За последние 40 лет количество пресной воды на каждого человека в мире уменьшилось на 60%. Недостаток пресной воды к настоящему моменту испытывают более 80 стран мира, расположенных преимущественно в аридных, а также засушенных областях и составляющих около 60% всей поверхности земной суши.
Проблема
Треть населения мира живет в странах с напряженной ситуацией с водой. Согласно прогнозам экспертов, к 2025 году этот показатель увеличится до двух третей.
Рисунок 1. Глобальная ситуация с водой на планете
Кризис будет спровоцирован ростом населения планеты. По оценкам ООН, к 2030 году оно увеличится с 6 до 8.5 млрд человек. Сейчас на обеспечение пищей одного человека, имеющего традиционный для индустриальной развитых стран рацион, ежегодно расходуется 2.5-3 тыс. литров воды. Если же численность населения увеличится на 2.5 млрд, то на их пропитание потребуется изыскать дополнительные 2 тыс. куб. км воды.
В подобных условиях острого дефицита пресной воды особую актуальность приобретают альтернативные технологии пополнения водных ресурсов, в том числе и за счет опреснения морской воды.
Запасы воды
Общий объем воды на Земле составляет примерно 1400 млн куб. км, из которых только 2.5% (около 35 млн куб. км) - пресная вода. Морская вода составляет около 98% всех водных ресурсов планеты.
Таблица 1. Крупнейшие запасы воды в мире (источник: www.unep.org)
Одним из наиболее перспективных путей обеспечения пресной водой является опреснение соленых вод Мирового океана. Целесообразность данного пути подтверждается тем фактом, что 60% населения планеты живет в приморской полосе шириной 65 миль. Кроме того большие площади засушливых и малообводненных территорий примыкают к океанским берегам или находятся поблизости от них.
Таким образом, океанские и морские воды могут стать ценным источником водных ресурсов для промышленного использования. Их огромные запасы практически неисчерпаемы. Однако на современном уровне технологического развития применение технологий опреснения не везде экономически оправдано.
Применяемые технологии
Промышленное опреснение морской воды осуществляется одним из следующих методов: дистилляция, обратный осмос, электродиализ, вымораживание и ионный обмен.
Рассмотрим более подробно особенности каждой из технологий.
1. MSF (Multi-Stage Flash Distillation) - многоступенчатое мгновенное выпаривание (дистилляция) .
В этом типе установок исходная вода, перед тем как быть пропущенной через специальное сопло внутрь большой камеры, подается насосом внутрь нагревателя при таком давлении, при котором еще не происходит кипение, т. е. вода находится в перегретом состоянии. Уменьшение давления влечет за собой моментальное превращение части воды в пар. Затем опресняемая вода пропускается через другое сопло в соседнюю «камеру моментального испарения», где продолжается процесс моментального парообразования и так далее до нижней части установки.
2. MD (Membrane Distillation) - мембранная дистилляция .
Предполагает нагрев воды с одной стороны гидрофобной мембраны. Такая мембрана пропускает только пар, который охлаждается с другой ее стороны, образуя пресную воду, но не пропускает воду.
3. MED (Multi-Effect Distillation) - метод многоколонной дистилляции .
Морская вода нагревается в первой колонне, а образовавшийся пар идет на нагрев в последующих колоннах.
4. MVC (Mechanical Vapour Compression) - механическое сжатие пара .
Заключается в сжатии пара, получаемого при обычной стадии дистилляции прежде, чем он сконденсируется. Эффект сжатия пара предполагает нагрев его до температуры выше температуры кипения подаваемой на опреснение воды (из которой он был получен). Затем сжатый пар может быть возвращен в ту же дистилляционную камеру, из которой он был выделен и использован для замещения первичного пара. Цикл повторяется непрерывно.
Использование сжатого пара позволяет уменьшить энергоемкость процесса, но препятствует обработке больших объемов воды.
5. FP (Freezing Process) - метод вымораживания .
Морская вода охлаждается до кристаллизации влаги. Полученные кристаллы выделяются и растворяются для получения пресной воды.
6. RO (Reverse Osmosis) - обратный осмос .
Предусматривает использование полупроницаемой мембраны, пропускающей под давлением воду и задерживающую молекулы примесей.
7. ED (Electrodialysis) - электродиализ .
Требуются две мембраны: одна пропускает только катион, вторая - только анион. Между ними включается напряжение постоянного тока, что позволяет убирать, к примеру, натриевый и хлорный анион из морской воды.
По оценкам экспертов, каждая из обозначенных технологий имеет существенные недостатки, к числу которых относятся:
- значительные отложения на поверхностях теплообмена, мембран и т. п.
- большие удельные энергетические затраты
- наличие большого количества сменных материалов, комплектующих, дополнительного расхода химических реагентов
- экологическая опасность в процессе эксплуатации установок
- необходимость в высокой квалификации обслуживающего персонала.
В связи с этим актуальным остается вопрос разработки более эффективных и экологически безопасных методов опреснения морской воды.
Рынок
По состоянию на конец 2009 года в мире представлено 14 451 опреснительных заводов совокупной мощностью 59,9 млн куб. м в день. По сравнению с 2008 годом прирост мощности составил 12,3%. Кроме того, 244 опреснительных установок (дополнительно 9,1 млн куб. м в день) находятся в стадии строительства.
Всего технологии опреснения морской воды применяются в 150 странах мира. Средний объем производства пресной воды составляет около 38 млн тонн в год.
Рынок технологий опреснения соленой воды стремительно развивается. Около 62,4% общего объема промышленного производства пресной воды составляют воды Мирового океана.
Рисунок 2. Структура применения технологий получения пресной воды в зависимости от типа используемых водных ресурсов (
Нехватка пресной воды все больше ощущается во всем мире, даже в США и странах Европы. А в таких странах, как Израиль или Иран запасов пресной воды совершенно не хватает для нужд населения и производства. Существует мнение, что в конце концов человечество окажется перед необходимостью добычи пресной воды из вод мирового океана.
Опреснение морской воды - это процесс снижения уровня солей в воде. В нормальной морской воде содержание солей порядка 3,5 процентов, а в воде, которая пригодна для питья, этот уровень не должен превышать 0,05 процента. Также не стоит забывать, что после опреснения обязательно будет требоваться очистка воды от кальция и вредных составляющих, следовательно, необходимо использовать установки для водоочистки.
Водоочистка - серьезная задача при подготовке обычной пресной воды для использования человеком, а очистка опресненной воды - задача еще более сложная. Водоочистка морской воды сложна, потому что уровень содержащихся в морской воде микроорганизмов и их разнообразие гораздо выше, нежели в пресной воде. Более того, очистка морской воды еще осложняется тем, что в морской воде растворено гораздо больше химических соединений, чем в пресной и концентрация их гораздо выше. Все вышеперечисленное говорит о том, что водоочистка морской воды - процесс не менее сложный и важный, чем водоочистка пресной воды.
Существует несколько методов опреснения и последующей очистки морской воды. Одним из этих методов является метод дистилляции.
Дистилляция, или перегонка, основана на том, что вода - вещество летучее, а растворенные в ней соли - нелетучие. Морскую воду нагревают до температуры кипения, в результате чего образуется водяной пар, полученный пар забирается и охлаждается, в результате остается обычная вода. Но при использовании данного способа опреснения морской воды существуют несколько проблем, и самая основная проблема состоит в том, что при выпаривании соляной раствор, остающийся в дистилляторе, с каждым разом становится все более концентрированным. Это приводит к выходу из строя трубопроводов и самого дистиллятора, для решения этой проблемы используют многокамерные дистилляторы, а также часть опресненной воды сбрасывается с соляным раствором в море, а на ее место набирают новую порцию воды. Перед и после процесса дистилляции морская вода проходит процесс предварительной водоочистки.
Еще один способ опреснения морской воды и очистки ее от примесей является - . При использовании данного метода водоочистка и опреснение воды происходит при помощи мембраны, проницаемой для воды и в тоже время непроницаемой для солей и иных примесей, растворенных в морской воде, при помощи . Недостатком данного метода очистки и опреснения морской воды является малое количество получаемой пресной воды. Проблема в том, что морскую воду необходимо подавать на мембрану под давлением для того чтобы через мембрану просачивалась чистая вода, а соли оставались на обратной стороне фильтра. Установка по опреснению и очистке морской воды обычно представляет собой множество тонких трубок, стенки которых выложены изнутри ацетатом целлюлозы, морская вода подается в трубки под давлением, достаточным для того чтобы пресная вода просачивалась через фильтр. Такое давление называется осмотическим, необходимо следить за тем, чтобы оно не превысило допустимые величины, иначе мембрана может порваться или начать пропускать соли, растворенные в морской воде.
Также существуют другие методы опреснения морской воды , например, метод заморозки. Метод основан на том, что при превращении морской воды в лед, соли, растворенные в ней, в лед не попадают.
Как говорилось ранее, уделяя особое внимание процессу опреснения морской воды , нельзя забывать об очистке уже полученной пресной воды. Водоподготовка полученной воды в большинстве своем не отличается от процесса фильтрации и очистки обычной воды. Для очистки воды применяются фильтры грубой очистки, тонкой очистки и фильтры химической и биологической водоочистки.
К сожалению, на данный момент пока все еще не существует достаточно дешевого и эффективного метода опреснения морской воды , способного обеспечить все более возрастающие потребности человечества в пресной воде. Применяемые в данный момент методы опреснения морской воды или неэффективны, или стоимость получаемого литра опресненной воды слишком велика для использования в промышленных масштабах.
Опреснение воды - это снижение количества солей, содержащихся в природных водах. Для питьевых целей воду обычно опресняют частично, снижая содержание солей до величины, когда вода по своим вкусовым качествам становится пригодной для питья (менее 1000 мг/л).
Для опреснения воды используются различные методы. Химический метод ионного обмена, основанный на фильтрации воды через специальные зернистые материалы- иониты, широко применяется на практике для обессоливания вод с общим содержанием солей до 2- 3 г/л. Обессоливание воды электродиализом основано на том, что в электрическом поле катионы и анионы воды движутся к погруженным в воду катоду и аноду. Электродиализаторы разделены проницаемыми для катионов и анионов перегородками (мембранами), а в средней их части, между перегородками скапливается опресненная вода.
При опреснении воды дистилляцией образуется пар, свободный от солей, поэтому при его конденсации получается дистиллированная вода.
Опреснение воды замораживанием основано на том, что при медленном охлаждении воды ниже 0° кристаллы пресного льда, которые смерзаются в агрегаты, образуются раньше, чем замерзает рассол. При постепенном нагревании замерзший между пресным льдом рассол перейдет в жидкое состояние и будет стекать раньше, чем начнут таять кристаллы пресного льда. При дальнейшем таянии образуется пресная вода.
Перед подачей опресненной воды в водопроводную сеть ее необходимо обеззараживать.
Опреснение воды с помощью опреснительных ядерных установок производится методами дистилляции, и замораживания. Предпочтение отдается дистилляции. Сброс рассола на поверхность земли или в местные водоемы недопустим. Опресненная вода лишена микроэлементов, безвкусна, малопригодна для питья, приготовления напитков и пищи. Нуждается в обогащении минеральными солями.
Опреснение воды - частичное обессоливание засоленной и морской воды с целью уменьшения содержания растворенных солей до степени, делающей воду
пригодной для хозяйственно-питьевых целей. Опреснение воды отличается от умягчения, т. е. частичного удаления из воды катионов кальция и магния. В связи с освоением новых районов с ограниченными ресурсами пресной воды и с ростом потребности в питьевой воде все чаще возникает необходимость использования источников засоленных вод и даже морской воды (районы Казахстана, Прикаспия и др.).
Опреснение воды достигается изменением ее агрегатного (фазового) состояния (дистилляция, замораживание) и удалением из нее растворенных солей (химические, электрохимические и ионообменные методы). Методом дистилляции, применяемым приблизительно на 80% существующих установок, опреснение воды ведется при температуре немного более 90°, что способствует одновременно и обеззараживанию питьевой воды (см.). Существуют установки, работающие и при низких температурах. Получающаяся путем дистилляции вода, лишенная солей, обладает неприятным вкусом и совсем не содержит микроэлементов; поэтому к ней добавляется исходная минерализованная вода, но не более чем это допускается стандартом качества питьевой воды. В природных условиях опреснение воды путем ее вымораживания и солнечного опреснения возможно лишь в определенных климатических районах. При опреснении воды вымораживанием нельзя допускать загрязнения льда, резервуаров и транспортных средств.
Новые перспективы в области опреснения воды возникли в связи с производством синтетических ионообменных веществ. Эти твердые нерастворимые в воде зернистые органические кислоты и основания обладают свойством обменивать входящие в их состав ионы на ионы, содержащиеся в опресняемой воде. Различают ионообменные смолы как катиониты, извлекающие из воды катионы (Са +2 , Mg +2 , Na+ и др.), и аниониты, извлекающие из воды анионы - хлор-ион (Cl-), сульфат-ион (SO -2 4) и др.
Опреснение воды ионообменным методом производится фильтрованием через фильтры напорные (подземные воды, не требующие предварительной очистки и обеззараживания) и безнапорные (воды поверхностного водоисточника, подлежащие предварительной очистке и последующему обеззараживанию). Ионообменные смолы не должны изменять органолептических свойств воды, вызывать появление веществ, которые могут оказаться опасными для здоровья (формальдегид, бластомогенные и другие небезопасные вещества, используемые при производстве органических ионитов).
Электрохимический метод опреснения воды основан на явлении электродиализа: практическое применение его стало возможным с удешевлением электроэнергии и после замены инертных диафрагм ионитовыми (из катионо- и анионообменных смол), соответственно пропускающими катионы и анионы. Использование вновь рекомендуемых ионообменных материалов допускается лишь с одобрения санитарных органов.
Опреснительные ядерные установки . На Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1964 г. было указано на целесообразность строительства комбинированных ядерных опреснительных установок, рассчитанных на одновременное опреснение воды и выработку электроэнергии. Опреснение морской воды на ядерной установке может производиться методами дистилляции, электродиализа и замораживания. В настоящее время предпочтение отдается дистилляции. Экспериментальные установки, построенные в США и СССР, продемонстрировали эффективность и рентабельность двухцелевых станций, предназначенных для опреснения воды и выработки электроэнергии. Советская опреснительная установка рассчитана на 150 мгвт электроэнергии и 120 000 м 3 пресной воды в день. Предварительные расчеты, сделанные в США, показывают, что стоимость 1 м 3 опресненной воды не будет превышать 7 центов на больших установках и 14 центов на малых.
Однако опреснение воды и использование опресненной воды в народном хозяйстве - проблема не только техническая, ной гигиеническая. Опресненная вода лишена микроэлементов, необходимых для организма человека, безвкусна, малопригодна для питья, приготовления напитков и пищи. Она нуждается в обогащении минеральными солями; необходимо определить, какие минеральные элементы и в каких количествах следует добавлять к опресненной воде, предназначаемой для питья и приготовления пищи, какое количество минеральных элементов допустимо в опресненной воде. Как известно, в морской воде количество минеральных солей достигает 35 000 частей на миллион (ч/млн); в солоноватой воде степей и пустынь - от 2 000 до 4 000 ч/млн; в ирригационной дренажной воде - 4000 ч/млн и выше. Комитету экспертов ВОЗ в 1964 г. были даны рекомендации по содержанию минерального остатка в опресненной воде: от 500 до 1000 частей на 1 миллион.
При опреснении воды на ядерных установках сброс рассола, остающегося после упаривания горько-соленой воды, на поверхность земли или отведение его в местные водоемы недопустимы. В странах жаркого климата для атмосферного упаривания сточных вод до сухого осадка можно устраивать пруды, выложенные полиэтиленовой пленкой. На установках, располагающихся на побережье, отходы после дистилляции воды сбрасываются в море.
Европейский инвестиционный банк объявил о подписании финансового контракта на сумму 142 млн. евро на проектирование и строительство завода по опреснению морской воды с использованием технологии обратного осмоса. Технология израильская, давно используемая во всем мире, но в самом Израиле на строительство новых опреснителей не хватало средств.
Опреснительный завод удовлетворит 20% потребностей страны
Контракт, подписанный с компанией Sorek Desalinationбудет способствовать значительному увеличению доступности водных ресурсов в регионе, где воды всегда не хватало. По сообщению издания опреснительный завод должен удовлетворить 20% потребностей страны в пресной воде для домашнего пользования. Предполагается, что производственная мощность нового завода составит 150 миллионов кубических метров воды в год. Глава Минфина Штайниц заявил, что опреснительный завод в Сорек является одним из крупнейших в мире и позволит в значительной мере преодолеть последствия кризиса водного хозяйства страны.
Смешивание разной воды позволит улучшить качество воды
Расширение технологий опреснения будет иметь непосредственное влияние на повседневную жизнь людей: смешивание опресненной воды с пресной питьевой воды из национальной системы водоснабжения позволит улучшить качество воды, поступающей к потребителям за счет снижения ее жесткости и концентрации солей, нитратов и бора. Это, в конечном счете приведет к заметному снижению водозабора и, таким образом, защитит от проникновения соленых вод в водоносные горизонты. В Израиле в 2007 и 2009 годах Европейский инвестиционный банк поддерживал строительство и расширение опреснительного завода в Хадере, выделив кредиты на общую сумму 130 миллионов евро. В Средиземноморском регионе в целом, этот банк вложил в развитие водного сектора более 1,050 млрд. евро.
Мембранные установки водоподготовки для обессоливания морской воды
Обратноосмотические установки водоподготовки предназначены для обессоливания воды с минерализацией до 45 г/л. Солесодержание опресненной воды соответствует требованиям Всемирной организации здравоохранения и не превышает 0,5 мг/л.
Базовый вариант установки водоподготовки включает:
- узел механической очистки механический фильтр с рейтингом фильтрации 10мкм;
- узел мембранного обессоливания обеспечивает глубокую очистку и снижение общего солесодержания воды;
- ультрафиолетовый стерилизатор для предотвращения вторичного биопоражения воды и ее глубокого обеззараживания перед подачей потребителю.
Приведенная схема может применяться при подаче воды из прибрежной скважины, в случае подачи воды из открытого моря установка дополнительно комплектуется узлом предварительной очистки УПО на базе:
а) реагентной обработки;
б) на базе микро- или ультрафильтрации.
Узел предварительной очистки УПО на основе реагентной обработки
Включает реактор-усреднитель и отстойник, в который вмонтирован тонкослойный модуль, существенно повышающий эффективность отстаивания, сетчатый самопромывной фильтр, задерживающий механические частиц размером до 20 мкм, механические фильтры с рейтингом фильтрации 10 мкм.
Узел предварительной очистки УПО на основе микро- или ультрафильтрации
Мембранная фильтрация обеспечивает полное удаление крупно- и мелкодисперсных, взвешенных, коллоидных частиц и др. нерастворимых примесей
Израиль ввел в строй одну из крупнейших в мире опреснительных установок, способную обеспечить почти 20% потребностей страны в питьевой воде, как сообщило местное телевидение.
Завод в приморском городе Хадере будет ежегодно производить способом мембранной очистки 127 миллионов кубометров воды столько же, сколько остальные две израильские установки вместе взятые. В ближайшие годы в стране, страдающей от дефицита традиционных водных ресурсов, планируется построить еще две опреснительные станции.
Это крупнейшая в мире установка опреснения воды мембранным методом. Кроме того, это новое слово в экономии энергии, что позволяет снизить себестоимость воды, говорит заместитель директора компании-оператора Тидар Голан.
Более крупные опреснительные станции есть в Саудовской Аравии, но там применяется технология нагрева морской воды. В Хадере воду пропускают через мембраны, которые задерживают соли и примеси так, что перед отправкой опресненной воды потребителю ее приходится минерализировать.
Технологии опреснения морской воды
Опреснение морской воды на сегодняшний день одна из самых серьезных задач, решение которой позволит избежать многих проблем в будущем. Ввиду глобального и постоянного сокращения запасов пресной воды в мире, задача опреснения морской воды, очистки, водоочистки становится если не самой важной, то, во всяком случае, одной из самых значительных.
Понимая, какое значение для всей нашей планеты имеет возможность получения питьевой воды из морской, компания Агбор Инжиниринг наряду с технологиями водоподготовки и очистки сточных вод также развивает свою деятельность и в сфере опреснения морской воды.
К настоящему времени наиболее распространенными методами опреснения являются:
- Термическое опреснение очень энергоемкий процесс.
- Опреснение на полупроницаемых мембранах энергоэффективный процесс.
Особенности
Высокое солесодержание морских вод обуславливает применение морских мембран и специальных материалов. Одной из главных проблем является коррозия оборудования и трубопроводов, поэтому применяются трубопроводы из стеклопластика, полимерных материалов, высококачественные коррозионно-стойкие стали дуплексного или аустенитного типа.
Также из-за высокой минерализации необходимо создавать высокое давление для работы осмоса 50-80 бар. Расход электроэнергии на насосы высокого давления можно сократить, применяя устройства рекуперации энергии.
Наши разработки совпадают с рекомендациями производителей мембранных элементов, касающихся таких технологических параметров, как recovery, удельный поток и т.п. Также мы учитываем материал трубопроводной и запорной арматуры, насосов, приборов. Производственные мощности позволяют выполнять монтаж трубопроводов из высококачественных сталей, таких как 254 SMO и т.п.
Немаловажным является то, что система управления разрабатывается с непосредственным участием технологов, что обеспечивает детальную проработку управления переходными процессами, такими как пуск, останов системы с учетом наличия системы рекуперации энергии.
Опресне́ние воды удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач.
Для питьевого водоснабжения пригодна вода с содержанием растворимых солей не более 1 г/л. Поэтому практической задачей при опреснении воды является уменьшение её избыточной солёности. Достигается это различными способами:
- испарение, в том числе:
обычная дистилляция,
многостадийная флеш-дистилляция,
дистилляция под низким давлением,
термокомпрессионная дистилляция,
- замораживание,
в том числе посредством газовых гидратов,
- ионный обмен,
- электродиализ,
- обратный осмос,
- прямой осмос,
- гидродинамическое разделение.
В стадии исследований:
- электрохимический способ, в котором специальная микросхема разделяет поток солёной воды на два потока с повышенным и пониженным содержанием солей.
Опреснение воды для промышленных и бытовых нужд осуществляется на опреснительных установках. В зависимости от используемого метода, энергозатраты на кубический метр составляют от 0,7 кВт∙ч до 20 кВт∙ч.
Источники: www.vodainfo.com, vladbmt.ru, evroplast.in.ua, www.agbor.ru, ru.cyclopaedia.net
Система международного права
Международное право является сложной организованной системой, имеющей разветвлённую структуру. Первичным и мельчайшим элементом данной системы является...
Кто такой рыцарь?
Великолепную, должно быть, картину представлял собой закованный в железо всадник, едущий в сверкающих латах сквозь густую зелень...
Как осенью подготовить кожу к зиме
За кожей стоит начать ухаживать уже осенью, чтобы не страдать от раздражений зимой. Несмотря на то, ...
Планета Земля имеет огромные запасы воды, но основная ее часть входит в состав мирового океана и является соленой . 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. , 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 диализа , 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 .
- испарение (дистилляция), в том числе:замораживание ;
- обычная дистилляция;
- многостадийная флеш-дистилляция;
- дистилляция под низким давлением (вакуумная дистилляция);
- 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. Более 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?
Loading...