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.
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.
Опреснитель Desolenator: бесплатная питьевая вода в течение 20 лет всего за $479
«Вода, вода, кругом вода», — поётся в одной из старых советских песен. Однако на сегодня по-прежнему важнейшей и требующей как можно скорейшего решения проблемой остаётся нехватка пригодной для питья чистой воды во многих регионах нашей планеты.
Выходом из сложившейся ситуации частично являются высокопроизводительные установки-опреснители, но такие системы имеют ряд недостатков: низкая мобильность, высокая стоимость изделия, а главное — энергоёмкость, что делает рациональность их применения в небольших деревеньках, расположенных вдали от районных центров, весьма сомнительной.
Альтернативой, позволяющей получать питьевую воду из любого источника, стало разрабатываемое в рамках Indiegogo-стартапа «Desolenator: transforming sunshine into water» устройство. Особенностью мобильного опреснителя небольших габаритов стало сразу несколько технических преимуществ над существующими сегодня аналогами:
- работа от солнечной энергии без необходимости подключать Desolenator в сеть;
- возможность за считанные минуты развернуть и запустить систему, а также в одиночку перемещать её благодаря продуманной конструкции с колёсами для транспортировки;
- низкая стоимость и обещанный разработчиками 20-летний срок непрерывной эксплуатации без дополнительных финансовых затрат на обслуживание и покупки расходных материалов, которых в Desolenator попросту нет;
- интуитивное управление с выводом всей необходимой информации на встроенный LCD-дисплей, а также настройка системы с помощью мобильного устройства.
Desolenator — это проект недорогой мобильной системы опреснения/очищения воды, работающей от солнечной энергии. Питание установки обеспечивается лишь фотоэлементами, тепло и электричество которых позволяет из загрязнённой и морской воды получать за сутки до 15 литров питьевой исключительно за счёт бесплатного возобновляемого источника энергии.
Особенностью Desolenator можно назвать отсутствие склонных в поломкам подвижных механизмов конструкции и требующих регулярной замены в процессе эксплуатации расходных компонентов — мембран для фильтрации.
Рассматриваемая установка, в отличие от существующих систем классического способа очистки, не задействует технологию обратного осмоса, что позволило разработчикам избавиться от ненадёжных при каждодневном применении деталей конструкции.
Циклический процесс очистки солёной воды в Desolenator выглядит следующим образом: первоначально нагрев жидкости происходит так же, как и в солнечных коллекторах — устройствах, использующих энергию солнца не для выработки электричества, а для повышения температуры материала-теплоносителя.
Доводится до кипения вода в отдельной ёмкости уже при помощи спирального электроводонагревателя. Применение двойного остекления и качественной изоляции помогает избежать ненужных теплопотерь. Образовавшийся в итоге пар попадает в темплообменный контур и повторно нагревает следующий объём жидкости, подлежащей очистке.
Затем этот же пар конденсируется, превращаясь в готовую к употреблению воду.
Единоразовое приобретение Desolenator позволит в течение следующих 20 лет довольствоваться питьевой водой без дополнительных затрат, тем самым предлагая покупателю самый дешёвый способ получения пригодной для употребления и приготовления пищи воды.
Всё, что сейчас необходимо авторам проекта, которые для финансирования своего действительно полезного начинания выбрали площадку Indiegogo, это собрать $150 тыс. Идея пока сумела привлечь инвестиций в размере $89 тыс.
, но до окончания краудфандинга остаётся ещё около 20 дней.
Стоимость устройства для успевших оформить предзаказ — $479, а начало поставок очистителя воды запланировано на октябрь 2015 года.
Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
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.
Методы опреснения морской воды
Ключевые технологии подразделяются на две основные группы. Первая — та, что не подразумевает изменения агрегатного состояния вода (она остается жидкостью на всех этапах обработки). Вторая предполагает переход жидкости в твердую или газообразную форму на определенном этапе.
Химический способ
В воду вводят реагенты, которые связывают ионы солей и способствуют их выпадению в осадок. В качестве реагентов используются соли серебра и бария, причем их нужно до 5% от общего количества опресняемой воды. Реакция проходит с выделением ядовитых веществ, поэтому этот метод практически не используется.
Электродиализ
В ванну с рассолом устанавливают 2 электрода в виде электрохимических активных диафрагм (с пластмассовым или резиновым корпусом и наполнителем из смол), после чего пропускают постоянный ток.
Проходит химическая реакция с выделением в атмосферу хлора и кислорода. Вода скапливается в промежуточных камерах и отводится, а соляной раствор остается в емкости.
Такой метод еще называют ионообменное опреснение: он применяется там, где соленость морской воды изначально невысока. Также он часто используется для мобильных установок на рыболовецких судах, траулерах.
Ультрафильтрация (обратный осмос)
В этом случае солевой раствор подают под давлением через мембрану, которая проницаема для воды, но непроницаема для соли. Такие мембраны создают из ацетилцеллюлозного волокна и пропитывают перхлоратом магния, что позволяет увеличить водопроницаемость.
Поскольку давление значительное, до 150 кгс/см2, мембраны дополняются пористыми бронзовыми плитами. Управление процессом возможно в автоматическом и полуавтоматическом режиме, при этом главное здесь — контроль стабильного давления подачи воды. Выход пресной воды из соленой — до 70%.
Вымораживание
В природных условиях лед, покрывающий океаны и моря, — пресный. Искусственно проводят медленное замораживание. что позволяет получать лед с игольчатой кристаллической структурой. Рассол при этом оседает и не попадает в толщу льда.
Полученный лед растаивают, что позволяет получить воду с соленостью не выше 500-1000 мг/л. Для замораживания используют кристаллизаторы (контактные, вакуумные, с теплообменом через стенку), где обеспечивается контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.
Термическое опреснение (дистилляция)
Такой метод часто используют на морских судах для получения пресной воды из забортной соленой. В этом случае морскую воду нагревают до кипения, а выходящий пар конденсируют. Так собирается дистиллят, представляющий собой пресную воду.
Дистилляционные установки включают в себя испарители, нагревательные элементы, конденсаторы и сборники дистиллята. Сам процесс испарения может быть, как одно-, так и многоступенчатым.
При этом из первичного пара получается до 90% пресной воды за одну ступень. В установках с многоступенчатым опреснением, когда не вскипевшая вода перетекает из одной камеры в другую, и так до 50-60 раз, выход воды увеличивается в 15-20 раз. Однако такие системы гораздо сложнее в работе из-за существенной концентрации солевого раствора на последних этапах и порчи оборудования из-за отложения солей на трубопроводах.
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.
По какому принципу работают установки для опреснения морской воды
Опреснитель морской воды – устройство, которое может удалить из воды соли, растворенные в ней. После процедуры очистки получают воду, которую можно использовать не только для хозяйственных нужд, но и для питья. Конструкцию аппарата отличает удобство и практичность в эксплуатации.
Однако опреснённая вода не является вместе с этим чистой, ведь в ней сохраняются и другие компоненты, от плотности которых и зависит область ее применения. Так, на морских судах требуются разные виды водных запасов:
- питьевая, которая используется только для готовки и питья;
- вода для личной гигиены и мытья палубы;
- вода для парогенераторов, или питательная;
- техническая вода, которая применяется в качестве охлаждающей жидкости для двигателей;
- дистиллированная вода.
Для получения всех этих видов используют разные судовые опреснители.
Среди технологий опреснения выделяют следующие:
- Дистилляционная, при которой опреснитель нагревает и испаряет морскую воду. Полученный пар «ловится» и доводится до необходимой температуры.
- Фильтрационная, при которой устройство работает по принципу обратного осмоса. Соленая вода очищается без перехода из одного состояния в другое. Работа такого аппарата основывается на доведении концентрации растворенных примесей до оптимальной. Очень высокое давление позволяет «выдавить» лишние частицы солей.
В израильском городе Хадере находится самый большой на планете опреснитель. Этот агрегат по размеру соизмерим с целым заводом. Каждый год он опресняет около тридцати трех миллиардов галлонов морской воды. Работает опреснитель по принципу обратного осмоса, вследствие чего средиземноморские воды не подвергаются тепловой обработке.
Установка полностью герметична, в ней создается эффект парника, при этом не допускается утечка испарений наружу. В итоге чистый водный остаток сохраняется в большем объеме. В конце откручивается пробка, и очищенная жидкость сливается в какую-либо емкость.
Подобные аппараты применяются в морском флоте. Они используют тепло жидкости, которая служит для охлаждения главных и вспомогательных дизелей. Очищенная вода, подогретая до 60 °С, на входе поступает через трубы батареи нагрева. При выходе температура жидкости снижается примерно до 10 °С.
Вакуумный опреснитель вырабатывает в час порядка 800 литров дистиллированной воды. Он может удовлетворить всю потребность в пресном водном запасе без излишних трат на топливную энергию, а полная автоматизация позволяет сэкономить на сервисном обслуживании. Поскольку температура испарений довольно низкая, водоопреснитель может работать от шести до двенадцати месяцев, не требуя очистки.
Известно, что население Израиля страдает от серьезной нехватки питьевых запасов. Работа описанного выше аппарата позволяет покрыть почти две трети потребности в воде целой страны.
Сегодня для опреснения морской воды используется самое разное оборудование, в том числе уникальные опреснители, работающие на солнечной энергии. В них заливается вода, которая под воздействием солнечного тепла превращается в пар, конденсируется на стенках корпуса и затем оседает в нижней части прибора.
Вас также может заинтересовать: Чем опасен хлор в воде: факты, мифы и способы защиты
Пошаговая инструкция, как получить пригодную для питья H2O в домашних условиях
Опреснение не обязательно требует громоздких установок. Очистить воду от солей можно и дома. Если появилась такая необходимость, следует применить пошаговую инструкцию, заранее выбрав приемлемый способ.
Важно: для опреснения в домашних условиях потребуется морозильная камера или плита.
Заморозка
Данный способ по принципу аналогичен производственному методу вымораживания. Лед состоит исключительно из молекул воды, соли в нем нет.
Шаги для получения пресной воды дома:
- Поместить морскую воду в емкость. Лучше взять емкость с широким верхом, например, таз.
- Поместить емкость в морозильную камеру.
- Снимать пластины льда по мере образования.
- Растопить лед.
Готово! Вода из растопленного льда будет пресной.
Дистилляция
Метод предполагает сооружение установки, состоящей из кастрюли с крышкой, трубки и емкости для сбора дистиллята.
Этапы:
- найти подходящую емкость, которую можно поставить на огонь;
- в крышке должно быть отверстие, в которое необходимо вставить трубку;
- подсоединить трубку к емкости для сбора очищенной воды;
- поместить соленую воду в емкость с крышкой;
- поставить емкость на огонь;
- по мере нагревания конденсат будет по трубке попадать в емкость для сбора.
Метод дистилляции можно использовать и без применения огня. Понадобятся две бутылки и скотч:
- Поместить в одну из бутылок небольшое количество подлежащей очищению воды.
- Соединить горлышки двух бутылок скотчем.
- Поместить конструкцию в теплое место: на подоконник на солнечной стороне или на батарею. Конструкция должна располагаться плашмя, а пустая бутылка — выше, чем наполненная.
- Собрать конденсат.
Методы и способы опреснения воды
Для очисткижидкости используют химические и биологические способы опреснения морской воды. Чаще всего применяетсяобратный осмос, дистилляцию (выпаривание), замораживание, ионный обмен, электрохимическую обработку (электродиализ).
Обратный осмос — один из основных способов опреснения
Технология опреснения морской воды обратным осмосом основана на механическом улавливании ионов солей с помощью мелкоячеистых мембран. Солевой раствор под воздействием избыточного давления прокачивается через полупроницаемую мембрану с микроскопическими порами, которые пропускают воду, но задерживают ионы соли и примесей. В результате получается чистая вода (пермеат) и высококонцентрированный солевой раствор.
В отличие от обычных обратноосмотических установок, работающих при давлении до 20 атм., в опреснителях обратного осмоса для морской воды создается давление до 25-60 атм.Мембраныпроизводят из волокнистого полиамида или ацетата целлюлозы. Для более долгого срока службы мембран применяются ингибиторы осадкообразования, проводится периодическая химическая мойка.
Дистилляция — еще один способ опреснения воды
Многостадийная (обычная) дистилляция — это термальный метод очистки морской воды, основанный на нагревании и дальнейшем выпаривании соленой воды. При такой перегонке образуется чистый пар, который после конденсации преобразуется в дистиллят, и солевой раствор.
Дистилляция — это простой и быстрый способ, широко применяемый для получения пресной воды высокого качества. Но у него есть значительные минусы. Дистилляционные установки большой производительности очень громоздкие и энергозатратные. Метод не используют, если требуется большой объем пресной воды.
Ионообмен — эффективный способ опреснения воды
Ионный обмен используется для очистки воды от хлорида натрия (NaCl), преобладающего в соленой воде. При очистке раствор пропускается через фильтры со специальной ионообменной смолой. В результате ионы натрия и хлора замещаются ионами водорода и гидроксид-ионами.
Такой метод опреснения соленой воды достаточно дорогой, проведение ионного обмена требует значительного расхода реагентов. К тому же, его можно использовать лишь при небольшой исходной концентрации солей (до 2,5 мг/л).
Электродиализ — еще один способ очистки морской воды
Морская вода пропускается через специальную камеру с заряженными мембранами, изготовленными из ионообменных смол. С одной стороны камеры располагают положительно заряженные электроды (катоды), а с другой — отрицательно заряженные (аноды). Под воздействием электрического тока катионитовые и анионитовые мембраны пропускают, соответственно, только катионы или анионы. После прохождения через камеру образуется деионизированная чистая вода и два вида концентрированного раствора.
Принцип работы такого опреснителя морской воды основан на использовании прочных, долговечных мембраны, устойчивых к химическим и термическим воздействиям. Благодаря этому, электродиализ можно проводить при повышенных температурах, что повышает качество очистки. Минус метода очистки морской воды от солей — значительный расход электроэнергии, пропорционально увеличивающийся при повышении концентрации солей в исходном составе. Максимально допустимая степень минерализации — 10 мг/л.
Опреснение морской воды с помощью вымораживания
Способ, обратный дистилляции. При замораживании морской воды лед вначале образуется из чистой воды, а примеси остаются в концентрированном жидком остатке. Для окончательной очистки солевого раствора через него дополнительно пропускают специальный газ. Такой способ подходит для опреснения небольших объемов жидкости, не требующих применения габаритного дорогостоящего оборудования.
Как опреснить морскую воду
Люди сами начали изменять окружающую среду, активно вмешиваться в природные процессы, и как результат, получили огромные проблемы. Одной из актуальных проблем является то, что многие страны страдают от нехватки пресной воды. Чистой питьевой воды становится всё меньше и меньше. И это способствует развитию производства специализированной техники, открытию новых технологий, что позволяет опреснить морскую воду. Страны Африки, Израиль, север Европы находятся вблизи морской воды, но её невозможно использовать как питьевую. Приходится морскую воду опреснять.
Для того чтобы очистить морскую воду от примесей соли, необходимо использование дорогостоящего оборудования, которое требует больших энергозатрат. И даже несмотря на это, по всему миру имеется большое количество опреснительных установок.
Опреснитель морской воды. Испытание.
Способы опреснения морской воды следующие: дистилляция, обратный осмос, вымораживание, ионный обмен, электродиализ. Дистилляция может быть мембранной, многоколонной, компрессионной. Метод вымораживания – ещё один вариант очистить морскую воду. Она охлаждается до кристаллизации, из кристаллов потом выделяется пресная вода.
В данное время наиболее распространёнными способами опреснения морской воды являются обратноосмотические фильтры для очистки, а также дистилляция. Менее востребованными методами считаются вымораживание и электродиализ.
Можно ли пить морскую воду?
Вода до опреснения и после Представляет ли опасность морская вода для человеческого организма — вопрос которым задаются многие. Ответ стоит искать в исследовании путешественников. Ален Бомбар в 1952 году решил первым провести подобный эксперимент. В результате которого в течение 65 дней переплыл Атлантический. На протяжении путешествия исследователь не ел и не пил ничего из того, что взял с собой, а питался только океанической рыбой. Морская вода использовалась как источник жидкости, что позволило установить безопасную норму потребления – 700 миллилитров в сутки в течение 7 дней. Другое количество представляет опасность для человека.
Российские путешественники обожают красоту родной природы. Россия омывается сразу 13 морями, поэтому вопрос опреснения воды в походных условиях, важен для большинства туристов. Поэтому не стоит рисковать и пить морскую воду, а каждый турист должен уметь получать пресную воду из морской.
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 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:
- В кастрюлю наливают соленую воду.
- В крышке просверливают отверстие.
- Делают змеевик – металлическая или полимерная термоустойчивая трубка, шланг.
- Вставляют спираль.
- Емкость накрывают крышкой, ставят на огонь.
- Змеевик для увеличения скорости процесса обматывают влажной тканью или помещают в промежуточный бак с холодной водой.
- 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.
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.
Вакуумный опреснитель морской воды
Этот вид опреснителей используют в морском флоте. Он утилизирует тепло жидкости, которая охлаждает главные и вспомогательные дизели. Чистая вода, нагретая до примерно шестидесяти градусов по Цельсию, на входе поступает через трубы батареи нагрева. На выходе температура воды снижается приблизительно до пятидесяти пяти градусов по Цельсию.
Вакуумный опреснитель позволяет за час получить около восьмисот литров дистиллированной воды. Данный вид опреснителя может покрыть практически все нужды пресной воды без лишних расходов на топливную энергию и сервисное обслуживание. Устройство полностью автоматизировано. Так как температура испарений достаточно низкая, водоопреснитель может работать без очистки на протяжении шести-двенадцати месяцев.
Установки для получения пригодного ресурса
Дистилляция относится к основному способу, который применяется на судах, поэтому важное место занимают опреснительное оборудование. Наиболее распространенными являются на основе процесса обратного осмоса
Применяются для обработки жидкости различных источников. Их выработка определяется уровнем соли, температуры.
Конструкция представлена такими компонентами:
- теплообменники;
- насосы;
- трубопровод;
- управляющие приборы.
Установки делятся по применяемому способу, назначению, методу выработки тепла и условиями работы. Для судов малых габаритов (катер, яхты) характерны системы с рекуперацией, которые выдают до 100 л за 60 минут.
В развитых странах, в частности в Израиле, применяют мембранные установки с последующей перегонкой чистого ресурса. Отработанный раствор соли отправляют в море. Франция использует обратный осмос, также востребовано выпаривание.
Сколько стоит опреснение воды
Миру нужно больше питьевой воды — это факт. Климат меняется
в сторону потепления, и по прогнозам дефицит воды будет только увеличиваться.
За воду начнутся войны. Что же мешает нам опреснять морскую воду?
До недавнего времени очистка морской воды стоила примерно в
5-10 раз дороже, чем добыча пресной воды из более традиционных источников.
Однако фильтры обратного осмоса прошли долгий путь, и сегодня опреснение стоит
в два раза дешевле, чем 10-15 лет назад.
На долю энергии приходится одна треть общей стоимости
опреснения воды. Получается, даже береговые опресняющие установки дорого
эксплуатировать. А еще морскую воду нужно перевозить — возникают транспортные
расходы. Можно использовать внутренние воды в качестве источников солоноватой
или соленой воды, но возникает иная проблема: куда девать побочный продукт,
концентрированный солевой раствор, который прибрежные станции могут сливать
обратно в океан.
Опреснение воды — затратный и неэффективный процесс. Чтобы
обеспечить планету питьевой водой, системам опреснения предстоит пройти долгий
путь.
Почитайте еще, откуда на нашей планете
взялась вся эта вода, которую мы пытаемся опреснять.
