опріснення води
Однією з нагальних проблем, які доводиться вирішувати людству - це добування водних ресурсів. Сіль тут в тому, що на землі багато джерел, але всі вони в основному солоні. Прісних джерел води не так багато на планеті, і не у всіх країнах вони є. І як результат багато людей стали замислюватися над тим. що ж зробити з солоною водою, щоб її можна було використовувати для пиття. Так виникло опріснення води - як дуже потрібний спосіб вирішення ще однієї глобальної проблеми.
Особливості опріснення, варіанти роботи з водою
З назви вже стає зрозуміло, що опріснення - це усунення з води надмірної кількості солі. Причому не солі жорсткості, а звичайної солі, яка робить воду солоною. За допомогою опріснення морської води роблять прісної і тоді її можна використовувати для пиття і готування. Причому опреснением води можна доводити до потрібних параметрів і воду з артезіанської свердловини. Тобто вода в природі теж може піддаватися опріснення. Придатної до вживання людиною вода може вважатися, якщо вміст солі в ній не перевищує одну тисячу міліграм на літр.
Опріснення можуть проводити за допомогою самих різних методів очищення води. Тут найчастіше застосовують звичайний реагентний іонний обмін. Зернисті іоніти дуже якісно пропускають через себе солону воду. Якщо говорити в цифрах, то фільтрування через зернисту смолу допомагає отримати прісну воду при початкової солоності приблизно 2-3 грами на літр.
Другий популярний варіант опріснення води - електродіаліз . Досить складна процедура. У воду вставляють анод і катод. Усередині води є свої заряджені частинки, які можуть притягатися або до позитивних або до негативних елементів. Коли через воду пускають електричне поле, все катіони рухаються до анода, а аніони до катода. Електродіаліз - це тільки процес. Конструкція приладу являє собою катод анод, перегородки між ними, ось саме між цими перегородками після створення електричного поля і накопичується опріснення вода.
Наступний популярний варіант опреснить воду - скористатися електромагнітними фільтрами . Цю групу методів ще називають безреагентна. Тут можуть застосовувати як сам зворотний осмос, так і нанофільтрацію.
Можна привести воду до стану опріснення і за допомогою кип'ятіння і подальшої конденсації. Зрозуміло, що солі речовини не леткі і з поверхні води вони точно не випаруються. Учення цим і скористалися. При цьому методі, воду кип'ятять, чекають, щоб вона випарується, а потім цей пар поміщають в спеціальні охолоджувальні камери, де він перетворюється в воду і стікає по стінках, вже без зайвої солі в складі.
Схожий за дією з випаровуванням ще один метод опріснення - виморожування. Тут все йде схоже з випаровуванням, тільки при ньому воду кипить, а при виморожування, її доводять до замороженого стану. Особливість полягає в тому, що прісна вода замерзає раніше солі. Це допомагає вибрати замерзлі кубики до того, як замерзне вся поверхня.
Та й коли воду почнеш гріти в замороженому стані, солі розтануть швидше, ніж прісна основа. Однак не важливо, який метод опріснення води обирається, але воду в будь-якому випадку доведеться знезаразити після процедури опріснення.
Правда, потрібно сказати, що просто опріснення вода використовуватися для пиття не може. Особливо якщо обробку вона проходила за допомогою мембранних методів. Як правило, після того ж зворотного осмосу воду доведеться доводити до стану корисною. Очищення має дуже високу ступінь і з води прибирають і корисні мінерали. Так, що для отримання питної води, потрібно обов'язково воду ще й збагатити мінералами.
З'явилися останнім часом і інші, нові більш просунуті методи опріснення води. Передісторія появи опріснювальних ядерних установок така. Ще в 60-ті роки двадцятого століття проводили конференції з мирного використання ядерної енергії. Там і запропонували вперше використовувати комбіновані ядерні установки для опріснення води.
Головна перевага від застосування подібних установок полягало в тому, що вони допомагали не тільки воду опреснить, але ще і необхідну містах електроенергію. Ядерний прилад хороший тим, що дозволяє використовувати кілька варіантів привести воду до потрібних параметрах. Це і електродіаліз, і дистиляція, і виморожування. На сьогодні найбільше використовують ядерні установки з дистиляцією.
Доцільність використання таких установок з подвійним призначенням була доведена ще тоді в 60-і роки. Під час холодної війни між США і СРСР. Опріснювати установка, яка була винайдена радянськими вченими, давала 120 тисяч кубів води на добу і генерувала при цьому 150 мегават електроенергії.
Вартість такої генерації вельми приємна. На установці великого масштабу вартість куба води склала 7 центів, а на малих установках 14.
Тільки ось в опріснення води погано те, що разом з солями йдуть і корисні елементи. Щоб використовувати кондиціювання, потрібно буде спершу провести аналіз отриманої води, і потім виявити, якими саме мінеральними солями її слід збагачувати.
Порівняння опріснювальних установок
Сьогодні випускається значна частина опріснювальних приладів. І кожного споживача, будь то база відпочинку або завод, доводиться вибирати, який саме варіант опріснювача йому найбільше підійде. Адже установки сьогодні виробляють і ізраїльтяни, і французи, та й в Росії установок теж вистачає. Причому за якістю вони не поступаються іноземним аналогам.
Нижче наведені таблиці порівняння ізраїльських і російських варіантів опріснювачів.
показник
Прилади російського виробництва
Прилади ізраїльського виробництва
Продуктивність - кубів на добу
2000-2400
2000-2400
Зміст мінералів - грам на літр
30-50
15-20
Енергоспоживання - кіловат годину - метр кубічний
3-3,8 (Добове споживання - 6000 - 9120)
До 9 (добове споживання 18000 - 21600)
Термін використання одного картриджа без замін
До 5 років (при свідченні мінералізації 50 міліграм на літр)
Немає даних
Ціна
- опріснювачів
- Системи підготовки води
- системи доведення до стану питної
1 200 тис. Євро
1 000 тис.євро
550 тис.євро
Разом близько 3 млн. Євро
4 875 000 євро за дві установки продуктивністю до 1000 кубів на добу
Показники питної води
70 мікроелементів
13 вітамінів
скупчення пептидів
Немає даних
Виходить, на сьогодні особливих переваг у іноземних систем опріснення води немає. І стоять вони іноді дорожче, та й показники по ним є далеко не все. Але головне. У разі поломки, таку потужну установку водопідготовки буде складно полагодити. Фахівців з-за кордону звичайно викликати можна, але вони обійдуться в нечувані гроші, що установки аж ніяк не здешевлює.
Трохи про опріснення морської води
Найбільше в Росії використовують опріснення морської води. Справжня прісна вода хоч і знаходиться в Росії, але озера Байкал на всю Росію не вистачить. Тому маючи вихід і до чорного, і до азовського, і до Каспійського морів, Росія не могла залишити без уваги такі способи.
Тут в ходу найбільше два методи з перерахованих вище:
- Дистиляція - але вона вимагає занадто багато електроенергії в роботі;
- Зворотний осмос або застосування напівпроникних мембран - один з найефективніших методів знесолення води при малій витраті електроенергії.
Використання опріснення саме морської води тягне за собою певний набір особливостей. Виною тому велика кількість солей у воді. Тобто тут опріснення води буде грунтовним, при 45 грамах то на літр! Тому тут і використовують спеціальні морські мембрани і особливі матеріали, які в змозі усунути таке високе солесодержание.
Але є ще і інші неприємності, до яких призводить таке опріснення. При роботі з такою водою дуже часто обладнання схильне до швидкого розвитку корозії. Устаткування і трубопроводи сильно страждають від цього. Щоб уникнути розвитку корозії, сьогодні часто використовують коррозіоностойкой матеріали. Це склопластик, полімери. Правда, останні використовують тільки для тих ділянок в обладнанні, де низький тиск. Високий показник тиску полімер не витримає.
Ще один варіант корозійностійкі спеціальні стали типу дуплекс або аустеніт.
З особливостей роботи зворотного осмосу з морською водою можна ще відзначити високу планку тиску. 50-80 бар необхідні для підтримки високого ступеня мінералізації. Правда такий тиск може забезпечити тільки постійна подача електроенергії. І витрати її ростуть при використанні такого потужного устаткування. Але в цьому випадку допомагають рекупераціонние пристрою.
Створити правильну систему опріснення морської води можна тільки за допомогою правильного проектування. Тут теж є кілька особливостей, які не можна не згадати.
Як і при будь-якому облаштуванні будь-якої системи очищення води, починати опріснення морської води слід з оцінки стану рідини. Не можна скласти проектно-кошторисну документацію по створенню опріснювальної системи, не знаючи, які домішки містяться у вихідній морській воді. Тому проектування створення системи завжди буде включати хімічний аналіз , Бактеріологічний, хімічний. Тут же будуть вказувати вимоги до складу води, параметри величин, режим водоспоживання після опріснення.
Коли вже пишуть безпосередньо проект, в обов'язковому порядку, описують можливість прив'язки системи до певного місця, визначеного наявного обладнання. Адже система подачі морської води і зливу вже є і все це відбивається в проектній документації.
Тут же важливу роль відіграють правила прокладки що водопостачання, так і правила прокладання проводів, пуско-налагоджувальних робіт.
Сьогодні, слава богу, вивчати вручну всі закони не потрібно, для цього є спеціальне програмне забезпечення. Тому скласти проектну документацію навіть для нестандартних ситуацій не складе труднощів. Так, що опріснення води в будь-якому районі, з будь-якими вихідними даними сьогодні не проблема.