Установки опреснения воды

Водные ресурсы на Земле, к сожалению, не безграничны. Мало того, водные ресурсы представлены еще и весьма ограниченным количеством пресной воды. Чтобы выжить человечеству пришлось изобрести установки опреснения воды, которые помогли из соленых морских вод получить воду, годную  к употреблению в пищу.

Почему морскую воду нельзя пить?

Разбираясь с самыми различными вариантами опреснения, нет, нет да и возникнет вопрос у потребителя, почему же все-таки нельзя использовать морскую воду для питья? Подумаешь, немного солоноватая, но ведь когда хочется пить, слегка соленая вода даже лучше устранит жажду, что же не так с морской водой?

Во-первых, вся вода на земле делится на три вида:

• Пресная;
• Соленая (содержание солей выше десяти грамм на литр);
• Солоноватая – она же морская и океаническая (все, что до 10 грамм)

Последнего вида воды на Земле практически 98 процентов. Теперь понятно, что пресной воды не просто мало, а катастрофически мало. Нехватка пресной воды как раз и заставила изобрести установки опреснения морской воды, без них на земле было не выжить. Так, к примеру Израиль нуждается в пресной воде постоянно. Своих пресных вод там нет, количество выпадаемых осадков чрезвычайно мало, вот и приходится рассчитывать только на океан, как источник воды для населения.

Восемьдесят процентов пресной воды всей земли сосредоточены в России, но Россия большая и тянуть воду из Байкала до Москвы или Хабаровска нецелесообразно. При этом районы средней Азии не обладают своими пресными источниками воды. Свои коррективы вносит и минерализация воды. Большое количество российских подземных вод непригодно к применению, т.к. степень минерализации их превышает пределы даже в 35 грамм на литр. Использовать пока такую воду нерентабельно, но в дальнейшем при остром дефиците пресной воды, кто знает, что будет.

В состав минералов морской воды входят следующие вещества:

Морская вода чрезвычайно богата различными минералами. И это не говоря уже о минералах с малым включением, таких как лидий или молибден. Естественно такая вода не может использоваться для питья с таким букетом солей самого разного происхождения. Для того, чтобы такой водный ресурс стал пригодным в пищу, его нужно опреснить, то есть довести состав примесей до содержания минимум один грамм на литр. Установки опреснения морской воды работают на самых разных принципах. Это и мембранная ультрафильтрация и электродиализ. Кстати, работает на опреснение и вымораживание. Есть возможность опреснить воду и с помощью бактериологического воздействия. Здесь поработают водоросли и такой процесс, как фотосинтез.

Для опреснения сегодня предлагают и более современные методы в виде облучения ультразвуком. Мембранные приборы кстати помогают получить не просто обессоленную воду, а еще и умягченную. Ведь морская вода также отличается высоким порогом жесткости. При всем многообразии методов получить питьевую пресную воду из морской, идеального прибора, устраняющего все соли сегодня пока не придумали. Потому зачастую установка опреснения наличных ресурсов – это не один прибор, это тщательно продуманный комплекс систем обратного осмоса. И состав таких приборов зависит от состава входящей морской или океанической воды. Чем больше тех или иных минералов, тем мощнее придется подбирать установки обессоливания.

Есть сегодня еще метод холодного опреснения, который поможет значительно сэкономить на потреблении электроэнергии, и месте, где будет смонтирован прибор.

Сравнительный анализ опреснительных установок

Холодное опреснение на самом деле ни что иное, как озонирование. Именно оно стало основой данной установки опреснения воды. Для такого фильтрующего прибора используют источники питания с малой мощностью, а также установки сепарации и барботирования. Все это соединяется в один комплекс. Он позволяет получать пресную воду с производительностью до семи кубов воды в сутки. Весит такая установка где-то сто пятьдесят килограмм, затраты электроэнергии – примерно киловатт на один куб опресненной воды. При малых габаритах, весьма неплохая производительность и затратная часть. Такие установки точно пригодятся на базах отдыха, где кроме морской воды, нет больше никакой другой.

Если сравнить с традиционными опреснителями, то у тех расход электроэнергии на один кубометр составляют от пятнадцати до тридцати киловатт, что естественно метод холодного опреснения делает более выгодным. К сожалению, пока в массовое производство эти установки не поступили. Разработчики ждут своего мецената, чтобы начать хотя бы серийное производство.

На сегодня самым простым методом опреснить воду остается химическое воздействие. Все, что нужно, это впрыснуть в воду нужный реагент, дождаться выпадения осадка и отфильтровать его. Но тут получается так, что расход реагентов для реакций будет непомерно большим. И все потому, что в самой воде очень много солей, и для каждой нужен свой реагент. Примерно пять процентов всей опресняемой воды будут составлять реагенты. Соли серебра и бария помогают образовать нерастворимые осадки, но из-за высокого порога токсичности солей бария, химическое осаждения в опреснении сегодня почти не применяется.

Второй вариант установки опреснения воды основан на дистилляции. Весь процесс замешан на парообразовании. Воду в корпусе нагревают до парообразования, пар конденсируется и со стенок оборудования стекает уже очищенная опресненная вода. Процесс довольно сложный, т.к. вода делится на фракции, где есть осадок, и где его нет. Дистиляцию могут производить еще и на молекулярном уровне. Такие установки могут быть многоступенчатыми. Это дает возможность получить на один кубометр пара значительно больше опресненной воды, то есть потери на выходе значительно меньше. Хуже всего в таком методе то, что расход электроэнергии на тепловую обработку составляет 40 процентов стоимости полученной пресной воды.

Катионный обмен работает, как умягчитель и обезжелзиватель в установках опреснения. Работает прибор подобного типа без катализаторов, довольно быстро. На скорость оказывает влияние размер катионов, концентрация загрязненной соленой воды, ее температура. Со временем обменная способность катионитов снижается, приходится их восстанавливать или менять. Восстановление требует затрат на соли высокой степени очистки и оно же задерживает процесс очистки воды. А замена катионной смолы стоит как треть самого прибора, что тоже не очень дешево.

Мембранные же приборы чрезвычайно чувствительны к посторонним включениям, что заставляет производителей включать в их структуру дополнительные этапы обработки воды. Это существенно удорожает прибор, но качество опреснения в них одно из лучших.