимум взять «отсрочку». Наибольшие мощности по опреснению морской воды сосредоточены в Саудовской Аравии: около 70% всей используемой воды в стране получено путем опреснения, оставшиеся 30% — берутся из подземных вод. Для работы 27 опреснительных станций требуется много электроэнергии, поэтому Саудовская Аравия, как и Арабские Эмираты, стараются внедрять альтернативные энергетические технологии, в частности солнечную энергию.

Следует отметить, что установка опреснительных заводов должна сопровождаться и целым рядом мер, направленных на экономию водного ресурса. Так, например, в Саудовской Аравии люди по-прежнему потребляют много воды. Власти страны сейчас всерьез задумываются над тем, как уменьшить объемы потребления.

Положительный пример продемонстрировали в Израиле. Решить водный дефицит удалось благодаря опреснению, использованию подземных вод, экономии (еще в школах детям объясняют о важности этого ресурса). Что касается сельского хозяйства, то здесь используются умные системы капельного полива: компьютер рассчитывает нужное количество воды для каждого конкретного растения и подает ее в шланг. И это дало свои результаты: пустыня превращается в оазис.

Источник: mentamore.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.