Запасы пресной воды на Земле составляют 35 млн км3, однако 60% этого объема составляют ледники, айсберги и постоянный снег, еще 30% — находится глубоко под землей. На пресные озера и реки приходится всего 93 тыс. км3. И качество воды, добытой из поверхностных источников, с каждым годом становится все ниже. Отсюда дефицит пресной воды. Одним из способов его преодоления является опреснение морской и других соленых вод.
Технология опреснения
Опреснение — удаление из воды практически всех растворенных примесей. Этот термин обычно применяют при очистке морской или других вод с высоким содержанием солей. Обработанную опреснителем воду можно применять для промышленных и бытовых целей.
В процессе опреснения можно получить воду разного качества, которое зависит от сферы ее использования и предъявляемых требований. Полученная вода может иметь следующее назначение:
- для пищевых целей;
- для полива растений и личной гигиены;
- для влажной уборки;
- для использования в качестве теплоносителя;
- для охлаждения двигателей;
- для использования в качестве энергоносителя.
В зависимости от источника добычи исходной соленой воды содержание минеральных веществ в ней может составлять от 1 до 35 мг/дм3. Из-за этого ее нельзя применять ни для каких целей, и только опреснение делает такую воду пригодной для использования.
Методы опреснения
Основные способы опреснения используют следующие технологии обессоливания:
- дистилляция;
- ионообмен;
- электродиализ;
- замораживание;
- обратный осмос.
Дистилляция — метод извлечения более летучих компонентов, известный еще с первого века нашей эры. Этот же способ стали первым применять для очистки воды от растворенных солей. Для очистки необходимо лишь выпарить воду и сконденсировать пар. При необходимости возможна многоступенчатая дистилляция, т.к. с парами воды часто увлекаются и другие компоненты. Недостатками являются высокие энергозатраты и громоздкость оборудования, поэтому дистилляцию не применяют в случаях, когда необходим большой объем обессоленной воды.
Замораживание или вымораживание — процесс снижения содержания солей за счет разной температуры замерзания чистой воды и ее растворов. Сначала замерзает более чистая вода, которую можно отделить и использовать для последующих ступеней очистки. Замораживание применяют для небольших объемов воды в силу его трудоемкости.
Ионный обмен находит ограниченное применение для снижения содержания минеральных веществ в воде. Метод применим для растворов с концентрацией до 2,5 мг/дм3. Сущность ионного обмена в замещении катионов и анионов солей на ионы H+ и OH-. Для этого используют ионообменные смолы: аниониты и катиониты. Для их восстановления применяют растворы щелочей и кислот, соответственно.
Сущность очистки воды электродиализом мы разбирали в отдельной статье. Если кратко, то соленую воду пропускают через камеру, в которой чередуются заряженные положительные и отрицательные мембраны, в стенках которых находится ионообменная смола. Воздействуя на мембраны электрическим током можно добиться, чтобы они пропускали только ионы определенного заряда. Минусом такого способа является высокий расход электричества на ее питания: чем больше солей в исходном растворе, тем выше затраты электроэнергии.
Самым технологичным способом остается обратный осмос. В его основе лежит возможность полупроницаемых мембран избирательно пропускать через себя разные вещества. Процесс происходит под воздействием высокого давления, которое тем выше, чем больше солей содержится в воде. Аналогичные технологии применяют для обессоливания воды в домашних условиях и на предприятиях. Однако там оборудование может работать при давлении от 3,5 атмосфер, тогда как для опреснения морской воды требуется до 60 атмосфер. Из-за большого количества растворенных примесей мембраны опреснителей быстрее забиваются, и чтобы этого не произошло, используют ингибиторы, предотвращающие выпадение осадка, а также химическую мойку мембран.
Сфера использования технологии опреснения
Опреснение применяют там, где есть недостаток пресной воды, а ее транспортировка является нецелесообразной. В основном это касается следующих потребителей:
- крупные промышленные предприятия, использующие опресненную морскую воду для охлаждения, промывки и в качестве котловой;
- корабли, в которых с помощью опреснительных установок экипаж получает необходимый объем чистой воды;
- нефтяные платформы, где морская вода является единственным источником водоснабжения;
- сельское хозяйство, где опресненную воду используют на нужды животных и для полива растений.
Опреснительные станции актуальны в любом месте, где есть свободный доступ к морю или океану, но нет источников водоснабжения питьевой водой высокого качества, либо наблюдаются перебои с ее поставкой.
В Беларуси проблем с питьевой водой пока нет. Содержание солей в воде, добываемой из подземных источников, легко снизить с помощью бытовых систем обратного осмоса. В нашем каталоге представлено несколько десятков подобных моделей от ведущих производителей фильтров. Среди таких систем имеются прямоточные модели и фильтры с баком, для сильно хлорированной и воды, содержащей большое количество твердых примесей. Обращайтесь по телефонам или пишите в чат — специалисты помогут выбрать подходящее оборудование. Работаем по всей Беларуси, в Минске установка многих систем производится бесплатно.