Опреснение морской воды

Как опреснить воду самостоятельно? Популярные варианты опреснения воды

Одним из наиважнейших факторов, влияющих на качество питьевой воды, является содержание в ней солей. При слишком высокой минерализации вода приобретает солёно-горький привкус. Если количество соли превосходит допустимые нормы, это может сказаться крайне негативно на здоровье людей, употребляющих такую воду.

Также воду, содержащую большое количество соли, крайне нежелательно использовать в бытовых целях. Стиральные и посудомоечные машины, а также другая домашняя техника быстро выйдут из строя под воздействием солевых отложений. Но как опреснить воду и избежать подобных последствий?

Способы опреснения воды

В жилые дома вода поступает из артезианских скважин.

Такая вода по всем параметрам не допускается для употребления, но за неимением другой воды люди всё равно её пьют, готовят на ней еду, используют в хозяйственных нуждах.

Поэтому вода, поступающая в дома, должна быть обязательно опреснена. Артезианскую воду можно опреснить различными способами. Проблема заключается только в том, что все они являются дорогостоящими.

Самым простым методом считается дистилляция воды, но соли, образующиеся в процессе выпаривания пресной воды, засоряют трубы и ухудшают теплопроводность. Наиболее эффективный способ – это термохимическое смягчение воды. Способ довольно действенный, но и дорогой.

Он существенно увеличивает себестоимость пресной воды, получаемой в процессе, а кроме того, в ходе работ образуется большое количество побочных продуктов, которые необходимо утилизировать.

Всем известно, что утилизация вредных веществ очень дорогая, что также не лучшим образом сказывается на конечной цене.

Заполните большую ёмкость солёной водойПоместите меньшую ёмкость в большуюНакройте большой контейнер пластикомПоложите небольшой камень в центр пластикового покрытияПоставьте ёмкости в солнечное место на несколько часовОткройте крышку и достаньте меньшую ёмкость с пресной водойОбратный осмос – это отделение с помощью мембраны пресной воды и солей, которые в ней находятся. При этом способе артезианскую воду качают под высоким давлением. Недостатками этого метода является то, что мембрана под высоким давлением может быть разорвана, а кроме того, она часто забивается, и может пропускать какое-то количество растворённой в воде соли.

Гелиоопреснение – метод, при котором в большой ёмкости с артезианской водой происходит испарение под воздействием солнечной радиации. Этот способ используется не только для опреснения пресной воды, но и для грунтовых вод. Сложности заключаются в слишком большом количестве дорогостоящей техники. Используют этот метод, как правило, в странах с большим солнечным излучением.

Галилео. Способы 5. Сделать воду питьевой

Так почему нельзя пить морскую воду

Существует, по меньшей мере, пять причин, которые должны заставить задуматься каждого, кто решил включить в свой рацион эту жидкость. В 1 литре морской воды содержится примерно 35 г соли, что на 10 г больше суточной потребности человека в этом веществе. Нетрудно догадаться, что произойдет, если систематически превышать эту норму. Для тех, кто далек от медицины и биологии, необходима расшифровка процессов, которые происходят в организме, забитом солью. Вот основные причины, по которым делать этого не стоит:

• морская вода, как это ни парадоксально, обезвоживает организм. Казалось бы, это невозможно, если выпивать в сутки те же 2-3 литра жидкости, но только соленой. Однако нашему организму она нужна для того, чтобы расщеплять и выводить излишки самых разнообразных веществ. Когда концентрация соли в организме увеличивается, а объем жидкости, поступающей внутрь, остается примерно тем же, начинается процесс вытягивания» воды из различных органов, что неизбежно приводит к нарушению их работы;
• расстройство пищеварительной системы. Один из первых симптомов того, что морская вода начала разрушать организм, заключается в развитии диареи. Объясняется это тем, что соль за короткий промежуток времени (не более одной недели) способна полностью уничтожить микрофлору желудка и кишечника. Это значит, что погибают не только болезнетворные бактерии, но и микроорганизмы, которые участвуют в процессе переваривания пищи. В итоге процесс ее расщепления и усвоения замедляется, в кишечник поступает жидкая субстанция с признаками брожения, которая вызывает не только диарею, но может стать причиной прогрессирующей язвенной болезни;
• развитие дисфункции почек, выполняющих роль фильтров для всего организма. Соль, поступающая в кровь из жидкости, «забивает» почки, в которых образуются солевые камни. В итоге фильтры организма просто перестают работать;
• нарушения функций нервной системы, что выражается в галлюцинациях, психических расстройствах, агрессии. Употребление исключительно соленой воды на протяжении нескольких суток – самый короткий путь к сумасшествию;
• летальный исход в случае употребления морской воды более 5-7 дней.

О водоснабжении Крыма

Глава Росводресурсов Дмитрий Кириллов 7 октября 2019 года сообщал ТАСС, что потребность Крыма и Севастополя в воде планируют полностью закрыть к 2025 году после реконструкции водовода и Межгорного водохранилища.

Благодаря поддержке Минприроды России в Крыму реализован проект по использованию подземных вод для организации водоснабжения населения полуострова. В частности, в сентябре 2016 года завершилось строительство трех водозаборов, пробурено 36 скважин, общий объем подаваемой воды составил 195 тыс. кубометров в сутки, что позволило обеспечить питьевой водой около 400 тыс. жителей восточного Крыма по временной схеме, которая эксплуатируется до настоящего времени.

Строительство тракта водоподачи от перечисленных водозаборов завершится к 2022 году. Феодосия, Судак, Керчь, а также населенные пункты Ленинского района будут в полном объеме обеспечены качественной питьевой водой. В некоторых крымских селах, в которых на протяжении 15-20 лет вода подавалась по часам, уже налажено круглосуточное водоснабжение.

Президент России Владимир Путин 10 января 2020 года раскритиковал власти Крыма за отсутствие внимания к решению вопроса водоснабжения и водоотведения.

ФЦП социально-экономического развития Крыма и Севастополя принята в 2014 году и призвана модернизировать инженерную, транспортную и социальную инфраструктуру. Общий объем ее финансирования с учетом последних корректировок составляет 961,2 млрд рублей.

В новость внесены изменения (16:09 мск) — добавлены подробности.

Портативные модели

Промышленность выпускает компактные модели, которые можно использовать не только на яхтах и катерах, но даже на спасательных шлюпках.

Например, самой компактной и легкой моделью считается Katadyn Survivor 06, который используется в качестве аварийных устройств для спасательных шлюпок. Его мощности и производительности на уровне 0,89 л/час хватит только для обеспечения пресной водой одного человека.

Вес устройства составляет чуть более 1 кг. Устройство удаляет до 98,5% солей. Стоит оно около 80000 рублей.

Компактный опреснитель, который можно использовать в домашних условиях или в экспедиции – это модель Spectra Aquifer 200-PPS 12 В Power&Solar. Однако его вес (включая складные солнечные батареи) составляет порядка 60 кг.

Он основан на принципе обратного осмоса и в сутки может выдавать более 750 л воды, очищая ее от соли на 99,4%. Стоимость такого оборудования превышает 10 тысяч долларов США.

Польза и вред

Соль принимает активное участие в большинстве биохимических реакций в человеческом организме. Насыщенную солью воду полезно пить для нормализации минерального баланса и восстановления нормальной кислотности.

Соленый напиток обладает следующими полезными свойствами:

• улучшает процесс пищеварения;
• насыщает организм влагой, не разбавляя электролиты;
• способствует успокоению нервной системы, помогает бороться с усталостью;
• насыщает организм полезными микроэлементами;
• очищает дыхательную систему при простуде и гриппе, выводит мокроту;
• помогает в борьбе с аллергией;
• способствует нормализации давления;
• умывание соленой водой позволяет улучшить состояние кожи лица, сгладить морщины и избавиться от прыщей.

Однако, всё хорошо в меру, и при избыточном употреблении соленая вода способна вызвать негативные последствия, такие как: ­

• чрезмерная нагрузка на почки;
• обезвоживание, вызванное необходимостью растворить избытки калия и магния;
• оседание металлов в клетках тела, металлический привкус во рту;
• слабительный эффект, вызванный содержанием сульфата натрия.

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.

Установка опреснения морской воды.

Технология ожидает финансирования!

Установка опреснения морской воды воссоздает процессы замораживания воды на доли микросекунд. Процесс замораживания воды создает сдвиговые условия для всей структуры молекулы воды, с тем, чтобы изменить ее энергетическое состояние, растворимость,  другие параметры, в итоге растворенные в ней примеси выпадают в осадок.

Описание:

Конструктивно установка опреснения морской воды представляет из себя ротор или в вариациях диск, который вращается с большой скоростью в статоре специальной конструкции. В установку подается поток воды.

Технология не имеет аналогов в мире по способу опреснения. Используется принцип взаимодействия воды с разрежением, создаваемого в установке за счет траектории движения воды. В результате деформации молекулы воды и ее энергетического состояния из ее структуры вытесняются все примеси. Фактически получается, что со структуры воды как бы «стряхиваются» все примеси. Одновременно происходит восстановление нормальной структуры самой воды. Можно с большой долей уверенности предположить, что в такого типа установках будет разрушаться и тяжелая вода.

Одновременно за счет мощного электромагнитного воздействия на примеси они переводятся в нерастворимую фазу. В результате примеси легко отделяются от чистой воды. При этом все процессы происходят за один проход, без участия каких либо реагентов и расходов энергии на электромагнитное воздействие.

Установка опреснения морской воды работает в двух режимах: как в режиме парообразования, так и при температуре около 50 оC. Независимо от выбранного режима работы включения и примеси в воде выпадают в виде хлопьев. Режим парообразования является менее энергоемким.

Установка опреснения морской воды способна работать не только с морской и соленой водой, но и со всеми видами жидких сред, стоками промышленных предприятий и предприятий жилищно-коммунального хозяйства, рассолами и пр.

Принцип опреснения воды:

Молекула воды имеет следующее электронное строение:

Две электронные пары образуют полярные ковалентные связи между атомами водорода и кислорода, а оставшиеся две электронные пары остаются свободными и называются неподеленными.

Молекула воды имеет угловое строение, угол Н–О–Н составляет 104,5 градусов:

Наличие в молекулах H₂O неподеленных электронных пар у атомов кислорода и положительно заряженных атомов водорода приводит к совершенно особому взаимодействию между молекулами, называемому водородной связью. В отличие от всех уже знакомых нам видов химической связи эта связь – межмолекулярная.

Молекулы воды, объединяясь в кластеры, как правило от 55 молекул воды и более, способствуют включению в ее состав примесей.

Чтобы вода начала вытеснять из себя примеси, содержащиеся в ней, необходимо создать в ней процессы, которые очень близки к процессам замораживания воды. Только этот процесс замораживания на практике осуществляется за несколько часов, а в установке всё происходит за доли микросекунд.

Именно процесс замораживания воды создает сдвиговые условия для всей структуры молекулы воды, с тем, чтобы изменить ее энергетическое состояние, растворимость,  другие параметры, в итоге растворенные в ней примеси выпадают в осадок. При этом воздействие производится на угол взаимодействия атома кислорода и атомов водорода в молекуле воды, а не на ковалентную связь, что требует меньших энергетических затрат.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay

Как возможно научиться писать тексты и зарабатывать на этом удаленно? Например, можете пройти курс «Копирайтинг от А до Я», который подойдет даже начинающим авторам.

Другие записи:

карта сайта

установка опреснения морской водыпромышленная осмотическая установка опреснения

Коэффициент востребованности
411

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:

1. Дистилляционная, при которой опреснитель нагревает и испаряет морскую воду. Полученный пар «ловится» и доводится до необходимой температуры.
2. 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

ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ОСМОСА

При опреснении воды методом обратного осмоса пресную воду отделяют от растворенных в ней солей при помощи мембраны, проницаемой для воды, но непроницаемой для солей. Для этого необходимо наличие селективной мембраны, пропускающей только воду, но задерживающей растворенные в ней вещества. Если поместить такую мембрану между рассолом и пресной водой, тенденция к выравниванию концентраций по обе стороны мембраны заставит воду проникать через мембрану в рассол. Этому процессу можно воспрепятствовать, прикладывая давление со стороны рассола. При достаточно большом давлении проникновение воды через мембрану в рассол прекратится. Давление, необходимое, чтобы воспрепятствовать просачиванию воды через мембрану в раствор, называется осмотическим. Для морской воды при нормальных условиях осмотическое давление составляет приблизительно 25 атм.

Если прикладываемое к рассолу давление превысит осмотическое, то вода будет проходить через мембрану в обратном направлении, другими словами, пресная вода будет выдавливаться из рассола через мембрану. Этот процесс, называемый обратным осмосом, схематически показан на рис. 5. Морскую или солоноватую воду накачивают под высоким давлением в камеры, стенки которых изготовлены из полупроницаемых мембран. При прохождении воды через мембраны локальная концентрация солей у стенки мембраны повышается, что приводит к повышению осмотического давления и уменьшению потока пресной воды. Чтобы воспрепятствовать этому, через камеру нужно непрерывно прокачивать морскую воду. Поток пресной воды через мембрану пропорционален прикладываемому давлению. Максимальное давление, которое можно приложить к мембране, определяется ее собственными характеристиками. При слишком высоком давлении мембрана может разорваться, забиться присутствующими в воде примесями или пропускать слишком большое количество растворенных солей. Рис. 5. Схема процесса опреснения воды методом обратного осмоса. Давление, создаваемое насосом высокого давления, превышает осмотическое давление соленой воды относительно пресной. Благодаря этому пресная вода просачивается через полупроницаемую мембрану. Чтобы предотвратить накопление соли вблизи мембраны, насос должен постоянно прокачивать по трубам соленую воду. На практике трубы должны иметь очень малый диаметр, и поэтому установку приходится изготовлять из многих тысяч труб. В обычных установках по опреснению воды методом обратного осмоса трубы изготавливают из пористого вещества, выложенного с внутренней стороны тонкой пленкой из ацетата целлюлозы. Ацетат целлюлозы (из которого изготовляют целлофан и основу фотографической пленки) играет роль полупроницаемой мембраны. Установка состоит из множества таких труб, уложенных параллельно друг другу. Скорость проникновения воды через мембрану довольно невелика. Например, при опреснении соленой воды из скважины, содержащей 0,5% растворенных солей, при давлении 50 атм в течение суток удается получить приблизительно 700 л пресной воды с каждого квадратного метра мембраны. Поскольку для получения большой площади поверхности необходимо очень много тонких труб, процесс обратного осмоса пока еще не используется для получения больших количеств пресной воды. Однако этот процесс представляется многообещающим, если будут разработаны улучшенные мембраны, в особенности для опреснения соленой воды из скважин. Эта вода имеет более низкую концентрацию растворенных солей по сравнению с морской водой, что позволяет проводить ее опреснение при более низких давлениях.

О.В.Мосин

Способы опреснения

Основные способы опреснения воды:

• Дистилляция.
• Ионизация.
• Обратный осмос.
• Электродиализ.

Это методы, которые можно использовать в крупных масштабах, для нужд промышленности. Среди них большой популярность пользуется дистилляция – она бывает простой или многоступенчатой. Во время дистилляции воду доводят до кипения, образуется водяной пар – чистая дистиллированная вода. В остатке же находятся соли.

С помощью дистилляции получают более половины всей опресняемой жидкости. Отдельно выделяют метод мембранной дистилляции, заключающийся в собирании водяного пара по одну сторону от специальной мембраны, которая пропускает только молекулы газа.

Обратный осмос – это один из самых экономичных методов. Подсчеты показывают, что опреснение 15 тонн исходного сырья будет стоить не больше 1 доллара. Суть метода в продавливании жидкости через чрезвычайно мелкие фильтры. Через поры проходит только чистая жидкость, соли и примеси остаются.

Электродиализ – это процесс пропускания жидкости через специальную электродную камеру. В камере находятся пластины, которые, соответственно заряду, притягивают катионы и анионы. Преимущество метода – высокая устойчивость оборудования к воздействию внешней среды. Так, электродиализ дает возможность проводить опреснение воды при высокой температуре. Минусы – необходимость установки специального оборудования.

Другие методы немного сложнее и распространены не так широко. Ограниченное применение связано с высокой себестоимостью опресненной воды.

В некоторых южных регионах используется достаточно простой метод – солнечное опреснение воды. Он заключается в нагревании воды на солнце. Пар улавливается, так получают пресную воду. Есть и обратный метод – опреснение воды замораживанием. Насыщенная солью жидкость замерзает медленнее, чем пресная – в момент замерзания их можно разделить.

Опреснение в промышленности

В промышленных масштабах недостаток чистой опресненной воды ощущается острее и зафиксирован более чем в полусотне стран. Кризис связан в первую очередь с активным развитием промышленности, быстрым ростом населения и несовершенством экологического законодательства. Поэтому вопрос опреснения воды в промышленных масштабах стоит очень остро. Это оптимальный путь добычи пресной воды в крупных масштабах – особенно использование опреснительных установок актуально в прибрежных зонах.

Большинство крупных опреснительных станций расположено в регионах с недостатком питьевой воды. К ним относится практически весь Ближний Восток, а также некоторые страны Северной Африки. Строительство станций продолжается также в Европе и США. Современные технологические мощности позволяют удовлетворить потребность населения в чистой питьевой воде даже в странах с минимальными природными ресурсами.

Что касается обстановки в России, то опреснительные технологии только начинают развиваться. Благодаря природным запасам и особенностям климата и территории, природных запасов хватит минимум на несколько десятков лет.

Новые возможности и альтернативы

Технологии опреснения несовершенны, поэтому продолжается поиск альтернативных возможностей. Наиболее перспективной представляется идея транспортировки льда из антарктического региона. Главная проблема состоит в длительности такой транспортировки и возможных последствиях от вмешательства в структуру ледника.

Еще одна технология – регенерация. Суть состоит в том, что сточные и поверхностные воды очищают и снова пускают в бытовой или промышленный оборот. Такая жидкость пригодна, по крайней мере, для технических и сельскохозяйственных нужд.