Что из себя представляет обессоливание воды и какие существуют методы

Ионный обмен

Чистая вода-истинное удовольствие! Ионообменное опреснение воды заключается в фильтровании насыщенной солями воды через анионитные и катионитные фильтры, которые периодически регенерируют кислотой и щёлочью. Некоторые вещества способны свободно обмениваться ионами с растворами солей. Это твёрдые электролиты, которые подразделяются на катиониты и аниониты. У катионитов анионы представлены в виде полимеров, нерастворимых в воде. Аниониты представляют собой твердые основания, их анионы подвижны и способны обмениваться с анионами других растворов.

Вода последовательно проходит через катионит и анионит и таким способом обессоливается. Постепенно обменная способность смол снижается и их необходимо регенерировать. Чаще всего этот метод используется в качестве водоподготовки в частных домах для создания автономной системы водоснабжения.

Ионообменный способ обладает рядом достоинств:

• Простота оборудования;
• Небольшой расход исходной воды для собственных нужд (15—20%);
• Малый расход электроэнергии;
• Небольшой объем сбросных вод.

В качестве недостатка можно назвать повышенный расход реагентов.

Как происходит опреснение в домашних условиях?

Обессоливание доступно в быту.

Общий недостаток:

• медленность;
• тратится газ или электричество для нагрева, заморозки.

Дистилляция

Дистилляция основывается на испарении, это та же «перегонка» как в самогонных аппаратах. При нагревании пар превращается в капли, которые стекают в отдельную емкость, а рассол остается на дне первого сосуда.

Пошаговая инструкция:

1. В кастрюлю наливают соленую воду.
2. В крышке просверливают отверстие.
3. Делают змеевик – металлическая или полимерная термоустойчивая трубка, шланг.
4. Вставляют спираль.
5. Емкость накрывают крышкой, ставят на огонь.
6. Змеевик для увеличения скорости процесса обматывают влажной тканью или помещают в промежуточный бак с холодной водой.
7. Другой конец – в пустую емкость.

Произойдет значительная деминерализация (умягчение), свойство утолять жажду значительно понизится, поэтому после прогонки рекомендуют добавить щепотку соли.

Метод обратного осмоса

Обессоливание обратным осмосом или фильтрацией через мембраны из ацетата целлюлозы в быту применяется крайне редко, так как потребуется указанный материал.

Для осмоса потребуется герметичный бак и надежно отрегулированный насос. Другие примеси должны отсутствовать, необходима предварительная грубая и тонкая механическая фильтрация, иначе ячейки забьются.

Способ доступен, только если есть бытовая установка осмоса. Такие приборы часто используются для декальцинации, умягчения или для улучшения качества воды в быту.

Замораживание

Замораживание или вымораживание – крайне простой метод, но одновременно трудноосуществимый, затратный и не эффективный.

При заморозке льдом становится только H₂O, соль отделяется. После разморозки вода будет пресной, именно такую ее всегда получают из айсбергов.

Опреснение вымораживанием в домашней обстановке слабо результативно:

• малый объем морозилки;
• дорогое электричество;
• медленность двух этапов: заморозки, оттаивания.

Химический метод

Химическая очистка для быта практически не применяется. Даже если пользователь приобрел нужные реагенты серебра и бария (они просто добавляются, соли осаждаются), потребуется тщательная финишная фильтрация от них и от шлама.

2.3. Приготовление и дозирование коагулянта и полиакриламида

2.3.1. Схемой приготовления и дозирования коагулянта (рис. ) предусмотрены железобетонные ячейки мокрого хранения коагулянта 1. Ячейки расположены парами: одна – для грязного раствора, другая – для чистого. В ячейки подведен воздух для перемешивания и вода для растворения. На дне ячеек грязного раствора установлены деревянные ящики, заполненные дробленым антрацитом (фракции 20 – 40 мм) для грубой фильтрации раствора.

Из ячеек грязного раствора отфильтрованный раствор коагулянта самотеком через трубопровод перетекает в ячейки чистого раствора, откуда насосом рециркуляции и перекачки раствора коагулянта 2 подается в мерник рабочего раствора коагулянта 3. Обычно устанавливаются два мерника, к которым подводится воздух для перемешивания и вода для разбавления.

Рис. 2-3. Схема приготовления и дозирования коагулянта – сернокислого алюминия

Из мерника раствор коагулянта, пройдя фильтр-сетку 4, насосом-дозатором 5 подается на осветлитель.

2.3.2. Схемой приготовления и дозирования ПАА (рис. ) предусмотрено его растворение в баке 1 с мешалкой 2.

Из-за отсутствия типовой конструкции бака-мешалки для растворения ПАА может быть применена мешалка ЦКБ Академии коммунального хозяйства, рассчитанная на растворение за одни цикл содержимого одной бочки (примерно 150 кг геля ПАА). Вместимость бака-мешалки 1,2 м3. Бак выполнен квадратной формы для уменьшения воронки, образующейся при вращении раствора. Мешалка расположена на вертикальном валу, приводимом в движение электродвигателем с клиноременной передачей. На валу имеются две лопасти, расположенные под углом 10° к вертикальной оси. Выше лопастей установлен ограничительный диск для предотвращения наматывания геля на вал мешалки. Внутренние и наружные поверхности бака, вал и лопасти вешалки покрываются нитроэмалью по глифталиевому грунту № 138А (ГОСТ 4056-63). Растворение ПАА лучше производить подогретой (до 50 – 60 °С) водой.

Рис. 2-4. Схема приготовления и дозирования ПАА

Из бака приготовления раствор ПАА насосом рециркуляции 3 перекачивается в бак 4 рабочего раствора ПАА; в этот бак подводится вода для разбавления и воздух для перемешивания.

Далее раствор ПАА насосом-дозатором 5 подается на осветлитель.

2.3.3. Дозирование щелочи и кислоты производится периодически от общего регенерационного узла на ВПУ с помощью насосов-дозаторов. Необходимость и периодичность дозирования щелочи и кислоты устанавливаются при наладке осветлителя в зависимости от качества воды.

Обратный осмос

Технический прогресс и начавшая наблюдаться нехватка пресной воды рождают новые технологии опреснения и обессоливания. Популярным способом становится метод обработки обратным осмосом, надежность ему гарантирует развитие мембранных технологий. Промышленный интерес вызван сравнительно низкими энергозатратами. Большая часть аппаратов этого принципа используются для доочистки речной воды, где их эффективность многократно доказана.

Для бытового использования установки для обессоливания воды, основанные на принципе обратного осмоса, пригодны как в плане энергозатрат, так и по качеству получаемого продукта. В основе принципа обратного осмоса лежит пропускание воды под давлением через мембрану, которая непроницаема для растворенных солей и других примесей. Процесс обессоливания воды обеспечивают синтетические полупроницаемые мембраны, которые не могут задержать некоторые растворенные в воде газы (хлор, углекислота и пр.).

Метод обратного осмоса очищает воду от всех примесей, происходит полная деминерализация, что вредно для человеческого организма. В большинстве случаев обывателю приходится выбирать между водопроводной водой или обработанной при помощи какого-либо фильтра. Меньшим злом является вода, лишенная всех природных компонентов.

На сегодняшний день в некоторых странах уже существуют заводы по производству питьевой воды, где для обессоливания используют метод обратного осмоса, и в качестве дополнительной доочистки из нее выводят растворенные газы. Чтобы придать ей нормальное состояние, приближенное к естественному, на предприятиях в очищенную воду добавляют необходимые соли в выверенной концентрации.

Сырая нефть и ее характеристики

В неочищенной добытой нефти также присутствуют натуральные эмульгаторы с диспергированными примесями и минерализованными хлоридами. В некоторых случаях в зависимости от технологии разработки скважины могут сохраняться и газовые компоненты – летучие и неорганические. Все эти составляющие относятся к активным и могут рассматриваться как обязательные для сохранения или нежелательные – их статус определяется требованиями к конечному продукту и на этапах переработки определяет перечень допустимых способов обезвоживания и обессоливания нефти, которая будет также влиять и на выбор оборудования нефтеперерабатывающих заводов. То есть даже некоторые из полезных компонентов могут нанести вред технологическим узлам, поэтому на определенных этапах переработки их также исключают, после чего вводят обратно.

Процесс обезвоживания считается одним из базовых. Его реализуют посредством разрушения водно-нефтяной среды с подключением деэмульгаторов, которые в ходе адсорбции на границе разделения фаз расслаивают капли жидкости в нефти. В качестве активного компонента должен применяться состав, который и сам по себе легко будет отделяться от целевого продукта. Например, применяемые для обезвоживания и обессоливания нефти деэмульгаторы никак не влияют на свойства очищаемого сырья и не вступают в реакции с водой. Это синтезированные соединения, которые также инертны к оборудованию и экологически безвредны. Деэмульгаторы из группы нефтерастворимых легко смешиваются с нефтесодержащими эмульсиями и в то же время плохо вымываются водой. Существуют и органические неэлектролитные деэмульгаторы, к особенностям которых относят растворяющую функцию относительно эмульгаторов нефти. В результате химического воздействия также снижается вязкость сырья.

Комплексная сепарация нефтяной эмульсии

Если электродегидраторы используются конкретно для задач отделения чистой нефти от воды и солей, то промышленные сепараторы в комплексе реализуют функцию разделения эмульсии на составляющие. Например, при тестировании скважины необходимо по извлеченной пробе получить общий анализ твердого слоя в забое. В данных мероприятиях обессоливание нефти можно рассматривать как косвенную задачу наряду с определением концентрации железа или магния, но от этого польза сепаратора не уменьшается. Дело в том, что нефтеперерабатывающие компании на практике сами заинтересованы не столько в точечном выводе соли из целевого продукта, сколько в комплексной его подготовке для дальнейшего применения. В этом смысле исключения твердых примесей наряду с обезвоживанием и обессоливание только приветствуется.

Высокопроизводительные сепараторы также работают с обеспечением вводно-грязевых и газовых отстоев. Такие установки применяются для обессоливания воды на объектах подготовки нефти для потребляющих предприятий с конечным циклом производства. То есть на выходе должна получаться товарная чистая нефть, характеристики которой позволяют ее использовать в качестве топлива или других материалов. Например, сепаратор подготавливает нефтяную эмульсию с характеристиками, допускающими производство битума, смазочных материалов, синтетической резины и т. д. Столь высокое качество нефти получается за счет прохождения нескольких этапов обработки, среди которых газоочистители, коагуляторы, промывочные баки, термические сепараторы и другие функциональные блоки в разных конфигурациях.

Технологическая схема

Рисунок 1 – Принципиальная схема типичной установки обессоливания нефти

Блок сепарации

Сырая нефть с растворенными в ней газами, водой и солями поступает в сепаратор. На входе в сепаратор установлен каплеотбойник для предотвращения уноса жидких продуктов с газовой фазой. В сепараторе из нефти отделяется нерастворенная вода, а также легкие углеводороды, которые проходят через туманоуловитель для предотвращения уноса жидкой фазы и выходят с верха сепаратора. Сепаратор оснащен антизавихрителями в местах отбора жидкой фазы: воды и сырой нефти.

Антизавихритель – устройство, предотвращающее формирование вихря при сливе жидкости (жидкости или газа) из сосуда, такого как резервуар или парожидкостной сепаратор. Образующиеся вихри могут захватывать газовую фазу в поток жидкости, приводя к плохому разделению на технологических этапах, таких как ректификация или вызывать чрезмерное падение давления, или вызывать кавитацию насосов ниже по потоку.

Нефть и вода имеют разные плотности за счет чего в сепараторе образуется водно-нефтяная эмульсия. Благодаря перегородке внутри сепаратора, отстоявшаяся вода не попадает на прием насосов, перекачивающих нефть.

Далее частично обезвоженная нефть нагревается в блоке теплообменников после чего поступает в электродегидратор.

Блок электродегидрирования

Процесс обессоливания нефти осложняется, когда в нефти имеются сухие соли, не удаляемые обычными методами. Поэтому в таких случаях для собственно обессоливания приходиться прибегать к дополнительной операции промывания нефти водой. С этой целью, предварительно деэмульгированная тем или иным способом нефть вновь эмульгируется с пресной водой, и полученная эмульсия подвергается повторному разложению обычно тем же методом.

Наиболее стойкие мелкодисперсные нефтяные эмульсии разрушаются с помощью электрического тока. При воздействии электрического поля капельки воды, находящиеся в неполярной жидкости, поляризуются, вытягиваются в эллипсы с противоположно заряженными концами и притягиваются друг к другу. При сближении капелек силы притяжения возрастают до величины, позволяющей сдавить и разорвать разделяющую их пленку. На практике используют переменный электрический ток частотой 50 Гц и напряжением 25-35 кВ.

Процессу электрообезвоживания способствуют деэмульгаторы и повышенная температура. Во избежание испарения воды, а также в целях снижения газообразования ─ аппараты, в которых проводится электрическое обезвоживание и обессоливание нефтей ─ работают при повышенном давлении.

Обессоленная нефть направляется в колонну первичной перегонки на установку АВТ, а вода, используемая в процессе, направляется на блок очистки сточных вод.

Наиболее популярные методы по опреснению морских вод

Обратный осмос для опреснения морской воды

Из всех методов установки обратного осмоса зарекомендовали себя как наиболее эффективный и выгодный метод опреснения морской воды.

Установки обратного осмоса Гидрос RO используют мембраны с давлением от 30 до 60 атмосфер для снижения концентрации солей. Для продления срока службы мембран и эффективности опреснения рекомендуем устанавливать дозирующие установку Гидрос DOS с использованием антискаланта. Эти меры предупреждают образование осадков. А также не обойтись без химической мойки мембран. Эта проблема легко решаема при заключении договора на техническое обслуживание с поставщиком оборудования.

Дистилляция

Работа этого метода основана на разделение воды под действием высокой температуры на пар и концентрат. Популярность дистилляции ограничивает ряд существенных недостатков, особенно для крупного производства: высокие затраты электроэнергии для выпаривания, оборудование, занимающие большую площадь и утилизация полученных в процессе выпаривания солей.

Ионный обмен

Прежде чем приступить к раскрытию метода, необходимо сразу обозначить, что ионный обмен эффективен при концентрации солей до 2,5 г/л.

Принцип работы ионообменного метода основан на пропускании воды через фильтры с ионообменной смолой.

При выборе метода ионного обмена для опреснения воды нужно учитывать высокий расход реагентов, используемых в фильтрах.

Замораживание

При замораживании морской воды по законам физики лед сначала образуется из пресной воды. Через полученный лед пропускают специальный газ, который и завершает процесс опреснения. В виду своей экономической нецелесообразности в промышленном производстве практически не используется.

Электродиализ

Принцип работы данного метода основан на пропуске морской воды через катионитовые и анионитовые мембраны из ионообменных смол. В специальной емкости мембраны с отрицательным катодом притягивают катионы, а с положительным анодом — анионы.

Электродиализ считается одним из самых эффективных методов из-за высокой селективности мембран. Однако экономически очень невыгодным при содержании солей выше 10 г/л.

Проблема опреснения морской воды состоит, в первую очередь, в больших затратах, связанных с самим процессом. Для их минимизации следует очень точно подбирать технологическую схему по опреснению морских вод. В этом вам всегда помогут наши специалисты. Оставьте заявку на бесплатную консультацию и получите расчет системы опреснения для вашего предприятия.

Плюсы и минусы методов

Каждый из способов обессоливания отличается рядом преимуществ и недостатков. Особенно их должны учесть те, кто хочет апробировать методы для домашнего применения.

Ионообменные установки отличаются такими достоинствами:

• получение максимально чистой воды,
• высокая надежность,
• отсутствие реакции на степень минерализации обрабатываемой среды,
• невысокие расходы на оборудование.

К минусам ионообменного метода относятся:

• сложность утилизации отходов фильтровального материала,
• загрязнение окружающей среды,
• необходимость регулярной замены фильтров.

Для обратноосмотической установки характерны такие плюсы:

• инертность к начальному составу жидкости,
• простота обслуживания установки,
• отсутствие необходимости использования сложных реагентов,
• возможность сбрасывать отработанные концентраты в канализацию,
• высокое качество нейтрализации минеральных примесей,
• низкие расходы на обслуживание системы.

Минусами обратного осмоса являются:

необходимость предварительной обработки жидкости,

• высокий объем сбросов,
• необходимость непрерывной работы установки,
• относительно высокие энергозатраты при промышленных масштабах очистки.

Установки обратного осмоса монтируют в частных домах и квартирах под кухонную мойку.

Электролиз в быту не применяется, поскольку расходы на электроэнергию и саму установку нецелесообразны.

Как опресняют на производствах?

Опреснение воды в промышленных масштабах — трудоемкий и энергоемкий процесс. Производственные установки громоздки и сложны в обслуживании.

Все исследования в этой области направлены на создание более экономичных методов отделения H2O от солей. Далее описаны наиболее популярные методы.

Вымораживание

Свойство воды таково, что в твердое состояние переходят только молекулы самой воды, а остальные содержащиеся в ней элементы заморозке не подвергаются. Лед всегда исключительно пресный.

Процесс опреснения проходит следующие этапы:

1. Соленую воду помещают в кристаллизатор.
2. Осуществляют контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.
3. Происходит медленная заморозка воды. На этом этапе образуются очаги кристаллизации, то есть образования льда из пресной воды.
4. По мере заморозки оставшаяся вода становится более концентрированной с солью, поэтому более тяжелой. Она оседает на дно.
5. Лед и оставшийся рассол подвергают повторной очистке. Это может повторяться несколько раз.

Данный способ требует сложного технологического оборудования. Такие механизмы потребляют много электроэнергии, поэтому такой метод не пользуется популярностью.

Ультрафильтрация или обратный осмос

Ультрафильтрацию стали применять для опреснения только в конце 20 века, ранее ее применяли в других сферах. Технология предполагает наличие мембраны в фильтрационном аппарате.

Мембранами выстилают тысячи тонких труб, по которым прогоняют концентрированную солями воду.

Принцип использования мембраны основан на физических свойствах молекул воды и частиц солей. Волокна мембраны способны пропустить молекулы воды и задержать более крупные частицы соли.

Простейший механизм для фильтрации обратным осмосом представлен следующими этапами:

• поступление морской воды;
• перекачивание соленой воды в аппарат под высоким давлением;
• разделение пресной воды и концентрата;
• в усовершенствованных установках предусмотрена дополнительная финальная очистка угольным фильтром.

Это многообещающий и эффективный способ, однако, он на данный момент требует наличия большой площади мембранных труб для опреснения воды в промышленных масштабах.

Перспектива этого метода в создании более эффективных мембран.

Электродиализ

Еще один мембранный способ. Здесь вместо насоса, создающего давление, применяются электродиализные установки.

Под воздействием электричества ионы, из которых состоят молекулы растворенных солей, проходят через мембраны:

• катионы движутся в сторону катода;
• анионы движутся в обратную сторону, к аноду.

Затем концентрированные рассолы утилизируют при помощи проточной воды.

Способ отличается экономичностью, а используемые мембраны позволяют увеличить эффективность очистки благодаря возможности использования высоких температур.

Химический способ

Химический способ основан на свойствах растворенных в воде примесей. При взаимодействии с реагентами они образуют нерастворимый осадок и опускаются на дно.

Дистилляция или перегонка

Морскую воду подвергают испарению. Более летучая составляющая превращается в пар в большом количестве и переходит в дистиллят, оставшаяся менее летучая часть переходит в кубовый остаток.

Существуют одноступенчатые и многоступенчатые дистилляторы. Многоступенчатые намного более производительны при сравнительно небольшом потреблении энергии.

Их главный минус в образовании накипи на стенках аппарата, что требует постоянного обслуживания. Из-за этого затраты на работу увеличиваются.

В процессе разработки находится электрохимический способ отделения от примесей солей. Для этого применяют высокотехнологичную микросхему, которая будет разделять воду на потоки с высоким и низким содержанием солей.

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.

Обратный осмос для опреснения морской воды

Наиболее широко распространенном методом опреснения морской воды в настоящее время стал метод обратного осмоса. Данный метод основан на ранее описанном явлении осмоса, но направление движение растворителя (чистой воды) изменено на обратное — от более соленого раствора в сторону более чистого (концентрированного) за счет создания давления со стороны более «разбавленного» раствора (исходной воды). Давление, требуемое для проведения процесса обратного осмоса зависит от минерализации исходной воды и при опреснении воды с соленостью 35 г/л (соленость мирового океана) рабочее давление достигает значений 70-80 бар.

Производительность оборудования опреснения морской воды методом обратного осмоса зависит от типа и количества стандартизованных мембранных элементов. Наша компания в своем модельном ряде поддерживает модели производительностью от 50 до 1000 л/ч (опреснительные установки СОМ О 50-60 — СОМ О 1000-60). Простота конструкции и большой выбор доступных комплектующих позволяют использовать опреснительные мембранные установки практически на любых объектах, где требуется решение задачи получения пресной воды из воды минерализованной в максимально удобном исполнении оборудования.

Такие установки применяются как для опреснения воды на катерах и яхтах, судах и буровых платформах, так и для обеспечения питьевой водой поселений с солеными источниками воды (соленые скважины, морское побережье).

Кроме рассмотренных выше существует еще ряд методов опреснения основанных на иных физических процессах, но в настоящее время они не получили широкого распространения или находятся в стадии экспериментальных моделей.

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.

Это интересно: Как можно обеззараживать воду предназначенную для питья

СМИРНОВ: Первая процедура опреснения очень проста – это метод термической дистилляции. Воду нагревают таким образом, что её молекула улетучивается и получается пар, который конденсируется. И дальше из него готовят питьевую воду.

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.

Опреснение воды в экстремальных условиях

Разжиться питьевой водой, имея в обилии морскую, в экстремальной обстановке, когда до естественного пресного источника километры, — это вопрос выживания.

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.

Если дело происходит в летнюю жару — есть очень простой вариант опреснить воду, но по времени он не будет такой быстрый, как с помощью огня. Для этого понадобится всего одна ёмкость, плёнка и вырытая яма.

• 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.

Это интересно: Какие существуют способы очистки воды

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

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.

Виды в зависимости от технологии опреснения

В зависимости от того, какая технология используется для опреснения воды, выделяют несколько видов опреснителей.

Мембранный

Этот метод также называется механическим. В нем используется оборудование для обратного осмоса. В этом случае важным элементом опреснительной установки являются мембраны, через которые морская вода проходит под высоким давлением.

Эти мембраны представляют собой фильтры с микроскопическими порами. Они могут пропускать воду, но ионы соли и молекулы различных примесей отличаются относительно крупными размерами. Мембраны производятся из полиамида или ацетата целлюлозы.

Преимуществами такого оборудования являются:

• простота устройства и его надежность;
• компактность;
• возможность автоматизации;
• отсутствие больших затрат энергии.

Минусом считается: качество очистки воды в таком случае сильно зависит от предварительной подготовки воды.

Солнечный

Этот тип опреснителей называют также дистилляционными или термальными. Они часто применяются в промышленных условиях.

Принцип заключается в том, что такой агрегат нагревает H2O из моря, она испаряется. Устройство улавливает пар, доводит его до определенной температуры, и получает уже пресную воду. При этом используется солнечная энергия.

Многие модели такого типа имеют форму конуса, по стенкам которого стекает уже сконденсированная влага. Пространство под конусом делают герметичным, чтобы пары не выходили наружу.

Форма конуса позволяет поддерживать определенную температуру внутри прибора. Производители разрабатывают и другие модели дистилляционных опреснителей.

Вакуумный

Такие устройства обладают достаточно высокой производительностью, позволяя получить 800 л воды в час и даже больше. Принцип их работы основан на утилизации тепла воды, которая используется для охлаждения дизелей.

Такое оборудование состоит из нескольких элементов:

• подогреватель для морской воды;
• вакуумный насос;
• центробежный насос для воды, которую берут за бортом;
• вихревой насос для уже полученной дистиллированной воды;
• испаритель вакуумного типа — в нем морская вода начинает кипеть уже при температуре в 38-40 градусов.

Морская вода закачивается в испаритель. Его нагрев осуществляется за счет пресной воды, которая используется для охлаждения дизелей и получает их тепло. Вода кипит, испаряется, затем пар конденсируется, улавливается дистиллят и распределяется в систему для подачи пресной воды.

Таким образом, преимуществом этой системы является то, что ее можно практически полностью автоматизировать и использовать без дополнительных затрат на топливо. Также следует отметить, что она может долго работать, не нуждаясь в очистке.