Главная Хобби Разработана новая технология, преобразующая морскую воду в питьевую за считанные минуты. Как опреснить морскую воду с помощью подручных средств Как получить пресную воду из соленой

Разработана новая технология, преобразующая морскую воду в питьевую за считанные минуты. Как опреснить морскую воду с помощью подручных средств Как получить пресную воду из соленой

Еще раз к вопросу о получении годной питьевой воды в экстремальных условиях.

Что делать в походе, когда в пути не предусматривается питьевая вода? Например, будут болота, озёра, реки, лиманы, моря. Но не будет чистой и пресной воды.

Обычно в поход берут с собой специальные обеззараживающие воду таблетки, вспоминают бабушкины рецепты про обеззараживание воды травами, дезинфекцию воды перекисью или марганцовкой.

Это всё хорошо подходит для пресной и относительно прозрачной воды. Такую, в принципе, можно просто прокипятить минут двадцать и спокойно на ней готовить.

Но что делать, если в походе предусматривается встреча только с солёной водой? Например, Южный берег Крыма и Керченский полуостров, где есть на что посмотреть, имеют очень мало источников пресной воды.

Можно, естественно, покупать пресную воду. Но в таких местах она достаточно дорога. А если днёвка устроена вдали от цивилизации?

Получается, выход один - нести воду с собой. А это несколько неудобно, к 15 киллограмовому рюкзаку добавить ещё и пятилитровую баклажку с водой.

Для того чтобы избежать подобных неудобств, был проведен эксперимент по опреснению морской воды с помощью процесса дистилляции.

Что такое дистилляция

Дистилляция - это когда вода кипит, пар над ней собирается, охлаждается, превращается обратно в воду в ёмкости-приёмнике.

Почему дистилляция очищает воду от солей? Потому что соли кипят при более высокой температуре, чем вода. Поэтому первой испаряется вода. Без солей. Что и нужно сделать с морской водой.

Что будет, если в воде, которую дистиллируют, есть вещества, кипящие при меньшей температуре? Например, летучие органические вещества? Они испарятся первыми. Поэтому один из принципов дистилляции - не направлять собиратель пара сразу в принимающее устройство, а дать воде серьёзно закипеть.

Также важный принцип дистилляции - хорошее охлаждение пара. От эффективности охлаждения напрямую зависит производительность устройства. Если часть пара не охлаждается, а улетучивается, то, соответственно, получится меньше чистой воды.

Итак, как мы проводили дистилляцию морской воды на практике.

Дистилляция морской воды на практике

Место проведения : пляж севернее села Подмаячное возле г. Керчь. До ближайшего магазина с водой топать минимум полчаса по жаре. Там, конечно, красиво - обрывы, слои ископаемых и т.п. Но жарко.

Источник воды : Азовское море. Не очень солёное море, солёность порядка 10 грамм на литр. По сравнению с ним солёность Чёрного моря - 16- 20 грамм на литр.

Материалы и оборудование :

* два кирпича;
* костёр;
* туристический чайник;
* изогнутая аллюминиевая трубка;
* стеклянная бутылка;
* ямка в песке;
* кружка для морской воды;
* много дров и очень много терпения

Процедура дистилляции очень проста. Морская вода - в чайник, чайник - на огонь. Ямка в земле. В неё под наклоном зарывали стеклянную бутылку. Из песка торчало только горлышко, в которое и вставлялась передающая пар трубка.

Всё - вода кипела, проходила по трубке в бутылку, там охлаждалась. Для лучшего охлаждения бутылку поливали холодной (относительно, конечно) морской водой. По мере испарения солёную воду доливали в чайник.

Теперь ноу-хау технологии:

I . Первое, что было скорректировано, это уровень морской воды в чайнике. Морская вода должна занимать меньше половины объёма, лучше одну треть. Это нужно для повышения интенсивности парообразования. Неизвестно, почему пара в таком случае образуется больше, но оказалось, что это так.

II . Далее, нельзя поливать для охлаждения пара передающую трубку. Охлаждающая вода оказалась коварна, и стекала по трубке (кстати, длинной - порядка 80 см) снизу в бутылку с чистой водой. Соответственно, вкус у очищенной воды был не очень.

III . Потом, пластиковую бутылку для приёмного устройства лучше не брать. Поскольку её корёжит от пара. Хотя, если стеклянной под рукой нет, сойдёт и из пластика. В месте, где был расположен лагерь, в изобилии присутствовали как пластиковые, так и стеклянные бутылки.

Результаты : за 30-40 минут дистилляции описанным способом очищается порядка 350 миллилитров воды.

Выводы

Испробованный дистиллятор отлично очищает морскую воду. Соли в полученной воде не ощущаются на вкус. По всей видимости, их там просто нет:) Процесс очистки требует достаточно большого количества топлива. Тщательное охлаждение приёмной ёмкости повышает производительность дистиллятора почти вдвое. Испробованный дистиллятор с учётом всевозможных поправок и проблем за днёвку может обеспечить чистой водой 2-3 человек на 2-3 дня. Для того чтобы снабдить чистой водой большее количество людей на дольшее время необходим либо более совершенный дистиллятор (что утяжелит его конструкцию и сделает сложной транспортировку), либо сделать испробованный дистиллятор личным снаряжением (за днёвку каждый участник очищает себе нужное количество воды).

Таким образом, проведённые исследования показали прекрасные результаты очистки морской воды походным способом. Самое главное, что вес чайника и трубки для пара не превышал 500 грамм.

Вопросы, рассмотренные в материале:

Почему назрела необходимость в опреснении морской воды
Какие существуют способы опреснения морской воды
Как опреснить морскую воду в домашних условиях
Какие проблемы присущи процессу опреснения морской воды

Очищение и опреснение морской воды – это промышленный процесс, в результате которого из неё удаляются соли и получается продукт, пригодный для использования в быту и употребления. Наша статья расскажет о методах и технологиях опреснения морской воды.

Земная поверхность на 60 % состоит из территорий, где источников пресной воды или нет совсем, или есть, но очень небольшое количество. Поскольку во многих засушливых областях мало пресноводных водоемов, возникают проблемы с поливом почвы. Их можно было бы решить благодаря возможности использовать для этих целей опресненную морскую воду. На Земле присутствуют значительные запасы такой воды, но из-за высокого содержания солей ее невозможно применять в хозяйственных целях.

Чтобы выращивать сельскохозяйственные культуры, необходимо поливать их водой с очень низким содержанием солей. Если растения получат с влагой более 0,25 % солей, они просто не будут расти. Также на них отрицательно скажется присутствие в воде щелочей. Многие государства, в том числе и Россия, ищут пути опреснения соленых водных источников, что помогло бы справиться с проблемами засухи в областях, расположенных недалеко от моря.

В странах с хорошо развитой промышленностью все острее ощущается нехватка пресных водных запасов. В частности, это касается США и Японии, где требуемые для промышленности, сельского хозяйства и бытовых нужд объемы воды давно превысили имеющиеся.

Количество пресной воды не соответствует потребностям и в развитых странах с низким уровнем осадков, таких как Израиль и Кувейт.

Первое место в мире по наземным пресноводным ресурсам занимает Россия. Достаточно одного только Байкала, чтобы удовлетворить сегодняшнюю потребность российского населения и промышленности в пресной воде. Это озеро настолько глубокое, что если направить в его котловину потоки всех рек земного шара, то заполняться она будет почти 300 дней.

Однако большая часть водных ресурсов России сосредоточена в практически не заселенных и не освоенных районах Сибири, Севера и Дальнего Востока. На высокоразвитые центральные и южные регионы с высоким уровнем промышленности, сельского хозяйства и плотности населения приходится только 20 % пресноводных запасов.

Определенные страны Средней Азии (Туркмения, Казахстан), а также Кавказ, Донбасс и юго-восточная часть РФ обладают огромными минерально-сырьевыми ресурсами, а пресноводных источников не имеют.

В России есть большое количество подземных источников, уровень минерализации которых составляет от 1 до 35г/л. Они не могут применяться для нужд населения, так как содержат большое количество солей, но после опреснения их вполне можно будет использовать.

В процессе опреснения морской воды важным параметром является её соленость, под которой понимается масса сухих солей в граммах на 1 кг вещества. Количество солей в единице объема жидкости может существенно колебаться в зависимости от моря. Например, Черное, Каспийское и Азовское моря характеризуются как слабосоленые. Средний показатель солености Мирового океана составляет 35г/кг.

Кроме поваренной соли (NaCl), морская вода содержит и ряд других химических элементов, в основном в виде ионов, которые можно получать из нее в промышленных масштабах: K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Br-, F-, H3BO3. Всего в морских недрах обнаружено около 50 химических элементов в разной концентрации, среди которых литий (Li), рубидий (Rb), фосфор (P), йод (J), железо (Fe), цинк (Zn) и молибден (Mo).

Морские водные запасы содержат в своем составе более 50 химических элементов. Концентрация каждого из них крайне мала, но их общая масса определяет соленость жидкости. Для пищи может быть пригодна только вода, в которой содержится не более 0,001г/мл солей. Для того чтобы достичь подобной концентрации, применяются различные технологии опреснения морской воды. Специалисты пытаются разработать такие системы опреснения, которые бы потребляли мало энергии, но при этом максимально очищали воду для использования населением.

Сегодня применяются следующие методы опреснения морской воды: дистилляция, обратный осмос, ионизация и электродиализ.

В южных регионах активно используют солнечные опреснители, в которых происходит нагрев и испарение морской воды. Существует и противоположный способ, при котором солёную воду замораживают, а затем отделяют от нее пресную, поскольку она замерзает быстрее.

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.

На сегодняшний день в промышленности широко применяются два метода опреснения: мембранный (механический) и термальный (дистилляционный). В первом случае используется технология обратного осмоса. Морская вода пропускается через полунепроницаемые мембраны под давлением, существенно превышающим разницу давления пресной и морской воды (для последней это 25-50 атм.).

Микроскопические поры фильтров свободно пропускают только небольшие водные молекулы, задерживая более крупные ионы соли и других примесей. Материалом для таких мембран служит полиамид или ацетат целлюлозы, выпускают их в виде полых волокон или рулонов.

Метод глубокого обратноосмического опреснения воды обладает рядом плюсов по сравнению с другими способами. Во-первых, аппараты просты и компактны, а во-вторых, не требуют больших затрат энергии. К тому же, управление системой обратного осмоса происходит в полуавтоматическом и автоматическом режиме.

Но все же данный способ имеет и свои минусы. Качество очистки здесь зависит от того, насколько эффективной была предварительная обработка. Помимо этого, полученная питьевая вода всё равно содержит достаточно большое количество соли (500 мг/м3 общей концентрации солей). Также этот способ требует повышенных эксплуатационных расходов, поскольку необходима регулярная закупка сопутствующих химикатов и смена мембранных фильтров.

Wonthaggi Desalination Plant – самый большой в мире завод по опреснению воды с помощью мембранных фильтров, расположенный в Мельбурне. Он способен перерабатывать в день 440 тысяч кубометров воды. В израильском городе Ашкелоне располагается завод, где воду очищают от солей методом обратного осмоса. Он обрабатывает в день 330 тысяч кубометров воды.

Суть термального способа (дистилляции) в том, что на станции опреснения морской воды жидкость кипятят, а полученный в итоге пар аккумулируют и конденсируют. Так образуется дистиллят – пресная вода. Выпаривать воду можно и не доводя до кипения. В этом случае её нагревают при более высоком давлении, чем в камере испарения. Для образования пара используют теплоту самой воды. При этом она охлаждается до температуры насыщения оставшегося рассола. Минусы этого способа – затратность, высокая энергоемкость, наличие внешнего источника пара. Однако именно он дает самый большой объем пресной воды за единицу времени. К примеру, завод Shoaiba 3 (Саудовская Аравия) производит дистилляционным методом до 880 тысяч кубометров пресной воды в день.

Эти два метода можно сравнить по нескольким ключевым параметрам:

Параметры	Обратный осмос	Термальный метод
Физико-химический принцип	Мембранная диффузия	Термальное испарение и конденсация
Потребление энергии (с учетом потребления вспомогательных устройств)	Электроэнергия: 3,5-4,5 кВ-ч/м3	Электроэнергия: 2,5-5 кВ-ч/м3, термальная 40-120 кВ-ч/м3
Наивысшая температура в процессе опреснения	Температура морской воды
Качество воды (содержание солей мг/л)
Средняя производительность одного модуля опреснения	6000-24000 м3/день	120000 м3/день
Основные устройства	Насосы, мембраны	Насосы, клапаны, вакуумные установки
Общая стоимость
Уровень автоматизации производства
Возможность изменения состава морской воды		Средне-высокая
Требования к техническому обслуживания
Потенциал масштабирования		Средне-низкий
Требования к занимаемой площади
Наиболее необходимые усовершенствования	Улучшение предварительной обработки воды, улучшение свойств мембран	Более дешевые материалы и способы теплопередачи

Трудности с пресным водоснабжением возникли в Крыму после известных событий в 2014 году. Тогда Украина перекрыла канал, по которому на полуостров поступала пресная вода, вследствие чего образовался дефицит технического и питьевого водного запаса.

Есть сведения о планируемой установке в Керчи системы для опреснения, которая будет производить около 50 тонн воды в час. Очищенные от солей водные ресурсы будут использоваться в основном для технических нужд: подпитки теплосетей и паровых котлов. Это поможет снизить нагрузку на общее водоснабжение.

Очищение воды на этой установке будет проходить в несколько этапов. Для осветления предполагается использовать комбинированную мембранную технологию, для очищения от солей – метод обратного осмоса, для полировочного умягчения – ионообменный.

Система будет работать в автоматическом режиме, понадобится лишь один оператор для контроля процесса.

Сегодня рентабельность полива культур опресненной морской водой стоит под большим вопросом: к сожалению, существующие технологии не позволяют получить одновременно и качественную, и дешевую пресную воду из соленой. Но разные страны мира постоянно ведут работу в этом направлении, потому что экологические проблемы опреснения морской воды касаются всего человечества и требуют разрешения.

Ученые возлагают большие надежды на использование для очистки водных ресурсов атомной энергии, что позволило бы сделать опреснительные технологии значительно дешевле.

Опреснение морской воды своими руками в домашних и экстремальных условиях

Если вам понадобится очистить от солей морскую воду в условиях похода, для этого лучше всего подойдет самодельный дистиллятор, по устройству похожий на всем известные перегонные аппараты.

Сущность процесса в обычном опреснителе заключается следующем: соленая жидкость нагревается до кипения, затем образовавшийся пар аккумулируется в емкости и охлаждается. После процедуры на стенках камеры оседают охлажденные капельки воды, очищенной от солевых примесей.

Соли выделяются из смеси потому, что точка кипения у соляного раствора немного выше, чем у чистой воды. Поэтому пресная составляющая испаряется быстрее и оседает в емкость для сбора.

Для опреснения морской воды в походных условиях вам понадобятся:

в первую очередь – сама вода, которая всегда в избытке на берегу моря или солёного озера;
котелок или чайник в качестве ёмкости для нагрева;
трубка из алюминия, которую следует приготовить еще до начала похода;
вырытая в песке глубокая яма: она будет выполнять функцию охлаждающего устройства;
еще одна емкость (стеклянная бутылка, банка из нержавейки и т.п.), куда будет собираться очищенная от примесей вода.

На берегу озера или моря следует выкопать яму глубиной до метра, под небольшим углом поместить в нее емкость (бутылку), в горлышко которой необходимо вставить трубку.

Заранее припасите прокладку из резины: с ее помощью вы надежно уплотните место соединения алюминиевой трубки с горлышком бутылки.

Затем конструкцию следует засыпать песком таким образом, чтобы открытой осталась лишь верхняя часть горлышка со вставленной трубкой. Конец трубки нужно будет расположить над котелком или открытым чайником с морской водой. При этом костёр разводят в небольшом удалении от бутыли с трубкой.

После того, как огонь разгорится, вода в емкости разогреется и начнет бурлить, а пар – постепенно распространяться по трубке в бутыль, зарытую в песке, где и осядет как конденсат. Постепенно на дне емкости образуется до 200-300 граммов чистой пресной жидкости.

Самым простым способом очистить воду от соли в домашних условиях считается применение системы, состоящей из ряда фильтров, соединенных в определенной последовательности. Но даже сложная многоступенчатая комбинация не может удалить из воды абсолютно все вредные примеси. Поэтому большой популярностью в народе пользуются давно известные домашние методы опреснения.

Например, воду наливают в бутыль и помещают в морозилку, где через некоторое время замерзает чистая составляющая. Та часть, которая не замерзнет, как раз и содержит все вредные примеси, поэтому ее сливают. Замороженный водный остаток, когда тот растает при комнатной температуре, можно будет употреблять для питья и других нужд.

Есть еще два способа очистки воды от соли, которые можно легко реализовать в домашних условиях. Первый – долгое кипячение, в результате которого соль оседает на стенках в виде накипи. Второй – фильтрация с помощью активированного угля. В данном случае количество используемого материала будет зависеть от концентрации соли.

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.

Если качество воды оставляет желать лучшего…

Проблему грязной воды в доме можно частично решить установкой качественного фильтра, но в таких системах периодически возникает необходимость замены комплектующих, ведь от этого напрямую зависит, насколько хорошо будет очищена жидкость для питья.

В то же время остается нерешенным вопрос: как добиться того, чтобы на нашем рабочем месте или у ребенка в школе была вода наилучшего качества? Лучшее решение – купить ее с доставкой.

Компания «Айсберг» предлагает выгодные условия для обслуживания своих клиентов:

бесплатная доставка воды на дом или в офис: покупатели оплачивают только стоимость товара;
скважины, из которых набирается наша вода, имеют документы регистрации в Государственном водном кадастре РФ;
для добычи и бутилирования воды используются передовые технологии, что помогает сохранять и преумножать ее качество и природную чистоту;
мы также реализуем современные кулеры для воды и другое оборудование, изготовленное известными европейскими брендами с учетом существующих стандартов качества. Размеры помп и стеллажей для бутылей варьируются, позволяя установить приборы даже в небольших помещениях;
доставка питьевой воды на дом или в офис осуществляется по минимальной цене, благодаря постоянным акциям от нашей компании;
вместе с водой вы можете приобрести одноразовую посуду, чай, кофе и прочую вспомогательную продукцию.

Чистая вода – это ценность, но она не должна быть на вес золота. Наша миссия – обеспечить каждый дом и рабочее место качественной питьевой водой, поэтому мы приготовили для наших клиентов самые выгодные условия.

Жизнь может преподносить немало сюрпризов. И не всегда приятных. Надеемся, вам не придётся застрять на необитаемом острове или посреди африканской пустыни без доступа к питьевой воде. Но, всё же, советуем узнать, как опреснить морскую воду с помощью подручных средств. Вдруг пригодится?

Метод, описанный ниже, пользуется большой популярностью среди поклонников лайфхаков для выживания. И не зря: процесс прост, требует не так много «инвентаря» и относительно немного времени. Если начать процесс дистилляции на рассвете, уже к полудню морская вода станет пригодной для питья.

Чтобы опреснить морскую воду и сделать её питьевой, вам понадобятся:

1. Ведро, миска или кастрюля;
2. Тёмная ёмкость (чёрный цвет эффективнее притягивает солнечное тепло и нагревается);
3. Стакан или пластиковая бутылка без горла;
4. Плёнка, полиэтиленовый пакет или крышка;
5. Солнечный свет

Шаг 1

В большую миску или ведро поместите тёмную ёмкость.

Шаг 2

В середину конструкции поставьте стакан или пластиковую бутылку со срезанным горлом.

Шаг 3

Чёрную ёмкость наполните морской водой. Следите, чтобы она не попала в стакан посередине.

Шаг 4

Накройте всю конструкцию плёнкой или плотной крышкой. Герметичность – наше всё. Если используете плёнку, по центру, прямо над стаканом для опреснённой воды, положите камень или другой грузик.

Шаг 5

Оставляйте ваш дистилляционный аппарат на солнце и ждите. За 8-10 часов под плёнкой в условиях искусственной «жары» морская вода будет испаряться, превращаться в конденсат и в виде пресных «осадков» выпадать прямо в стакан.

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/) .

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

Дистилляция воды кипячением

Данная методика применялась еще в древности. В наше время используют несколько вариантов дистилляции. Суть состоит в том, чтобы довести жидкость до кипения, и сконденсировать пар. В результате получается опресненная вода.

Для производства жидкости в значительном объеме используют две популярные технологии. Одна из них называется многоколонной дистилляцией. Суть технологии заключается в доведения жидкости до состояния кипения в первой колонне. Образовавшийся пар применяют для передачи тепла остальным колоннам. Данная методика результативная. С ее помощью можно получать пресную воду в промышленных масштабах. Однако эта технология очень энергозатратная. Поэтому в наше время ее используют довольно редко.

Дистилляция мгновенным вскипанием признана более результативной. Суть технологии заключается в испарении соленой жидкости в специальных камерах. В них показатель давления постепенно снижают. Соответственно для получения водяного пара нужен меньший показатель температуры. Именно поэтому данная технология является более эффективной.

Есть еще две методики дистилляции: мембранная и компрессионная. Они возникли вследствие модернизации первых двух технологий. Мембранная дистилляция основана на применении мембраны гидрофобного типа, выполняющей функцию охлаждающего змеевика. Она удерживает воду, пропуская при этом пар. Компрессионная дистилляция основана на использовании в первой колонне сжатого (перегретого) пара.

Все перечисленные технологии имеют один и тот же недостаток. Они слишком энергозатратные. Для нагрева жидкости от нуля до ста градусов нужно затратить четыреста двадцать килоджоулей. А чтобы изменить состояние воды из жидкого в газообразное уже потребуется две тысячи двести шестьдесят килоджоулей. Оборудование, работающее по принципу рассмотренных технологий, расходует от трех с половиной и более киловатт в час на один кубический метр получаемой опресненной жидкости.

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.

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.

Обратный осмос

Технологии опреснения воды постоянно совершенствуются. В наши дни все большую популярность получают методики, основанные на обратном осмосе. Суть заключается в применении полупроницаемой мембраны. Сквозь нее проходит соленая жидкость. В результате частицы солевых примесей остаются со стороны, где показатель давления избыточный.

Метод обратного осмоса является наиболее экономным. Особенно если его применять для опреснения воды с некритичным содержанием соли. В этом случае для получения одного кубометра воды может хватить одного киловатта-час энергии. Поэтому технология обратного осмоса считается наиболее перспективной.

Итоги

Каждый метод опреснения воды имеет свои особенности. Чтобы производить пресную воду в промышленном масштабе необходимо подбирать наиболее экономный и результативный вариант. Метод обратного осмоса на сегодняшний день является самым эффективным.

WikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 13 человек(а).

Более 97,5 % воды на Земле содержит соль, и опреснение - это процесс удаления соли из воды. Более 60 миллиардов литров опресненной воды производится ежедневно, причем большая ее часть поступает в виде питьевой воды в страны Персидского залива. Это вызов для инженеров по всему миру, чтобы найти способ опреснения, который был бы достаточно дешевым, чтобы донести опресненную воду в бедные и отдаленные районы Земли. В настоящее время существует несколько методов, используемых для опреснения воды в больших количествах, включая прямой осмос, углеродные нанотрубки и биомиметику. Однако испарение по-прежнему остается наиболее распространенным способом получения опресненной воды. Все методы опреснения производят опасные побочные продукты, такие как концентрированный рассол, который представляет экологическую опасность для свежей воды и животных. Возможно, вы хотите узнать, как опресняется вода в небольших масштабах по целому ряду причин, например, из желания научить студентов, если вы учитель, или чтобы утолить жажду, если вы вдруг потеряетесь в море. Один из методов опреснения (с помощью Солнца) - это испарение. Метод является совсем несложным и может быть выполнен различными способами, которые рассматриваются ниже.