Опресненная вода: способы и методы получения

Алан-э-Дейл       19.08.2022 г.

Оглавление

Солнечный опреснитель морской воды

В последнее время на прилавках магазинов появились уникальные опреснители, взаимодействующие при работе с солнечной энергией. Внутрь прибора заливается морская вода, от полученного солнечного тепла она превращается в пар, конденсируясь на стенках корпуса, и оседает в нижней части приёмника.

Конструкция установки полностью герметична, она может создать парниковый эффект и не допускает испарений извне опреснителя. Соответственно, в результате этого чистой воды сохраняется больше. По окончании этого процесса достаточно просто открутить пробку и слить очищенную воду в какой-нибудь сосуд.

Опреснение воды Каспийского моря

130 рек впадает в Каспийское море, самые крупные – Волга, Урал, Терек, Самур, Сулак, Кура, Атрек, Эмба , которые дают до 90 % годового притока воды. Объем Каспийского моря зависит от сезонного уровня приточной воды. Сезонные температурные изменения воды от 5 до 25 гр.С.

 колеблется от 11000 мг\л до 12800 мг\л, глубинная соленость возрастает суммарно до 200 мг\л.

Технология опреснения воды Каспийского моря зависит от требований по химическому составу фильтрата и объему водопотребления.

Технико – экономическое обоснование проекта опреснения и очистки воды от бора, зависит от схемы применяемых обратноосмотических элементов, реагентного дозирования.

Из истории обработки воды. Опреснение

О том, какую воду приходится пить, человечество стало задумываться ещё на заре своего существования. До наших дней дошло немного свидетельств того, как наши предки пытались увеличить запас и повысить качество питьевой воды, но о некоторых любопытных фактах мы расскажем.

Самые ранние случаи обработки воды, т.е., выражаясь современным языком, водоподготовки, происходили уже в незапамятные времена. Первые опыты относились к опреснению морской воды. Более двух тысяч лет назад морские путешественники придумали способ перегонки солёной воды: сначала подвергали её кипячению, потом собирали губкой возникавший при кипячении пар, а после высасывали из этой губки воду, которая – о чудо! – оказывалась уже пресной, пригодной для питья! Первым об опреснении воды методом нагрева и сбора пара-конденсата написал Аристотель (384–322 гг. до н.э.): «Путём испарения солёная вода превращается в пресную…»

Интересно то, что это знание, видимо, постепенно распространялось повсеместно, так как упоминание о таком способе опреснения воды есть и в «Изборнике Святославовом» (1073 г.) – третьей по древности рукописной книге на Руси, представляющей собой собрание высказываний Святых Отцов. В «Изборнике» слова о том, что мореплаватели удовлетворяют свои нужды в пресной воде путём кипячения солёной и сбора паров губками, приписываются Святому Василию. Это реальное историческое лицо, святитель, архиепископ Кесарии Каппадокийской, живший в 330 – 379 гг.

Точные годы жизни и биография Плиния Старшего нам неизвестны, за исключением того, что погиб он в 79 г. н. э. при извержении Везувия. Однако до нас дошли 37 книг его фундаментального труда, названного «Естественная история», где, в частности, описывается метод опреснения воды, которым пользовались в древности моряки: они вывешивали ночами за борт корабля шкуры овец. Шкуры впитывали влагу (испарения морской воды), а утром, отжав их, получали пресную воду.

Китайцы считают, что первые опыты дистилляции были произведены в их стране, однако этому нет фактических доказательств. Доказательства существования древнейшего устройства для перегонки воды есть у египтян: греческий философ Зосим, живший в III в. н. э., обнаружил на стенах храма Мемфиса среди древних иероглифов чертёж перегонного аппарата. А город Мемфис был царской резиденцией до 2707–2170 гг. до н. э., т. е. Зосим имел основания предполагать, что рисунки на стенах храма – очень древние.

В Средние века о получении пресной воды в перегонном кубе писал в своих трудах Леонардо да Винчи, знаменитый итальянский художник и учёный, называвший воду «возницей природы» и «соком жизни».

В конце XVI в. уже появились сложные системы перегонных кубов с множеством конденсаторных трубок. Был изобретен термоопреснитель (солнечный опреснитель, основанный на испарении воды под действием энергии Солнца).

В том же веке английская королева Елизавета назначила огромную премию (10 тысяч фунтов стерлингов) тому, кто предложит наиболее эффективный и экономичный способ опреснения воды).

Томас Джефферсон, госсекретарь США (1743–1826) подготовил большой доклад, посвящённый методам получения пресной воды из солёной, где обобщил выводы исследователей, занимавшихся данным вопросом. В докладе высказывалось предположение о том, что поиски химических добавок, которые могли бы улучшить качество получаемой пресной воды, являются бесперспективными

Доклад обращал внимание на необходимость сокращения затрат топлива на опреснение воды

Новый виток развития испарительной техники произошёл в XVIII в., когда И. И. Ползуновым и Д. Уайтом был изобретён паровой двигатель. В XIX в. были изобретены вакуумные испарители, и для испарения воды в условиях вакуума перестало требоваться доведение её до кипения.

Впервые многоцелевой вакуумный испаритель был внедрён в США, в Луизиане на предприятии, перерабатывающем сахарный тростник.

В российской промышленности первая дисталяционная установка появилась в Красноводске на берегу Каспийского моря в 1881 г. Её производительность составляла 67 куб.м в сутки.

Как опреснить морскую воду с помощью подручных средств?

Основная задача потерпевшего – отсутствие пресной воды. В действительности, эдемские острова с изобилием фруктов и чистых ручейков – быстрей исключение, чем правило. Бывает, нужно выжить на далеко не пригодных для жизни землях. И коли тема пропитания может временно не затрагиваться, то вопрос получения жидкости является безотлагательным.

Оказывается, выход есть, и не один. Всё можно провернуть: добыть воду из дождей, росы и т.д., попробовать прокопать на песке «мини-скважину», пройдя метры песка и исходя из которой, вода будет очень даже питьевой. А, возможно, вспомнив уроки, возвести простой опреснитель солёной воды.

Для опреснения будут нужны:

тара из пластика; светлая ёмкость побольше; маленькая затемнённая тара; целлофан.

Зарываем тару побольше в грунт по края, туда ставим средних размеров затемнённую ёмкость с солёной водой. В её центр ставим стакан или срезанную пластмассовую бутылку, к тому же очень пытаемся избежать попадания туда морской воды. Это всё покидаем на солнцепёке, плотно закрыв клеёнкой. Советуют придавить маленьким грузиком конкретно клеёнку над сосудом, что поможет воде туда стекать. Этого достаточно. По прошествии третей части суток вы получите объём порядка двести миллилитров.

Формула работы незамысловатая: солнечные лучи быстрее нагревают чёрный материал, вследствие этого жидкость испаряется интенсивнее. Но проникнуть паре наружу не даёт клеёнка, а стены тары побольше создадут нужен для сгущения пара теплоперепад.

В сущности, технологию можно менять. Есть советы брать не тару побольше, а копать в песках углубление и просто туда ставить чёрную тару. Вторые рекомендуют пускать в ход матовый целлофан. Стало быть, выбор имеется.

Как бы там ни было, для успешного превращения воды в пресную лишь этого механизма не хватит. Но 5-6 штуковин обеспечат количеством H2O на день, плюс освободиться для продуктивных забот. Главная сложность состоит в следующем: потерпевшим кораблекрушение обычно не имеет пожитков вовсе, из-за чего о посуде молчим. В этом случае метод упрощается.

Из-за засорения всемирных вод берег все берега содержат бутылки и пакеты. Испачканные, помятые, кое-где с дырками, они станут выручалочкой за неимением других средств. В этом случае выкапываем углубление, скидываем на дно мокрые прутья и листву, посредине ставим срезанную бутылку из пластика. Вверху – целлофан несколькими слоями. Временами воду следует добавлять.

В теории целлофан заменяется листами по шире, однако, такая перестановка много сильнее уменьшает результативность течения опреснения воды. Словом, здесь на высокий результат полагаться не стоит. В любом случае, будет куда прекрасней отсутствия всего.

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.

Процесс опреснения морской и океанской воды

Химическое опреснение – заключается в выделении солей, путем добавления в соленую воду реагентов на основе бария и серебра. Вступая в реакцию с солью, эти вещества делают ее нерастворимой, что позволяет легко извлечь соляные кристаллы. Применяется такой метод крайне редко из-за своей дороговизны и ядовитых свойств реагентов.

Электродиализ – это процесс очищения воды от соли с применением силы электрического тока. Для этого соленую жидкость помещают в специальный прибор постоянного действия, разделенный на три части специальными перегородками, одни такие мембраны задерживают ионы, а другие – катионы. Беспрерывно перемещаясь между перегородками, вода очищается, а изъятые из нее соли постепенно выводятся через специальный сток.

Ультрафильтрация, или как ее еще называют – обратный осмос – это способ, при котором соленый раствор заливают в один из отсеков специальной емкости, разделенной мембраной из антицеллюлозы. На воду воздействуют очень мощным поршнем, который при надавливании заставляет ее просачиваться через поры мембраны, оставляя в первом отсеке более крупные соляные составляющие. Такой метод довольно дорогой, поэтому малоэффективный.

Вымораживание – самый распространенный способ, основывается на том, что при заморозке соленой воды, первые образования льда происходят с пресной ее частью, а более соленая часть жидкости замерзает медленнее и при более низких температурах. После чего лед подогревают до 20 градусов, заставляя плавиться, и вода при этом будет практически избавленная от солей. Проблема вымораживания заключается в том, что для ее обеспечения, нужно специальное, очень дороге и профессиональное оборудование.

Дистилляция, или как его еще называют – термический метод,- самый экономичный вид опреснения, который заключается в простой конденсации, то есть соленую жидкость подвергают кипению, а из охлажденных испарений получают пресную воду.

Способы опреснения морской воды в походе

Существует несколько способов, позволяющих очистить воду от примесей солей и сделать ее пригодной для питья. Рассмотрим, некоторые из них.

Опреснение морской воды с помощью двух ёмкостей

Универсальный метод, которым легко произвести опреснение в походе.


Опреснение морской воды с помощью емкостей

Для выполнения потребуется вместительная ёмкость и стакан малого размера. В посуду наливается такой объём морской воды, который не будет превышать уровень стакана. Стакан размещаем посередине ёмкости. Посуда закрывается плёнкой и ставится гнет на уровень стакана. Размещается подобная конструкция в жарком месте. Примером может служить солнце, либо любой другой источник тепла. Через некоторое время в стакане будет скапливаться пресная жидкость, пригодная для употребления.

Опреснение морской воды на костре

Примечательно, что костер уже стал эпической частью похода, но с другой стороны костер используется для получения питьевой воды из солёной.


Опреснение морской воды с помощью костра

Как это сделать, расскажем на примере. Железная ёмкость наполняется морской водой и нее вставляется трубочка, которая выводится наружу. Желательно чтобы в крышке было отверстие под трубочку, но допускается плотно прижать трубочку крышкой. С другой стороны конец соломинки направляем в следующую ёмкость, на которой размещаем мокрые холодные тряпочки. С помощью них добиваемся охлаждения. Таким образом, металлическая посуда нагревается на огне, а пар по трубочке стекает в емкость. Такой метод универсален, и применяется в походах всевозможной сложности.

Опреснение морской воды используя пластиковые бутылоки

Пластиковые бутылки подойдут для создания не сложной конструкции для опреснения жидкости. Не нужно искать недоступный материал, ведь пластиковые бутылки найдутся с собой у каждого туриста. Одну бутылку соединяем с другой горлышками с помощью скотча. До этого наливаем в первую бутылку морскую воду. Затем кладём конструкцию так, чтобы пустая бутылка располагалась чуть выше бутылки с водой. Жидкость под действием тепла будет испаряться в пустой сосуд, а значит наберется достаточное количество пресного питья.

LНе только морскую воду, но и воду из любого источника перед употреблением следует очищать. Как и почему, вы узнаете из статьи: Очистка воды в походе. Зачем это нужно и как сделать

История возникновения метода опреснение морской воды в мире

О качестве воды для питья человечество задумывалось еще на заре цивилизации. Опреснение воды от соли было необходимостью для многих народов. Во времена Аристотеля моряки кипятили морскую воду, а пар собирали губкой. Затем из губки высасывали уже пресную воду, пригодную для питья. В средние века процесс получения дистиллированной воды в перегонном кубе описывал Леонардо да Винчи. В России первая установка дистилляции появилась в Красноводске на берегу Каспийского моря в конце XIX века и могла переработать 67 куб. метров воды в сутки.

Какие страны на сегодняшний день широко используют опреснение морской воды? Сегодня дефицит пресной воды приобретает планетарные масштабы. Развитые страны разрабатывают новые стратегии опреснения морской воды, чтобы минимизировать проблему засушливости почвы и недостатка пресной воды в прибрежных районах соленых водоемов. Индустриальные США и Япония давно стали потреблять в разы больше пресной воды на бытовые и промышленные нужды, чем есть у них в запасе. В восточных странах Аравийского полуострова, где проблема стоит очень остро ввиду крайней засушливости региона, налажены опреснительные комплексы на основе обратного осмоса с большой производительностью — до 1000 млн м3 в год (Саудовская Аравия и ОАЭ). В Израиле мощности опреснительных станций путем мембранного фильтрования и перегонки воды из Средиземного моря обеспечивают страну на 15% питьевой водой и 50% технической от необходимого количества.

Россия по запасам пресной воды занимает первое место в мире. Только акватория Байкала способна обеспечить всех россиян пресной водой на сегодняшний день. Проблема в том, что 80% этих запасов приходится на незаселенные области Сибири и Дальнего Востока. Добыча и транспортировка пресной воды в юго-восточную часть страны, в северные приморские регионы обернется высокими затратами. Остро строит проблема опреснения воды в Крыму, Приморском крае, Поволжье и Черноморском побережье. Внедрение на прибрежных территориях комплексов по опреснению морской воды на основе ультрафильтрации, обратного осмоса и ионного обмена позволяют получить качественную воду для хозяйственно-бытовых нужд. Главным вопросом остается удешевление технологии для повышения рентабельности водоочистных мероприятий.

С какими проблемами опреснения морской воды сталкивается человечество

Сегодня из всех способов опреснения наиболее востребована технология обратного осмоса. Но для ее использования необходимы большие затраты на производство и эксплуатацию мембран, а также существенные энергетические мощности. Кроме того, после опреснения подобным способом остается высококонцентрированный солевой раствор, который возвращают в море или океан, что повышает соленость водных ресурсов. Из-за этого процесс очистки становится ещё более сложным, а себестоимость опреснения морской воды с каждым годом только возрастает.

Кроме того, в почве находится лишь 1/3 мировых пресноводных запасов (2/3 заморожены в снежных покровах и ледниках). И они используются человеком настолько быстро, что природа не успевает восполнить утраченное.

В связи с этим дефицит пресной воды возрастает в мировом масштабе.

По прогнозам экспертов, нехватку водных ресурсов к 2030 году будут испытывать более двух миллиардов человек. Эта проблема усугубляется еще и тем, что в каждой стране используют разные объемы пресной воды.

К примеру, американец в среднем расходует в день около 400 литров, в то время как житель малоразвитой страны – всего лишь 19 литров. У половины населения планеты в доме вообще нет водопровода

Все это однажды приведет к тому, что люди обратят особенное внимание на океаны как на источники воды

Главная задача при опреснении морской воды – свести к минимуму энергетические затраты и расходы на оборудование

Это особенно важно, поскольку страна, которая больше нуждается в очищенной воде, должна при этом выдержать экономическую конкуренцию с государствами, имеющими более дешевые и многочисленные пресноводные источники

По результатам проектных разработок выходит, что только для небольшого количества потребителей транспортировать воду из естественного водоема на расстояние до 400-500 км будет дешевле, чем опреснить её. Оценивая подземные запасы различной степени солености в засушливых районах, можно сделать вывод, что опреснение является для них единственным экономически оправданным способом водообеспечения, учитывая их удаленность от пресноводных источников естественного происхождения.

Применяемые сегодня методы опреснения могут быть продуктивно использованы для того, чтобы вернуть природе использованные водные ресурсы, не ухудшив при этом состояние пресных водоемов.

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.

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.

По той причине, что приходится использовать большое количество дорогостоящих реагентов, реакции могут протекать долго, а осадок получается токсичным, этот способ применяется редко.

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.

Методы очищения

В нашем мире разработано всего несколько технологий, которые позволяют преобразовывать морскую воду в проточную. Один из них – использование химических реагентов. Такой метод подразумевает применение специальных химических составов для опреснения жидкости. При соприкосновении с солёной водой возникает реакция, в результате которой образуются нерастворимые химические соединения.

После завершения реакции остаётся всего лишь убрать получившийся осадок путём отфильтровывания. Данный способ не используется в повседневной жизни, и крайне редко им пользуются для опреснения воды в промышленности.

Этот метод имеет достаточно весомые недостатки. Во-первых, для осуществления опреснения потребуется немалое количество химических веществ, во-вторых, процесс занимает длительное время и, в-третьих, стоит недёшево.

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.

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.

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.

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.

Способы опреснения морской воды

Химический метод ионного обмена

Это относительно новый способ, который позволял открыть новые перспективы в области опреснения воды. Заключается он в прогоне воды через фильтры, содержащие в себе иониты. Иониты – это особые вещества, имеющие зернистую структуру и представляют собой органические кислоты и основания. Нерастворимы в воде и имеют свойство обменивать свои ионы на ионы, входящие в состав исходной воды. Между собой разделяются по типу обмениваемого иона на те, которые обменивают катионы, сюда относятся Са+2, Mg+2, Na+ и прочие, и те, что обменивают анионы, это вещества Cl-, SO-24 и прочие. Опресняемая вода при этом может содержать соли до трех грамм на литр.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.