Как можно из морской воды сделать пресную — варианты с описанием

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.

к содержанию ↑

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%.

к содержанию ↑

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.

Мнение эксперта
Макаров Игорь Тарасович
Охотник и рыболов с опытом 20 лет. Любитель дикой природы
Дистилляционные установки включают в себя испарители, нагревательные элементы, конденсаторы и сборники дистиллята. Сам процесс испарения может быть, как одно-, так и многоступенчатым.
к содержанию ↑

Технологии, активно используемые в странах-лидерах по опреснению

Лидером в этой отрасли считается Израиль, где расположены крупнейшие заводы по опреснению, обеспечивающие более 15% потребности в питьевой воде, и более 50% — в технической. Один из самых крупных местных заводов производит забор воды из Средиземного моря и фильтрует ее посредством специальных мембран.

Дальше осуществляется перегонка, после чего чистая вода поступает в хранилища, а соляной раствор сбрасывается в море.

А французские заводы используют несколько другие способы опреснения воды: большинство установок работают на принципе обратного осмоса. Популярной в промышленных масштабах стоит назвать и технологию выпаривания.

Одной важнейших проблем современного мира является дефицит питьевой воды. Вопрос ее недостачи актуален практически для всех стран и континентов. Суть задачи состоит не в добыче или доставке пресной воды, а ее производстве из соленой (https://reactor.space/government/desalination/) .

к содержанию ↑

Актуальность проблемы

Если вода содержит в себе до одного грамма соли на литр, она уже пригодна для употребления в ограниченном количестве. Однако если этот показатель приближается к соотношению десять грамм на один литр, такую жидкость уже нельзя пить.

Есть также ряд ограничений для питьевой воды относительно содержания в ней микроорганизмов и органических компонентов. Таким образом получение чистой жидкости представляет собой довольно сложный многоуровневый процесс.

Наиболее популярный способ получения питьевой воды — опреснение. Причем этот метод актуален не только для регионов с засушливым климатом, но и для Европы и Америки. Получение пресной воды из соленой — это лучший способ решения проблемы.

Разнообразные залежи жидкости с большим содержанием соли можно найти практически в любом регионе планеты. В них отсутствуют условия для размножения микроорганизмов.

Рассолы залегают на относительно большой глубине, что исключает возникновение внешнего загрязнения опасными химическими элементами. Получать пресную воду также можно из морской.

Это интересно:  Техногенные аварии Правила поведения при радиационной аварии

В этой статье мы рассмотрим наиболее популярные способы решения этой задачи.

к содержанию ↑

Дистилляция солнцем

В южных странах для осуществления процесса дистилляции используют солнечную энергию. Это позволяет существенно снизить издержки на опреснение соленой воды.

Для выполнения процесса дистилляции можно использовать солнечные батареи или непосредственно тепловую энергию Солнца. Наиболее простой в техническом плане является технология на основе испарителей.

Последние представляют собой специальные призмы, сделанные из стекла или пластика, в которые наливают соленую жидкость.

Мнение эксперта
Макаров Игорь Тарасович
Охотник и рыболов с опытом 20 лет. Любитель дикой природы
В результате солнечная энергия повышает температуру воды. Жидкость начинает испаряться и выпадает в виде конденсата на стенках.

Появляющиеся из пара капли стекают в специальные приемники. Как вы видите, технология очень простая.

Из ее минусов стоит выделить низкий показатель КПД. Он не превышает пятидесяти процентов.

Поэтому эту технологию используют лишь в бедных регионах. С ее помощью можно обеспечить пресной водой в лучшем случае небольшой поселок.

Многие инженеры продолжают вести работу по модернизации рассмотренной технологии. Их главная цель состоит в увеличении отдачи подобных систем. К примеру, применение капиллярных пленок позволяет существенно улучшить результативность солнечных дистилляторов.

Отметим, что системы работающие за счет альтернативных источников энергии не являются основным инструментом в деле получения пресной воды. Хотя, их применение не требует существенных затрат на выполнения процесса дистилляции.

Чтобы удалить из жидкости соли можно применять и другие технические решения. Довольно популярным способом очистки воды является электродиализ.

Для реализации метода применяют пару мембран. Одна из них необходима для пропуска катионов, а вторая используется исключительно для анионов.

Частицы распределяются по мембранам под воздействием постоянного тока. Подобное решение часто реализуют совместно с солнечными и ветровыми генераторами.
к содержанию ↑

Что такое опреснение воды

Солесодержание – это суммарное содержание в воде природного источника минеральных неорганических солей, которое характеризует степень минерализации воды. Морская вода содержит в основном растворенные ионы соединений Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, MgCl2, NaCl в следующем соотношении: HCO 3- + SO4 2- ˂ Ca 2+ + Mg 2+ , Cl – ˃ Na+.

Концентрация солей колеблется в зависимости от расположения моря. Средний показатель солености Мирового океана – 35 г/л.

Опреснение воды – это комплекс мероприятий, позволяющих уменьшить концентрацию солей в воде до показателей, соответствующих нормативам питьевого водоснабжения и промышленного водопотребления. Для питьевых целей показатель минерализации воды не должен превышать 1000 мг/л.

Технологический цикл может включать разные способы опреснения воды, в основе которых лежат химические методы осаждения, ионный обмен, фильтрация на мембранных установках обратного осмоса, воздействие температурой и постоянным электрическим током. Часть из них основана на изменении агрегатного состояния воды – замораживание или переход в газообразное состояние с последующим возвращением в форму жидкости.

к содержанию ↑

Очередная попытка Зеленского понравиться народу

РОСТИСЛАВ ИЩЕНКО: «Это была очередная попытка понравиться народу. Зеленскому кто-то сказал, что с народом надо общаться. Кстати, правильно сказали, потому что ему надо каким-то образом поддерживать свой рейтинг. Это единственное, что у него есть. Очевидно, сказали ему и о том, что общаться надо креативно».

«Двигатели прогресса» медицины – производители, а не врачи

ВАСИЛИЙ ГЕНЕРАЛОВ: «Драйвером развития медицинских технологий является две вещи: это производители тяжелого медицинского оборудования и производители фармацевтических продуктов. Они и диктуют исследования, они имеют финансовый ресурс, для того чтобы эти свои программы предлагать потом врачам.

И, конечно, вот эта интервенция идеологическая – она тормозит развитие настоящей медицины».

к содержанию ↑

Какую воду нужно опреснять?

Планета Земля имеет огромные запасы воды, но основная ее часть входит в состав мирового океана и является соленой морской водой. Качество морской воды не позволяет использовать ее в чистом виде для промышленных сельскохозяйственных и тем более для пищевых целей.

В составе морской воды в растворенном виде присутствует более 50 элементов системы Менделеева. Концентрация каждого элемента в отдельности крайне ничтожна, но все вместе они определяют показатель, из-за которого морскую воду называют соленой.

Вода, пригодная для пищевых целей должна содержать солей не более 0,002 г/мл. Для достижения такой концентрации разработано большое количество способов, главная цель которых очистить морскую воду от солей и очистить ее.

Главная задача разработчиков состоит в том, чтобы найти способ, который имел бы низкое потребление энергии и максимально полную очистку, после которой вода могла бы использоваться населением.

Опреснение воды с помощью испарения (дистилляции)

к содержанию ↑

Альтернативные возможности

  • Антарктида дает надежду.Пока ученые ломают голову над новыми промышленными способами опреснения морской воды, другая часть светлых голов повернулась в сторону Антарктиды. Существует проекты, основывающиеся на идее транспортировки ледяных глыб с пресной водой прямо в Средиземное море. Расчеты показывают, что транспортировка льдины, размер которой равен футбольному полю, может быть осуществлен не менее чем за год, так как более высокая скорость сопровождающего каравана не возможна технически. Существуют и другие проекты, которые предусматривают измельчение реликтового айсберга и доставку его в измельченном виде в трюмах.
  • Регенерация воды.Для районов, которые расположены в большой отдаленности от морского побережья и где нет других источников пресной воды, найти альтернативные варианты довольно трудно. Здесь люди полагаются только на восстановление воды. Сбор сточных и поверхностных вод, возврат их в оборот может стать идеальным вариантом при получении воды. Этот способ используется при ирригации земель. Сбор дождевой воды, целенаправленный захват и последующее хранение в подземных хранилищах, позволяет решить проблему пусть даже в незначительной ее части.
Это интересно:  Опасные и съедобные ягоды — 20 видов с фото и описанием
к содержанию ↑

Судовые опреснители

Для решения проблемы опреснения морской воды в мировом масштабе требуется согласие и взаимопонимание ученых, бизнесменов и политиков из разных стран. Более мелкие проблемы, такие как судовые опреснительные установки, решаются сегодня на уровне промышленных предприятий, занимающихся машиностроением.

Судовые очистители-опреснители с мембранными фильтрами, это самое идеальное решения для оснащения морского судна в целях получения пресной воды в период длительного пребывания в плавании. Потребность в таких установках растет с каждым днем, и не только из-за того, что выросло количество судов, яхт и подводных лодок.

Такие установки используются и в прибрежных зонах, в местности, где имеется повышенная солоноватость воды в устье реки или в озере.

к содержанию ↑

Бытовые опреснители – дистилляторы

Бытовые опреснители используются для очистки и опреснения воды в бытовых условиях, в лабораториях, автосалонах, лечебных учреждениях и в косметических салонах. Бытовые дистилляторы работают по принципу круговорота воды в природе: нагревание, преобразование в пар, испарение и охлаждение. Этот метод позволяет получить мягкую и чистую воду.

Для опреснения есть несколько методов и типов заводских приборов (ВОУ) – компактных для дома и яхт, портативных (спасательных, аварийных).

Для бытовых и походных условий – способы с подручными средствами, самодельными устройствами. В производстве применяют заводы опреснения.

к содержанию ↑

Можно ли это сделать?

Мнение эксперта
Макаров Игорь Тарасович
Охотник и рыболов с опытом 20 лет. Любитель дикой природы
Опреснение возможно, так как это вариант фильтрации, дистилляции, удаления растворенных солей, отличающихся по структуре от H₂O. Применяя законы физики и химии, соли можно отделить от воды.

Есть разные степени пресности:

  • для питья – содержание соли до 1 г/л,
  • в море этот показатель 25 г/л.
к содержанию ↑

Что такое опреснитель морской воды?

В мобильных установках опреснения чаще из-за простоты применяется обратный осмос. Реже этот метод может совмещаться с дистилляцией и электродиализом. Опреснение вымораживанием, химреагентами осуществляют только на промышленном оборудовании, заводах.

Принцип обратного осмоса при опреснении ВОУ:

  1. Насос осуществляет закачку через фильтр грубой очистки.
  2. Создается среда со стабильным давлением, H₂O продавливается через мембраны, задерживающие молекулы соли.
  3. Затем фильтры тонкой обработки.
  4. Оставшийся концентрат выводится.

Как работает установка опреснения испарением (дистилляцией):

  1. Вода поступает в сегмент с нагревателями, где доводится до кипения.
  2. Пар собирается в спецсекциях, около которых трубы с холодной водой, возникает интенсивная конденсация, образуются капли, стекающие на поддоны.
  3. Делается прогон через несколько отделений с повышенным разрежением.

Подробная информация об опреснителе здесь.

к содержанию ↑

Как сделать своими руками?

Пример самодельного опреснителя основывается на кипячении и испарении (дистилляция). В итоге, создается прибор для постоянного применения, с жестким и долговечным корпусом, компактный.
  1. Материалы:
    • Медная трубка ∅ 5 – 6 мм (длина 1 – 2 м) и латунный угловой штуцер с зажимными гайками под ее сечение.
    • Бутылка из нержавейки.
    • Спирт, флюс, припой для меди.
    • Наждачная бумага.
  2. Инструменты:
    • Молоток.
    • Кусачки, плоскогубцы, надфиль.
    • Гаечные ключи.
    • Дрель.
    • Горелка на газе.
    • Паяльник 60 – 100 Вт с толстым жалом (подойдет ЭПСН).
Этап Описание
Из крышки бутылки удаляют прокладку. Сверлят отверстия: В центре, по ∅ трубки. Ближе к краю ∅ 2 мм, для сброса давления. Лучше взять меньшее сверло и затем вручную подогнать отверстие круговыми оборотами конусообразного надфиля.
Зачищают Наждачкой, для лучшей адгезии припоя.
Вставляют отрезки трубки, запаивают Выступ 12 – 15 мм с каждой стороны.
Пайка: важно нанести много флюса, затем кладут отрезок припоя, нагревают горелкой. Меньшее отверстие просто запаивается. Остатки флюса убирают ветошью и спиртом.
Крышку навинчивают Предварительно надевают силиконовую прокладку.
Присоединяют латунный штуцер Фиксируют зажимной гайкой.
Змеевик Трубку наматывают на бутылку, 8 – 9 витков, снимают, получается спираль.
Это интересно:  Изготовление манка на утку своими руками

Опреснитель можно использовать как бутылку, вставив в латунный штуцер сплошную прокладку (сантехническую, вырезанную из резины) и завинтив прижимную гайку. Для обратной трансформации надо просто убрать уплотнитель.

Как пользоваться:

  1. Наполнить соленой водой.
  2. Присоединить змеевик к штуцеру.
  3. Подвесить над огнем (обычно на сосуде есть металлическое кольцо).
  4. Конец спирали вывести в сосуд для сбора.
  5. Змеевик для ускорения конденсации охлаждают мокрой тканью.

Еще больше информации по изготовлению опреснителя своими руками в нашей статье.

к содержанию ↑

Где и за сколько продается опреснитель?

Мобильные ВОУ для дома/яхты продают магазины строительных/промышленных материалов, оснащения для лодок. Но туристические опреснители, портативные, ручные модели найти намного сложнее, ассортимент чрезвычайно ограничен.
Модель Характеристики, цена
YOUBER YB-SWRO-1000LPD 1000 л/день;
350 000 р.;
1,9 кВт.
GreenPlanet SW-I-VS-1000L 1000 л/день;
2,2 кВт;
145 кг;
190 000 р.
Xinshengtai (XST) XSTRO-750LPH 750 л/час;
несколько ступеней;
165 000 р.;
2,2 кВт.
Сокол-О 1000 л/час;
150 000 р.
Вагнер 250М 250 л/час;
944 000 р.

Туристические, спасательные опреснители (недостаток – цена непомерно завышена, небольшой ассортимент):

Модель Параметры, цена
SL2012B 30 л/час;
140 000 р.
KATADYN SURVIVOR (самый популярный, для армии США) 50 000 р.;
1 л/час;
1,13 кг.
к содержанию ↑

Способы для производственных масштабов

Стоимость опреснения (1 – 1,5 USD за 1 м³) выше стандартной водоподготовки.

Поэтому заводы не всегда рентабельны и применяются только при крайней потребности для засушливых регионов (Израиль, страны Африки, Саудовская Аравия).

Принцип опреснения в производственных масштабах – закачка и пропускание воды поэтапно через несколько блоков, сегментов, фильтров.

Первые этапы заводов опреснителей – грубая и тонкая фильтрация, затем непосредственно обессоливание одним или несколькими методами:

  • Химический. Соединения серебра, бария связывают ионы, соли выпадают в осадок. Требуется много реагентов – 5%. Технологию прекращают применять из-за вредности.
  • Электродиализ (ионообменный). Распространен на суднах, в мобильных ВОУ и там, где низкая степень солености. Два электрода – электрохимические активные диафрагмы с изолированными корпусами с наполнителем в виде смол – помещаются в бак. Пропускают ток, инициирующий химреакцию. Пресная H₂O скапливается на промежуточных сегментах, отводится, рассол удаляется.
  • Обратный осмос – морская вода пропускается через мембрану (ацетилцеллюлозное волокно, пропитанное перхлоратом магния для проницаемости), задерживающую молекулы соли. Главное – стабильное давление. Выход пресной воды при осмосе до 70%.
  • Вымораживание. При медленном замораживании специальными кристаллизаторами создается игольчатый кристаллический лед (пресный), соли остаются отдельной коркой.
  • Дистилляция (выпаривание). Применяют испарители, конденсаторы, сборники дистиллята. Выход – до 90% за одну ступень, при многоступенчатом процессе (50 – 60 циклов прогонки из одной камеры в другую) эффективность увеличивается. Недостаток – оборудование быстро изнашивается из-за солевых отложений.

к содержанию ↑

Замораживание

Замораживание или вымораживание – крайне простой метод, но одновременно трудноосуществимый, затратный и не эффективный.

Опреснение вымораживанием в домашней обстановке слабо результативно:

  • малый объем морозилки;
  • дорогое электричество;
  • медленность двух этапов: заморозки, оттаивания.

Можно ли получить опресненную H2O в походных и экстремальных условиях?

На природе, в ситуациях выживания или во время туристических мероприятий возможны два способа: дистилляция, конденсация. Принцип – испарение при разнице температур и улавливание капелек воды.

Конденсация

Конденсация эффективна летом, когда тепло, жара.

  • Любая емкость: часть пластиковой бутыли, консервная банка.
  • Пленка, полиэтиленовый пакет, подойдут и широкие листья растений.
  1. Вырывают ямку на несколько сантиметров глубже емкости для сбора.
  2. Дно обильно поливают соленой водой.
  3. По центру ставят сосуд.
  4. Яму накрывают, края пленки плотно прижимаются грунтом.
  5. Прямо над емкостью помещают груз (землю, камень), что создает конус, наклонную плоскость.
  6. Вода испаряется, соль остается в земле, капли оседают на пленке и скатываются в сосуд.

При средних размерах углубления (диаметр полметра – метр) на жаре потребуется 3 – 4 часа, чтобы собрать пол литра.

Вариант с алюминиевой баночкой:

  1. В пластиковой бутылке обрезают дно, края заворачивают внутрь, чтобы по окружности образовался сегмент с углублением для сбора. Пластиковая крышечка завинчена.
  2. В баночке обрезают верх, заполняют соленой водой, накрывают предыдущим элементом.
  3. Ждут, на стенках появляется конденсат, стекает, аккумулируется в завернутом сегменте. За 3 – 4 часа получают 50 мл.
Автор статьи
Макаров Игорь Тарасович
Охотник и рыболов с опытом 20 лет. Любитель дикой природы

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector