X

Опреснение воды

 

Израильская система опреснения воды

Одной из насущных проблем, которые приходится решать человечеству – это добыча водных ресурсов. Соль здесь в том, что на земле много источников, но все они в основном соленые. Пресных источников воды не так много на планете, и не во всех странах они есть. И как результат многие люди стали задумываться над тем. что же сделать с соленой водой, чтобы ее можно было использовать для питья. Так возникло опреснение воды – как очень нужный способ решения еще одной глобальной проблемы.

 

Особенности опреснения, варианты работы с водой

 

Из названия уже становится понятно, что опреснение – это устранение из воды лишнего количества соли. Причем не соли жесткости, а обычной соли, которая делает воду соленой. С помощью опреснения морскую воду делают пресной и тогда ее можно использовать для питья и готовки. Причем опреснением воды можно доводить до нужных параметров и воду из артезианской скважины. То есть вода в природе тоже может подвергаться опреснению. Пригодной к употреблению человеком вода может считаться, если содержание соли в ней не превышает  одну тысячу миллиграмм на литр.

Опреснение могут проводить с помощью самых разных методов очищения воды. Здесь чаще всего применяют обычный реагентный ионный обмен. Зернистые иониты очень качественно пропускают через себя соленую воду. Если говорить в цифрах, то фильтрование через зернистую смолу помогает получить пресную воду при первоначальной солености примерно 2-3 грамма на литр.

Второй популярный вариант опреснения воды – электродиализ. Довольно сложная процедура. В воду вставляют анод и катод. Внутри воды есть свои заряженные частицы, которые могут притягиваться либо к положительным либо к отрицательным элементам. Когда через воду пускают электрическое поле, все катионы движутся к аноду, а анионы к катоду. Электродиализ - это только процесс. Конструкция прибора представляет собой катод анод, перегородки между ними, вот именно между этими перегородками после создания электрического поля и накапливается опресненная вода.

Следующий популярный вариант опреснить воду – воспользоваться электромагнитными фильтрами. Эту группу методов еще называют безреагентными. Здесь могут применять как сам обратный осмос, так и нанофильтрацию.

Можно привести воду к состоянию опресненной и с помощью кипячения и последующей конденсации. Понятно, что соли вещества не летучие и с поверхности воды они точно не испарятся. Ученные этим и воспользовались. При этом методе, воду кипятят, ждут, чтобы она выпарилась, а потом этот пар помещают в специальные охладительные камеры, где он превращается в воду и стекает по стенкам, уже без лишней соли в составе.

Схожий по действию с выпариванием еще один метод опреснения – вымораживание. Здесь все идет схоже с выпариванием, только при нем воду кипитят, а при вымораживании, ее доводят до замороженного состояния. Особенность состоит в том, что пресная вода замерзает раньше соли. Это помогает выбрать замерзшие кубики до того, как замерзнет вся поверхность.

Да и когда воду начнешь греть в замороженном состоянии, соли растаят быстрее, чем пресная основа. Однако не важно, какой метод опреснения воды избирается, но воду в любом случае придется обеззаразить после процедуры опреснения.

Правда, нужно сказать, что просто опресненная вода использоваться для питья не может. Особенно, если обработку она проходила с помощью мембранных методов. Как правило, после того же обратного осмоса воду придется доводить до состояния полезной. Очистка имеет очень высокую степень и из воды убирают и полезные минералы. Так, что для получения питьевой воды, нужно обязательно воду еще и обогатить минералами.

Появились в последнее время и другие, новые более продвинутые методы опреснения воды. Предыстория появления опреснительных ядерных установок такая. Еще в 60-е годы двадцатого века проводили конференции по мирному использованию ядерной энергии. Там и предложили впервые использовать комбинированные ядерные установки для опреснения воды.

Главное преимущество от применения подобных установок заключалось в том, что они помогали не только воду опреснить, но еще и необходимую городам электроэнергию. Ядерный прибор хорош тем, что позволяет использовать несколько вариантов привести воду к нужным параметрам. Это и электродиализ, и дистилляция, и вымораживание. На сегодня больше всего используют ядерные установки с дистилляцией.

Целесообразность использования таких установок с двойным назначением была доказана еще тогда в 60-е года. Во время холодной войны между США и СССР. Опресняющая установка, которая была изобретена советскими учеными, давала 120 тысяч кубов воды в сутки и генерировала при этом 150 мегаватт электроэнергии.

Стоимость такой генерации весьма приятная. На установке большого масштаба стоимость куба воды составила 7 центов, а на малых установках 14.

Только вот в опресненной воде плохо то, что вместе с солями уходят и полезные элементы. Чтобы использовать кондиционирование, нужно будет сперва провести анализ полученной воды, и потом выявить, какими именно минеральными солями ее следует обогащать.

 

Сравнение опреснительных установок

 

Сегодня выпускается довольно много опреснительных приборов. И каждому потребителю, будь то база отдыха или завод, приходится выбирать, какой именно вариант опреснителя ему более всего подойдет. Ведь установки сегодня производят и израильтяне, и французы, да и в России установок тоже хватает. Причем по качеству они не уступают иностранным аналогам.

Ниже приведены таблицы сравнения израильских и российских вариантов опреснителей.

 

Показатель

Приборы российского производства

Приборы израильского производства

Производительность – кубов в сутки

2000-2400

2000-2400

Содержание минералов – грамм на литр

30-50

15-20

Энергопотребление – киловатт час – метр кубический

3-3,8 (Суточное потребление - 6000 - 9120)

До 9  (суточное потребление 18000 - 21600)

Срок использования одного картриджа без замен

До 5 лет (при показании минерализации 50 миллиграмм на литр)

Нет данных

Цена

-  Опреснителя
-  Системы подготовки воды
-  системы доведения до состояния питьевой

 

1 200 тыс. евро
1 000 тыс.евро
550 тыс.евро

Итого около 3 млн. евро

 

4 875 000 евро за две установки производительностью до 1000 кубов в сутки

Показатели питьевой воды

70 микроэлементов
13 витаминов
скопление пептидов

Нет данных

Получается, на сегодня особых преимуществ у иностранных систем опреснения воды нет. И стоят они иногда дороже, да и показатели по ним есть далеко не все. Но главное. В случае поломки, такую мощную установку водоподготовки будет сложно починить. Специалистов из-за границы конечно вызвать можно, но они обойдутся в баснословные деньги, что установки отнюдь не удешевляет.

 

Немного об опреснении морской воды

 

Более всего в России используют опреснение морской воды. Настоящая пресная вода хоть и находится в России, но озера Байкал на всю Россию не хватит. Потому имея выход и к черному, и к азовскому, и к каспийскому морям, Россия не могла обойти вниманием такие способы.

Здесь в ходу более всего два метода из вышеперечисленных:

  • Дистилляция – но она требует слишком много электроэнергии в работе;
  • Обратный осмос или применение полупроницаемых мембран – один из самых эффективных методов обессоливания воды при малом расходе электроэнергии.

Использование опреснения именно морской воды влечет за собой определенный набор особенностей. Виной тому большое количество солей в воде. То есть тут опреснение воды будет основательным, при 45 граммах то на литр! Потому здесь и используют специальные морские мембраны и особенные материалы, которые в состоянии устранить такое высокое солесодержание.

Но есть еще и другие неприятности, к которым приводит такое опреснение. При работе с такой водой очень часто оборудование подвержено быстрому развитию коррозии. Оборудование и трубопроводы сильно страдают от этого. Чтобы избежать развития коррозии, сегодня часто используют коррозионостойкие материалы. Это стеклопластик, полимеры. Правда, последние используют только для тех участков в оборудовании, где низкое давление. Высокий показатель давления полимер не выдержит.

Еще один вариант коррозионностойкие специальные стали типа дуплекс или аустенит.

Из особенностей работы обратного осмоса с морской водой можно еще отметить высокую планку давления. 50-80 бар необходимы для поддержания высокой степени минерализации. Правда такое давление может обеспечить только постоянная подача электроэнергии. И расходы ее растут при использовании такого мощного оборудования. Но в этом случае помогают рекуперационные устройства.

Создать правильную систему опреснения морской воды можно только с помощью правильного проектирования. Здесь тоже есть несколько особенностей, которые нельзя не упомянуть.

Установка опреснения морской воды

Как и при любом обустройстве любой системы очищения воды, начинать опреснение морской воды следует с оценки состояния жидкости. Нельзя составить проектно-сметную документацию по созданию опреснительной системы, не зная, какие примеси содержаться в исходной морской воде. Потому проектирование создания системы всегда будет включать химический анализ, бактериологический, химический. Здесь же будут указывать требования к составу воды, параметры величин, режим водопотребления после опреснения.

Когда уже пишут непосредственно проект, в обязательном порядке, описывают возможность привязки системы к определенному месту, определенному имеющемуся оборудованию. Ведь система подачи морской воды и слива уже есть и все это отражается в проектной документации.

Здесь же важную роль играют правила прокладки что водоснабжения, так и правила прокладки проводов, пуско-наладочных работ.

Сегодня, слава богу, изучать вручную все законы не нужно, для этого есть специальное программное обеспечение. Потому составить проектную документацию даже для нестандартных ситуаций не составит труда. Так, что опреснение воды в любом районе, с любыми исходными данными сегодня не проблема.