Содержание материала
Можно ли пить морскую воду?
Вода до опреснения и после Представляет ли опасность морская вода для человеческого организма — вопрос которым задаются многие. Ответ стоит искать в исследовании путешественников. Ален Бомбар в 1952 году решил первым провести подобный эксперимент. В результате которого в течение 65 дней переплыл Атлантический. На протяжении путешествия исследователь не ел и не пил ничего из того, что взял с собой, а питался только океанической рыбой. Морская вода использовалась как источник жидкости, что позволило установить безопасную норму потребления – 700 миллилитров в сутки в течение 7 дней. Другое количество представляет опасность для человека.
Российские путешественники обожают красоту родной природы. Россия омывается сразу 13 морями, поэтому вопрос опреснения воды в походных условиях, важен для большинства туристов. Поэтому не стоит рисковать и пить морскую воду, а каждый турист должен уметь получать пресную воду из морской.
Пресная вода: как капля в море
По подсчетам ученых, на Земле примерно 1,5 зетталитров воды. При этом запасы пресной воды составляют лишь 2,5% от этого объема. Более наглядно это можно изобразить так: если вся вода на нашей планете поместится в литровую банку, то только две столовые ложки воды из этой банки будут пресными. Из этого мизерного количества большая часть превратится в грунтовые воды, примерно четверть – в лед, а около двух капель станут пресной водой в реках и озерах. И вот это малое количество пресной воды нужно разделить на 8 млрд человек
Вместе с осознанием данного факта приходит понимание того, насколько важно подойти со всей ответственностью к использованию такого драгоценного ресурса.
Во многих развитых странах уже давно воспитывается культура экономии воды. Тем не менее сегодня в среднем каждый человек расходует около 100 литров ежедневно, а в некоторых странах, как, например, США, этот показатель достигает 500 литров. Конечно, речь идет не только о двух литрах воды в день для питья и воды для личной гигиены, большая часть потребления пресной воды приходится на производство продуктов питания. Кроме того, здесь учитываются и расходы на орошение. Сейчас все чаще растения не просто беспечно поливаются водой из шланга, постепенно внедряется система капельного орошения, когда точное количество воды подается для полива каждого саженца по отдельности.
Пока человечество переосмысливает подходы к использованию водных ресурсов, ситуацию с нехваткой чистой пресной воды осложняют и факторы, не зависящие от нас. В их числе и климатические изменения, повышение общей температуры Земли, а также различные природные катаклизмы. Осознавая все риски для источников пресной воды, человечество продолжает активную работу по поиску новых и более совершенных способов производства пресной воды.
Ионный обмен
Чистая вода-истинное удовольствие! Ионообменное опреснение воды заключается в фильтровании насыщенной солями воды через анионитные и катионитные фильтры, которые периодически регенерируют кислотой и щёлочью. Некоторые вещества способны свободно обмениваться ионами с растворами солей. Это твёрдые электролиты, которые подразделяются на катиониты и аниониты. У катионитов анионы представлены в виде полимеров, нерастворимых в воде. Аниониты представляют собой твердые основания, их анионы подвижны и способны обмениваться с анионами других растворов.
Вода последовательно проходит через катионит и анионит и таким способом обессоливается. Постепенно обменная способность смол снижается и их необходимо регенерировать. Чаще всего этот метод используется в качестве водоподготовки в частных домах для создания автономной системы водоснабжения.
Ионообменный способ обладает рядом достоинств:
- Простота оборудования;
- Небольшой расход исходной воды для собственных нужд (15—20%);
- Малый расход электроэнергии;
- Небольшой объем сбросных вод.
В качестве недостатка можно назвать повышенный расход реагентов.
Прямой осмос для получения пресной воды
Еще один физический процесс широко применяющийся для получения пресной воды — процесс осмоса — движение молекул растворителя через полупроницаемую (проницаемую только для молекул растворителя) мембрану в сторону более концентрированного раствора. Учитывая, что морская вода является достаточно насыщенным солями раствором изначально, процесс осмоса — прямой осмос, используется редко, т. к. для получения опресненной воды из морской необходимо использовать концентрированный раствор специального вещества, которое должно впоследствии достаточно легко удаляться — например, при изменении температуры разлагаться (карбонат аммония) или выпадать в осадок.
Полученная вода характеризуется меньшим содержанием примесей, чем исходная, и может быть в дальнейшем очищена с использованием данного метода и другого специального вещества (с более низкой концентрацией), так и с использованием другого метода опреснения. При применении метода прямого осмоса часть энергии, необходимой для опреснения воды можно использовать в виде низкопотенциальной энергии (тепловой, солнечной) имеющей более низкую стоимость (по сравнению с электрической). Это позволяет использовать менее энергозатратные способы очистки на финишной стадии.
Применение морской воды
Исторически морская вода имела множество возможных применений. Все эти терапевтические применения основаны на одной и той же концепции обновления, очистки и регенерации внутренней флюидной среды, а также поддержания жизненного равновесия. Морская вода — лучшая поддержка и регенератор для всех клеточных механизмов.
Она широко используется в таких «популярных» лечебных направлениях как:
- — дерматология: ожоги, псориаз, атопическая экзема, угри, зуд, крапивница, хронические дерматозы, кожные высыпания, абсцессы, алопеция и герпес;
- — респираторные проблемы: хронические ЛОР-инфекции, тонзиллит, бронхит, астма, осложнения туберкулеза легких;
- — гастроэнтерология: гастроэнтерит, диспепсия, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, диарея, геморрой, гепатит, функциональный колит, спазматический колит;
- — эндокринология: дисфункция и заболевания щитовидной железы;
- — заболевания костей и суставов: рахит, остеопороз, заживление переломов, патологическая двойная совместность, сколиоз, артрит, ревматизм, подагра, спортивные травмы.
Опреснение морской воды — технология будущего
По прогнозам ученых к 2035 году более 2 миллиардов людей на планете будут испытывать нехватку чистой питьевой воды, не говоря о производственных мощностях. Основная часть пресной воды остается недоступной, замороженная в полярных льдах, а грунтовые и подземные воды все больше загрязняются отходами жизнедеятельности
Ввиду этого человечеству очень скоро придется обратить пристальное внимание на ресурсы Мирового океана как неисчерпаемый источник получения пресной воды. При выборе метода опреснения морской воды следует учитывать степень минерализации, требования к качеству пресной воды на выходе, энергетические и экологические ограничения
Методы и способы опреснения воды
Для очисткижидкости используют химические и биологические способы опреснения морской воды. Чаще всего применяетсяобратный осмос, дистилляцию (выпаривание), замораживание, ионный обмен, электрохимическую обработку (электродиализ).
Обратный осмос — один из основных способов опреснения
Технология опреснения морской воды обратным осмосом основана на механическом улавливании ионов солей с помощью мелкоячеистых мембран. Солевой раствор под воздействием избыточного давления прокачивается через полупроницаемую мембрану с микроскопическими порами, которые пропускают воду, но задерживают ионы соли и примесей. В результате получается чистая вода (пермеат) и высококонцентрированный солевой раствор.
В отличие от обычных обратноосмотических установок, работающих при давлении до 20 атм., в опреснителях обратного осмоса для морской воды создается давление до 25-60 атм.Мембраныпроизводят из волокнистого полиамида или ацетата целлюлозы. Для более долгого срока службы мембран применяются ингибиторы осадкообразования, проводится периодическая химическая мойка.
Дистилляция — еще один способ опреснения воды
Многостадийная (обычная) дистилляция — это термальный метод очистки морской воды, основанный на нагревании и дальнейшем выпаривании соленой воды. При такой перегонке образуется чистый пар, который после конденсации преобразуется в дистиллят, и солевой раствор.
Дистилляция — это простой и быстрый способ, широко применяемый для получения пресной воды высокого качества. Но у него есть значительные минусы. Дистилляционные установки большой производительности очень громоздкие и энергозатратные. Метод не используют, если требуется большой объем пресной воды.
Ионообмен — эффективный способ опреснения воды
Ионный обмен используется для очистки воды от хлорида натрия (NaCl), преобладающего в соленой воде. При очистке раствор пропускается через фильтры со специальной ионообменной смолой. В результате ионы натрия и хлора замещаются ионами водорода и гидроксид-ионами.
Такой метод опреснения соленой воды достаточно дорогой, проведение ионного обмена требует значительного расхода реагентов. К тому же, его можно использовать лишь при небольшой исходной концентрации солей (до 2,5 мг/л).
Электродиализ — еще один способ очистки морской воды
Морская вода пропускается через специальную камеру с заряженными мембранами, изготовленными из ионообменных смол. С одной стороны камеры располагают положительно заряженные электроды (катоды), а с другой — отрицательно заряженные (аноды). Под воздействием электрического тока катионитовые и анионитовые мембраны пропускают, соответственно, только катионы или анионы. После прохождения через камеру образуется деионизированная чистая вода и два вида концентрированного раствора.
Принцип работы такого опреснителя морской воды основан на использовании прочных, долговечных мембраны, устойчивых к химическим и термическим воздействиям. Благодаря этому, электродиализ можно проводить при повышенных температурах, что повышает качество очистки. Минус метода очистки морской воды от солей — значительный расход электроэнергии, пропорционально увеличивающийся при повышении концентрации солей в исходном составе. Максимально допустимая степень минерализации — 10 мг/л.
Опреснение морской воды с помощью вымораживания
Способ, обратный дистилляции. При замораживании морской воды лед вначале образуется из чистой воды, а примеси остаются в концентрированном жидком остатке. Для окончательной очистки солевого раствора через него дополнительно пропускают специальный газ. Такой способ подходит для опреснения небольших объемов жидкости, не требующих применения габаритного дорогостоящего оборудования.
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.
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 H2O проходят через поры, а крупные ионы примесей задерживаются. Данный способ позволяет получить достаточно большое количество очищенной воды.
Китай
Китай управляет Пекинской опреснительной установкой в Тяньцзине , комбинированной опреснительной и угольной электростанцией, предназначенной для облегчения критической нехватки воды в Тяньцзине. Хотя предприятие способно производить 200 000 кубометров питьевой воды в день, оно никогда не использовало более четверти мощности из-за трудностей с местными коммунальными предприятиями и неадекватной местной инфраструктуры.
Департамент водоснабжения Гонконга имел пилотные опреснительные установки в Туен Муне и Ап Лей Чау, использующие технологию обратного осмоса. Себестоимость производства была оценена от 7,8 до 8,4 гонконгских долларов за м 3 . В Гонконге раньше был опреснительный завод в Лок Он Пай .
В 2014 году правительство подтвердило зарезервированный участок площадью 10 га в Tseung Kwan O для строительства опреснительной установки обратного осмоса с начальной производительностью 50 миллионов кубометров в год. Планы включают условия для будущего расширения до максимальной мощности в 90 миллионов кубометров в год, что обеспечит около 10 процентов потребности Гонконга в пресной воде. Детальное технико-экономическое обоснование, предварительный дизайн и анализ экономической эффективности планируется завершить к 2014 году. Срок ввода в эксплуатацию — 2020 год.
Способы опреснения морской воды в походе
Существует несколько способов, позволяющих очистить воду от примесей солей и сделать ее пригодной для питья. Рассмотрим, некоторые из них.
Опреснение морской воды с помощью двух ёмкостей
Универсальный метод, которым легко произвести опреснение в походе.
Опреснение морской воды с помощью емкостей
Для выполнения потребуется вместительная ёмкость и стакан малого размера. В посуду наливается такой объём морской воды, который не будет превышать уровень стакана. Стакан размещаем посередине ёмкости. Посуда закрывается плёнкой и ставится гнет на уровень стакана. Размещается подобная конструкция в жарком месте. Примером может служить солнце, либо любой другой источник тепла. Через некоторое время в стакане будет скапливаться пресная жидкость, пригодная для употребления.
Опреснение морской воды на костре
Примечательно, что костер уже стал эпической частью похода, но с другой стороны костер используется для получения питьевой воды из солёной.
Опреснение морской воды с помощью костра
Как это сделать, расскажем на примере. Железная ёмкость наполняется морской водой и нее вставляется трубочка, которая выводится наружу. Желательно чтобы в крышке было отверстие под трубочку, но допускается плотно прижать трубочку крышкой. С другой стороны конец соломинки направляем в следующую ёмкость, на которой размещаем мокрые холодные тряпочки. С помощью них добиваемся охлаждения. Таким образом, металлическая посуда нагревается на огне, а пар по трубочке стекает в емкость. Такой метод универсален, и применяется в походах всевозможной сложности.
Опреснение морской воды используя пластиковые бутылоки
Пластиковые бутылки подойдут для создания не сложной конструкции для опреснения жидкости. Не нужно искать недоступный материал, ведь пластиковые бутылки найдутся с собой у каждого туриста. Одну бутылку соединяем с другой горлышками с помощью скотча. До этого наливаем в первую бутылку морскую воду. Затем кладём конструкцию так, чтобы пустая бутылка располагалась чуть выше бутылки с водой. Жидкость под действием тепла будет испаряться в пустой сосуд, а значит наберется достаточное количество пресного питья.
LНе только морскую воду, но и воду из любого источника перед употреблением следует очищать. Как и почему, вы узнаете из статьи: Очистка воды в походе. Зачем это нужно и как сделать
Фильтр-опреснитель для соленой воды из пластиковой бутылки и жестяной банки, изготовление и порядок опреснения соленой воды.
Простейший фильтр-опреснитель для соленой морской воды можно изготовить буквально за несколько минут из любой подходящей пластиковой бутылки и жестяной банки из под пива или других напитков.
Соленая вода морей и океанов непригодна для питья из-за высокого содержания в ней солей и минеральных веществ. Для их выведения из организма человека потребуется воды больше, чем ее выпитое количество.
Так, например, в одном литре морской или океанской воды содержится около 30-35 грамм солей, в зависимости от региона. Для выведения такого количества солей из организма человека потребуется примерно 1,2-1,6 литра пресной воды. То есть, чем больше пить соленой воды, тем больше будет нужно пресной воды.
Таким образом, соленая вода не только не утолит жажду, а наоборот, приведет к быстрому обезвоживанию организма. Кроме того, обычное обезвоживание усугубляется тем, что в соленой морской воде среди прочих солей содержится сульфат магния. А он вызывает сильное расстройство желудка. Поэтому употребляя соленую морскую воду, вы умрете еще быстрее, чем совсем без воды.
Однако, после опреснения, соленую воду из морей и океанов можно спокойно пить. Кроме того, в чрезвычайных ситуациях, соленую морскую воду можно пить, если разбавить ее пресной как минимум в соотношении 2:3.
Предлагаемый фильтр-опреснитель имеет простейшую конструкцию и для своей работы использует тепло Солнца. Он состоит из двух частей, пластиковой бутылки и жестяной банки. Как правило, их сейчас в достаточном количестве можно найти практически на любом диком побережье.
Чтобы сделать фильтр-опреснитель, надо:
Отрезать ножом или ножницами дно от пустой пластиковой бутылки цилиндрической формы. Отрезать верхнюю часть у жестяной банки из под пива или других напитков. Нижнюю часть пластиковой бутылки надо согнуть внутрь. Так, чтобы образовался желоб высотой не менее 5 см. Заполнить жестяную банку соленой морской водой. Поставить ее на твердую поверхность под прямые солнечные лучи. Надеть сверху подготовленную пластиковую бутылку. Ее крышка обязательно должна быть плотно закручена.
От жары соленая вода будет испаряться. Испарения будут конденсироваться на верхней внутренней поверхности пластиковой бутылки, а соль останется внутри жестяной банки. Капли пресной воды, которые соберутся на стенках пластиковой бутылки, стекут вниз и окажутся в желобе. Когда в желобе пластиковой бутылки соберется достаточное количество питьевой воды, надо просто открутить крышку и выпить ее.
Чем больше по объему будет пластиковая бутылка, тем лучше. Чем прозрачнее будут стенки бутылки, тем лучше. Когда фильтр-опреснитель находится в работе, крышка бутылки должна быть хорошо завинчена. Чем темнее будет поверхность жестяной банки, тем лучше. Место соприкосновения опреснителя с землей, желательно герметизировать. Например тем же песком. Фильтр-опреснитель должен постоянно находится на Солнце.
Производительность показанного фильтра-опреснителя крайне низкая. В зависимости от интенсивности солнечного излучения, за 4-6 часов работы днем, он способен дать вам всего около 50-70 грамм пресной воды. Поэтому желательно, по возможности, сделать и использовать сразу с десяток, а то и больше, таких устройств.
В условиях выживания, в аварийных и чрезвычайных ситуациях, имеет смысл пить не чистую опресненную воду, а разбавить ее с соленой морской водой. В соотношении 1,5-1, а еще лучше 2:1.
Также имеет смысл оставлять такой фильтр-опреснитель в работе и на ночь. За счет разницы дневных и ночных температур, процесс конденсации капель воды на внутренних стенках пластиковой бутылки будет продолжаться.
Процесс опреснения соленой воды из жестяной банки можно искусственно ускорить. Например аккуратно поместив всю конструкцию над жаром костра. Однако, при этом надо учитывать, что жестяная банка может сильно нагреться и деформировать пластиковую бутылку.
С какими проблемами опреснения морской воды сталкивается человечество
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.
Как происходит опреснение в домашних условиях?
Обессоливание доступно в быту.
Общий недостаток:
- медленность;
- тратится газ или электричество для нагрева, заморозки.
Дистилляция
Дистилляция основывается на испарении, это та же «перегонка» как в самогонных аппаратах. При нагревании пар превращается в капли, которые стекают в отдельную емкость, а рассол остается на дне первого сосуда.
Пошаговая инструкция:
-
В кастрюлю наливают соленую воду.
- В крышке просверливают отверстие.
- Делают змеевик – металлическая или полимерная термоустойчивая трубка, шланг.
- Вставляют спираль.
- Емкость накрывают крышкой, ставят на огонь.
- Змеевик для увеличения скорости процесса обматывают влажной тканью или помещают в промежуточный бак с холодной водой.
- Другой конец – в пустую емкость.
Произойдет значительная деминерализация (умягчение), свойство утолять жажду значительно понизится, поэтому после прогонки рекомендуют добавить щепотку соли.
Метод обратного осмоса
Обессоливание обратным осмосом или фильтрацией через мембраны из ацетата целлюлозы в быту применяется крайне редко, так как потребуется указанный материал.
Для осмоса потребуется герметичный бак и надежно отрегулированный насос. Другие примеси должны отсутствовать, необходима предварительная грубая и тонкая механическая фильтрация, иначе ячейки забьются.
Способ доступен, только если есть бытовая установка осмоса. Такие приборы часто используются для декальцинации, умягчения или для улучшения качества воды в быту.
Замораживание
Замораживание или вымораживание – крайне простой метод, но одновременно трудноосуществимый, затратный и не эффективный.
При заморозке льдом становится только H₂O, соль отделяется. После разморозки вода будет пресной, именно такую ее всегда получают из айсбергов.
Опреснение вымораживанием в домашней обстановке слабо результативно:
- малый объем морозилки;
- дорогое электричество;
- медленность двух этапов: заморозки, оттаивания.
Химический метод
Химическая очистка для быта практически не применяется. Даже если пользователь приобрел нужные реагенты серебра и бария (они просто добавляются, соли осаждаются), потребуется тщательная финишная фильтрация от них и от шлама.
Солнечный опреснитель морской воды
В последнее время на прилавках магазинов появились уникальные опреснители, взаимодействующие при работе с солнечной энергией. Внутрь прибора заливается морская вода, от полученного солнечного тепла она превращается в пар, конденсируясь на стенках корпуса, и оседает в нижней части приёмника.
Конструкция установки полностью герметична, она может создать парниковый эффект и не допускает испарений извне опреснителя. Соответственно, в результате этого чистой воды сохраняется больше. По окончании этого процесса достаточно просто открутить пробку и слить очищенную воду в какой-нибудь сосуд.
Как опреснить морскую воду с помощью подручных средств
Главная проблема любого потерпевшего кораблекрушение — нехватка питьевой воды. Серьёзно, райские острова, с обильными фруктами и чистыми источниками — скорее исключение из правил. Чаще всего приходится выживать на куда менее приспособленных для жизни территориях. И если вопрос еды можно отложить на потом, то проблема добычи воды встаёт сразу и весьма резко.
На самом деле, вариантов достаточно. Можно собирать воду из осадков, можно постараться раскопать на песчаном берегу «колодец», в котором вода, будучи пропущенной через метры песка, окажется вполне питьевой. А можно призвать себе на помощь школьные познания физики и соорудить простейший опреснитель морской воды.
Итак. Для опреснения воды вам понадобятся:
- пластиковая бутылка
- большая светлая ёмкость
- небольшая тёмная ёмкость
- полиэтиленовая плёнка
Дальше всё просто. Закапываем большую ёмкость в землю до краёв, в неё помещаем среднюю тёмную посудину, заполненную морской водой. А в неё помещаем стакан, либо обрезанную пластиковую бутылку, причём всячески стараемся, чтобы солёная вода туда не попадала. Всю эту конструкцию оставляем на солнцепёке, герметично прикрыв плёнкой. Также рекомендуется положить небольшой груз непосредственно на плёнку над стаканом — это предоставит воде возможность стекать туда. И, собственно, всё. Через 8 часов у вас как раз и наберётся стакан миллилитров на 200, в среднем.
Принцип работы прост: под действием солнечных лучей темный материал нагревается, испарение воды усиливается. Полиэтиленовая плёнка не выпускает водяные пары наружу, а стенки большой ёмкости обеспечивают перепад температур, необходимый для конденсации.
По какому принципу работают установки для опреснения морской воды
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.
Вас также может заинтересовать: Чем опасен хлор в воде: факты, мифы и способы защиты
