Рынок технологий опреснения морской воды. Опреснитель воды

сравнение методов и выбор опреснительной установки

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.

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.

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.

vodopodgotovka-vodi.ru

Рынок технологий опреснения морской воды. Cleandex

За последние 40 лет количество пресной воды на каждого человека в мире уменьшилось на 60%. Недостаток пресной воды к настоящему моменту испытывают более 80 стран мира, расположенных преимущественно в аридных, а также засушенных областях и составляющих около 60% всей поверхности земной суши. 

Проблема

Треть населения мира живет в странах с напряженной ситуацией с водой. Согласно прогнозам экспертов, к 2025 году этот показатель увеличится до двух третей.

Рисунок 1. Глобальная ситуация с водой на планете

Кризис будет спровоцирован ростом населения планеты. По оценкам ООН, к 2030 году оно увеличится с 6 до 8.5 млрд человек. Сейчас на обеспечение пищей одного человека, имеющего традиционный для индустриальной развитых стран рацион, ежегодно расходуется 2.5–3 тыс. литров воды. Если же численность населения увеличится на 2.5 млрд, то на их пропитание потребуется изыскать дополнительные 2 тыс. куб. км воды.

В подобных условиях острого дефицита пресной воды особую актуальность приобретают альтернативные технологии пополнения водных ресурсов, в том числе и за счет опреснения морской воды.

Запасы воды

Общий объем воды на Земле составляет примерно 1400 млн куб. км, из которых только 2.5% (около 35 млн куб. км) – пресная вода. Морская вода составляет около 98% всех водных ресурсов планеты.

Таблица 1.  Крупнейшие запасы воды в мире (источник: www.unep.org)

Одним из наиболее перспективных путей обеспечения пресной водой является опреснение соленых вод Мирового океана. Целесообразность данного пути подтверждается тем фактом, что 60% населения планеты живет в приморской полосе шириной 65 миль. Кроме того большие площади засушливых и малообводненных территорий примыкают к океанским берегам или находятся поблизости от них.

Таким образом, океанские и морские воды могут стать ценным источником водных ресурсов для промышленного использования. Их огромные запасы практически неисчерпаемы. Однако на современном уровне технологического развития применение технологий опреснения не везде экономически оправдано.

Применяемые технологии

Промышленное опреснение морской воды осуществляется одним из следующих методов: дистилляция, обратный осмос, электродиализ, вымораживание и ионный обмен.

Рассмотрим более подробно особенности каждой из технологий.

1. MSF (Multi-Stage Flash Distillation) – многоступенчатое мгновенное выпаривание (дистилляция).

В этом типе установок исходная вода, перед тем как быть пропущенной через специальное сопло внутрь большой камеры, подается насосом внутрь нагревателя при таком давлении, при котором еще не происходит кипение, т. е. вода находится в перегретом состоянии. Уменьшение давления влечет за собой моментальное превращение части воды в пар. Затем опресняемая вода пропускается через другое сопло в соседнюю «камеру моментального испарения», где продолжается процесс моментального парообразования и так далее до нижней части установки.

2. MD (Membrane Distillation) – мембранная дистилляция.

Предполагает нагрев воды с одной стороны гидрофобной мембраны. Такая мембрана пропускает только пар, который охлаждается с другой ее стороны, образуя пресную воду, но не пропускает воду.

3. MED (Multi-Effect Distillation) – метод многоколонной дистилляции.

Морская вода нагревается в первой колонне, а образовавшийся пар идет на нагрев в последующих колоннах.

4. MVC (Mechanical Vapour Compression) – механическое сжатие пара.

Заключается в сжатии пара, получаемого при обычной стадии дистилляции прежде, чем он сконденсируется. Эффект сжатия пара предполагает нагрев его до температуры выше температуры кипения подаваемой на опреснение воды (из которой он был получен). Затем сжатый пар может быть возвращен в ту же дистилляционную камеру, из которой он был выделен и использован для замещения первичного пара. Цикл повторяется непрерывно.

Использование сжатого пара позволяет уменьшить энергоемкость процесса, но препятствует обработке больших объемов воды.

5. FP (Freezing Process) – метод вымораживания.

Морская вода охлаждается до кристаллизации влаги. Полученные кристаллы выделяются и растворяются для получения пресной воды.

6. RO (Reverse Osmosis) – обратный осмос.

Предусматривает использование полупроницаемой мембраны, пропускающей под давлением воду и задерживающую молекулы примесей.

7. ED (Electrodialysis) – электродиализ.

Требуются две мембраны: одна пропускает только катион, вторая – только анион. Между ними включается напряжение постоянного тока, что позволяет убирать, к примеру, натриевый и хлорный анион из морской воды.

По оценкам экспертов, каждая из обозначенных технологий имеет существенные недостатки, к числу которых относятся:

• значительные отложения на поверхностях теплообмена, мембран и т. п.
• большие удельные энергетические затраты
• наличие большого количества сменных материалов, комплектующих, дополнительного расхода химических реагентов
• экологическая опасность в процессе эксплуатации установок
• необходимость в высокой квалификации обслуживающего персонала.

В связи с этим актуальным остается вопрос разработки более эффективных и экологически безопасных методов опреснения морской воды.

Рынок

По состоянию на конец 2009 года в мире представлено 14 451 опреснительных заводов совокупной мощностью 59,9 млн куб. м в день. По сравнению с 2008 годом прирост мощности составил 12,3%. Кроме того, 244 опреснительных установок (дополнительно 9,1 млн куб. м в день) находятся в стадии строительства.

Всего технологии опреснения морской воды применяются в 150 странах мира. Средний объем производства пресной воды составляет около 38 млн тонн в год.

Рынок технологий опреснения соленой воды стремительно развивается. Около 62,4% общего объема промышленного производства пресной воды составляют воды Мирового океана.

Рисунок 2. Структура применения технологий получения пресной воды в зависимости от типа используемых водных ресурсов (источник: IDA)

Структура потребления пресной воды, полученной промышленным способом, распределяется следующим образом:

• муниципалитеты – 66,2%;
• промышленные объекты – 23,5%;
• энергообъекты – 5,5%;
• сельское хозяйство – 1,7%;
• другие – 3,1%.

Наиболее востребована на рынке технология обратного осмоса.

Рисунок 3. Структура производства пресной воды по типу используемых технологий (источник: IDA)

Самые мощные опреснительные установки расположены в странах Ближнего Востока. В качестве примера крупнейшей системы опреснения можно привести Shoabia 3 (западное побережье Саудовской Аравии), выпускающей 880 000 куб. м пресной воды в день. Также в регионе на стадии строительства находятся 7 установок мощностью более 400 000 куб.м в день для каждой.

Вместе с тем тенденцией последних лет стало расширение географических рамок рынка опреснения морской воды. Ближний Восток по-прежнему является крупнейшим потребителем пресной воды из Мирового океана. Однако масштабные программы государственной поддержки отрасли стимулировали спрос на технологии в таких регионах, как Австралия, Алжир и Испания.

Таблица 2. Топ-10 стран по объему установленных мощностей по опреснению морской воды в 2009 году (источник: IDA) 

По оценкам экспертов, в ближайшие 10 лет рынок технологий опреснения морской воды вырастет на 60%: с текущих 10 млрд долларов до 16 млрд долларов в 2020 году. Основными драйверами роста станут Алжир, Испания и Австралия. Кроме того, рост спроса ожидается на развивающихся рынках Китая, Индии и США.

Ситуация в России

Рынок технологий опреснения морской воды в России неразвит. Отсутствует серийное производство опреснительных систем. Последняя установка производительностью 10 тыс. тонн в час была изготовлена на «Уралхиммаше» в 1988 году. Индивидуальное изготовление подобного оборудования в России ориентировано в основном на зарубежные рынки. Однако, по оценкам участников рынка, иностранные компании предъявляют крайне жесткие условия проведения тендеров, что снижает вероятность поставки из России даже при условии превосходных технико-экономических показателей систем. Продажи за рубеж возможны в настоящее время только по государственному контракту.

Источник: Cleandex

www.cleandex.ru

Опреснитель морской воды | teploobmennik.msk.ru

Опреснение воды - способ обработки воды с целью снижения концентрации растворённых солей до степени (обычно до 1 г/л), при которой вода становится пригодной для питьевых и хозяйственных целей.

Опреснение воды может быть осуществлено как с изменением агрегатного состояния воды (дистилляция, замораживание), так и без изменения её агрегатного состояния (электродиализ, гиперфильтрация, или обратный осмос, ионный обмен, экстракция воды органическими растворителями, экстракция воды в виде кристаллизационной воды кристаллогидратов, нагрев воды до определённой температуры, сорбция ионов на пористых электродах, биологический метод — с использованием способности некоторых водорослей поглощать соли на свету и отдавать их в темноте и др.).

В соответствии со способами опреснения воды существуют различные типы опреснительных установок (ОУ).

Дистилляционные ОУ (однокорпусные и многокорпусные, по способу опреснения — парокомпрессионные и солнечные) применяются при опреснении морской воды и солёных вод. Опреснение воды электродиализом и гиперфильтрацией (обратным осмосом) экономично при солесодержании 2,5—10 г/л, ионным обменом — менее 2,5 г/л. Из всего объёма получаемой в мире опреснённой воды 96% приходится на долю дистилляционных ОУ, 2,9% — электродиализных, 1% — гиперфильтрационных и 0,1% — на долю замораживающих и ионообменных ОУ. В зависимости от производительности ОУ состоит из одного или нескольких включенных параллельно опреснителей.

Дистилляционные опреснители морской воды бывают одноступенчатые, многоступенчатые с трубчатыми нагревательными элементами, или испарителями, многоступенчатые с мгновенным вскипанием и парокомпрессионные.

Многоступенчатый испаритель состоит из ряда последовательно работающих испарительных камер с трубчатыми нагревательными элементами. Нагреваемая солёная вода движется внутри трубок нагревательного элемента, греющий пар конденсируется на внешней их поверхности. Нагрев и испарение воды в первой ступени осуществляются паром котла, работающего на дистилляте; греющим паром следующей ступеней служит вторичный пар предыдущей испарительной камеры.

Схема одноступенчатого дистилляционного опреснителя: 1 — корпус испарительной камеры; 2 — нагревательный элемент; 3 — конденсатор; 4 — насос; 5 — брызгоулавливатель.

В опреснителях с мгновенным вскипанием солёная вода проходит последовательно, от последнего к первому, через конденсаторы, встроенные в испарительные камеры, нагреваясь за счёт тепла конденсации, поступает в головной подогреватель, нагревается выше температуры кипения воды в первой испарительной камере, где вскипает. Затем пар конденсируется на поверхности трубок конденсатора, а конденсат стекает в поддон и насосом откачивается потребителю. Неиспарившаяся вода перетекает через гидрозатвор в следующую камеру с более низким давлением, где она снова вскипает, и т.д. Расход тепла на получение 1 кг пресной воды в одноступенчатом дистилляционном опреснителе составляет около 2400 кдж; рекуперация тепла фазового перехода в многоступенчатом опреснителе позволяет снизить расход тепла на 1 кг пресной воды до 250—300 кдж.

Схема многоступенчатого дистилляционного опреснителя с трубчатыми нагревательными элементами: 1 — испарительные камеры 1, 2, 3 и 4-й ступеней; 2 — трубчатые нагревательные элементы; 3 — концевой конденсатор; 4 — брызгоулавливатель; 5 — насос.

Схема многоступенчатого дистилляционного опреснителя с мгновенным вскипанием: I, II, III, IV и N — камеры испарения; 1 — насос; 2 — паровой эжектор; 3 — конденсатор эжектора; 4 — подогреватель; 5 — брызгоулавливатель; 6 — конденсатор; 7 — поддон для сбора конденсата.

Электродиализный опреснитель морской воды представляет собой многокамерный аппарат фильтр-прессового типа, состоящий из камер, ограниченных с одной стороны катионитовой, с другой — анионитовой мембранами. Камеры размещены между катодом и анодом, к которым подведён постоянный электрический ток. Опресняемая вода поступает в опреснительные камеры. Под действием электрического поля катионы растворённых в воде солей движутся в направлении катода, анионы — анода. Т. к. катионитовые мембраны проницаемы в электрическом поле для катионов, но непроницаемы для анионов, а анионитовые мембраны проницаемы для анионов, но непроницаемы для катионов, солёная вода в опреснительных камерах опресняется, при этом удаляемые из неё соли концентрируются в рассольных камерах, откуда они удаляются вместе с промывочной солёной водой. Расход электроэнергии на Опреснение воды электродиализом зависит от солёности опресняемой воды (2 вт·ч на 1 л при опреснении воды с солесодержанием 2,5—3 г/л и 4—5 вт· ч на 1 л при опреснении воды с содержанием солей 5—6 г/л).

Схема многокамерного электродиализного опреснителя: 1 — анод; 2 — катод; 3 — анионитовая мембрана; 4 — катионитовая мембрана; В — опресняемая вода; Р — рассол.

Гиперфильтрационные опреснители морской воды состоят из насоса высокого давления (5—10 Мн/м2, или 50—100 бар), прокачивающего солёную воду через плоские или трубчатые мембраны или полое волокно, изготовленное из ацетилцеллюлозы или полиамидных смол, способных под давлением выше осмотического пропускать молекулы воды, но не пропускать гидратированные ионы растворённых в воде солей.

В пустынных южных районах и на безводных островах применяются солнечные опреснители морской воды; они дают в летние месяцы около 4 л воды в сутки с 1 м2 поверхности, воспринимающей солнечную радиацию. 

teploobmennik.msk.ru

Опреснитель морской воды

Промышленные методы опреснения

Существуют различные методы, как опреснить воду в промышленных масштабах. Многие из них связаны с использованием больших энергоемких установок – дистилляторов и специальных фильтров. К основным методам опреснения в промышленности относятся следующие.

Применение химических реагентов

Для опреснения используют специальные вещества, которые реагируют с солями морской воды, образуя нерастворимые химические соединения. После окончания реакции нужно всего лишь убрать полученный осадок методом фильтрации.

В промышленности этот метод используют крайне редко, а в быту – никогда. К основным недостаткам такого способа очистки относятся:

• большое количество реагентов;
• значительная длительность процесса;
• дороговизна.

Метод обратного осмоса

Этот хорошо зарекомендовавший себя способ получения питьевой воды применяется в промышленности давно. Он состоит в использовании очистительных мембран, которые изготавливают из полупроницаемого материала – полиамида или целлюлозы. Воду с высоким содержанием солей пропускают под давлением через мембраны, в результате чего молекулы h3O проходят через поры, а крупные ионы примесей задерживаются. Данный способ позволяет получить достаточно большое количество очищенной воды.

Опресняем воду самостоятельно

Многие люди проживают в засушливых районах, где дефицит пресной воды является серьезной проблемой. В некоторые населенные пункты питьевая вода не доставляется, поэтому местным жителям приходится добывать ее самостоятельно. Они накопили большой опыт,как опреснить морскую воду в домашних условиях.

Дистилляция воды

Вот как сделать опреснитель морской воды своими руками. Его действие основано на таком физическом процессе, как конденсация. Можно просто кипятить морскую воду в кастрюле, накрытой крышкой. Пар скапливается под крышкой и превращается в чистый конденсат. Однако при этом теряется большая часть пресной воды, так как она стекает назад в емкость.

Для решения проблемы можно усовершенствовать данный метод:

1. Просверлите в крышке для кастрюли отверстие.
2. Проденьте в него гибкую трубку и накройте кастрюлю крышкой.
3. Второй конец трубки поместите в другой сосуд.
4. Трубку накройте мокрым полотенцем, чтобы водяной пар остужался.
5. Поставьте кастрюлю на огонь и дождитесь, когда вся вода сконденсируется в другом сосуде.

В кастрюле останется соль и остальные примеси, а в другом сосуде – чистая вода.

Но важно учесть, что полученная вода будет дистиллированной и не полезной для организма. Поэтому перед употреблением рекомендуется немного разбавить ее соленой водой.

К преимуществам метода относится его простота и возможность использования в быту, к недостаткам – небольшое количество полученной жидкости.

Метод замораживания

Поучиться,как из морской воды сделать пресную, можно и у жителей холодных районов земного шара. Речь идет об эскимосах, которые пользуются большими запасами пресной воды из ледников. Также они специально выставляют на мороз соленую воду и ждут образования кристаллов льда. Этот лед представляет собой замершие молекулы воды. Его растапливают и используют для питья и приготовления пищи.

Вода с примесями остается в жидком состоянии, поэтому от нее легко избавиться, просто вылив.

Использование специальных установок

В продаже появились специальные опреснительные установки для очистки морской воды. Наиболее популярный из них – солнечный опреснитель. Он обеспечивает испарение молекул h3O с помощью энергии солнца.

На дно помещается соленая вода. Пар конденсируется на стенках конуса, стекает и накапливается в приемнике внизу. Герметичная структура установки создает эффект парника и не позволяет пару выходить наружу, что повышает эффективность метода. Чтобы извлечь чистую воду, нужно, когда все выпарится, открутить пробку и слить жидкость в емкость.

Опреснитель морской воды: Видео

vseowode.ru

Опреснение воды: действительно "работающие" технологии

Эта проблема, остаточно масштабна, ведь запасы воды, пригодной для питья, решения разных производственных задач, невелики. Основной объем ее содержится в морях и океанах, там, где присутствует множество ненужных примесей. Население планеты увеличивается быстро. Растут и соответствующие потребности. Именно поэтому опреснение воды становится с каждым следующим годом все актуальнее.

Положительный опыт мировых лидеров!

К этой группе следует причислить французские предприятия. Их достижения и некоторые общие результаты помогут лучше понять нынешнее положение дел в данной отрасли. Это позволит точнее определиться с полезностью применяемых ныне и "работающих" технологий, уточнить направление их развития в ближайшем будущем.

Несколько лет назад профильные компании из этой страны ввели в действие самый крупный в мире специализированный завод. Он построен в Австралии, так как на этом небольшом континенте наблюдается дефицит воды, обусловленный особыми климатическими условиями. Новое предприятие способно в день производить качественное опреснение воды в объеме до 500 тыс. м куб. Этого количества хватит для полноценного обеспечения крупного современного мегаполиса с численностью населения более 1 млн. чел. Несколько крупных проектов реализовано в Саудовской Аравии. Так, например дин из них, стоимостью около 50 млн. USD позволил организовать снабжение крупного муниципального образования (прим. 100 тыс. чел.). Ранее вода поставлялась сюда ежедневно с помощь автомобильного транспорта.

Юг Испании. Израиль. ОАЭ. В этих и других странах только одна группа французских компаний построила десятки специализированных заводов. Всего в настоящее время опреснение воды в промышленных масштабах осуществляется на более чем 20-ти тысячах таких предприятиях. Гигантские проекты реализуются в Китае. Там мощности опреснительного оборудования еще больше, они измеряются миллионами м. куб. в день. Общий объем инвестиций в данную отрасль превысил 15 млрд. USD в год.

Эти цифры подтверждают тот факт, что опреснение воды действительно является важнейшей областью человеческой деятельности в настоящее время. Большинство технологий основано на выпаривании с последующей конденсацией, иных термических воздействиях. Но в последние годы довольно популярным стало использование мембранных методик.

Опреснение воды в домашних условиях

От масштабных проектов мирового уровня перейдем к бытовым проблемам. Изучим, как с использованием подручных средств, или сравнительно недорогого стандартного оборудования можно произвести опреснение воды.

Первая техология применяется издревле. С его помощью создаются спиртные напитки, из раствора удаляются вредные и неприятные примеси. В нем используется то принцип, что при испарении составляющие обладают разной степенью летучести. Если использовать пары соленой воды и произвести ее осаждение на холодном змеевике, то нужный результат будет получен.

Вторая технология опреснения воды сложнее. В нем применяется электродиализ. Работает он следующим образом:

• В раствор погружаются электроды, которые подключаются к электрической сети через выпрямитель, чтобы на них были образованы постоянные заряды;
• Так как частички солей обладают определенной ионизацией, они начинают движение от одного электрода к другому;
• Если установить между ними частично проницаемую мембрану, например, из плотной ткани, то в одной части резервуара будет накапливаться чистая, а в другой – загрязненная примесями вода.

Эти работающие технологии доступны, но не многие современные потребители согласятся воспроизводить их на практике. Существуют готовые наборы оборудования, которые стоят недорого. Их применение позволит произвести идеальное опреснение воды без лишних хлопот. Одним из таких вариантов является система обратного осмоса. Она не пропустит через встроенную мембрану соли и другие примеси. После накопления перед такой преградой, примеси будут направлены в дренаж. Она далее обрабатывается угольным картриджем, который устраняет мельчайшие привкусы и посторонние запахи.

Что делать, если необходимо не опреснение воды, но уменьшение жесткости

Покупать дистиллятор для опреснения воды дома вряд ли целесообразно экономически. Обратный осмос  - не слишком производителен. Его не хватит для полноценной обработки всей технической воды.

Но надо отметить, что в отечественных условиях чаще всего ставиться задача не опреснения воды, поступающей из моря, но предотвращение появления накипи. При этом повышенная жесткость может присутствовать как в общественном водопроводе, так и в частном источнике, колодце, артезианской скважине.

В этом случае, при жесткости более 12 мг-экв. на литр солоноватость ощущается. Ее устраняют установкой обратного осмоса, фильтром проточного типа, или кувшином с соответствующими типами картриджей. Для технических нужд вода обрабатывается в оборудовании с засыпками из ионообменных смол. Если желаете сэкономить на площади, не испытывать затруднений при установке, снизить эксплуатационные расходы, то можно приобрести электромагнитный преобразователь. Это устройство вовсе не изменяет состав воды, но лишает растворенные в ней соли способности образовывать накипь при последующем нагреве.      

Как произвести опреснение воды с минимальными затратами

Приведенные выше примеры термодинамических, электродиализных установок в соответствующих вариантах исполнения используются в промышленности. Чтобы рационально расходовать имеющиеся ресурсы, снизить стоимость обработки используется остаточное тепло атомных электростанций. Конечно, в домашних условиях таких особо выгодных условий не существует, но можно существенно сэкономить. Изучим, как произвести опреснение воды, применив совершено бесплатный источник энергии.

В этой технологии используется солнечное тепло. Холодная морская вода с помощью насоса поступает под давлением в змеевик и далее на коллектор. Этот элемент представляет собой решетчатую конструкцию из витой черной трубы, которая нагревается солнечным излучением. Далее вода поступает в испаритель. Часть ее осаждается на охлажденном змеевике. Остатки, вместе с примесями, направляются обратно в море.

Для успешного воспроизведения данного метода обессоливания воды помимо соответствующего набора оборудования требуется наличие походящего источника исходного сырья, хорошие погодные и климатические условия, достаточное количество ясных дней в году. В этом случае применение данной технологии окупится быстро. На подобных принципах создаются наиболее экономичные установки бытового и промышленного типа.

Самые же большие перспективы в наши дни – в биологических методах обработки. Некоторые виды бактерий способны перерабатывать соли и другие примеси таким образом, что они образуют нерастворимый отсадок. Этот процесс происходит «естественным», без применения внешних технологий и источников. Но пока он непригоден к полномасштабному практическому использованию. Слишком сложен  точный контроль. Недостаточно высока скорость.

Общие выводы по опреснению воды можно сформулировать следующим образом. Подготовка воды по удалению большого количества примесей экономически оправдана только в промышленных масштабах, при наличии «бесплатного» источника энергии. В домашних условиях при необходимости следует разделить потребителей и применить разные типы работающих технологий опреснения морской воды. Стоит добавить, что подобное решение, если сформировать комплект правильно будет взаимно дополняющим. Предварительные ступени очистки задержат вредные примеси, или изменять их свойства так, чтобы не загрязнялись быстро последующие блоки, мембраны, картриджи и наполнители.

filtryvodi.ru

Смотрите также

• 
  Обогреватель воды
• 
  Расходомеры воды
• 
  Реферат вода
• 
  Хлор вода
• 
  Вода калий
• 
  Источник воды
• 
  Сверхтяжелая вода
• 
  Радиолиз воды
• 
  Хранители воды
• 
  Вода источник
• 
  Машина вода