Опреснение воды

Опреснение морской воды

Человечество выжить на земле без воды априори не в состоянии. Для существования всего живого нужна вода. И, желательно, чтобы эта вода была качественная и мягкая. Но самым главным условием является пресность. Потреблять соленую воду долго человек не сможет. Не зря ведь в истории, все города образовывались по началу в устьях рек. Древние люди знали, что делали.
 

Проблемы пресной воды

 
Сегодня же планета перенаселена людьми. И все они требуют ухода. Требуют еды, работы и комфортного существования. Одним из важных условий является наличие в шаговой доступности воды. Благодаря современным технологиям, человек сегодня может жить и на берегу океана или моря, не привязываясь к месторасположению рек, которые в него впадают. И стало все это возможно, исключительно за счет появления такой процедуры, как опреснение воды. Этот процесс помогает получить качественную пресную воду, годную для питья из обычной морской воды.
Если говорить об источниках пресной воды на земле, то это не только реки и озера. Их немного больше. И увидеть их можно в следующей таблице:
 
Вид воды
Источник
Пресная
Пресноводные реки и озера
Ледники
Снежный покров в горах
Пресные подземные источники
Атмосферный пар
 
При этом запасов пресной воды непосредственно в реках и озерах ничтожно мало, в масштабах всей земли. Запасов воды на Земле много, но это все в общей массе своей морская, и значит соленая вода. Для питья применять такую воду нет возможности, не говоря уже о том, чтобы пустить такую соленую воду для работы с бытовыми приборами.
 
О применении такой воды на крупных и мелких производствах не может быть и речи, хотя морская вода обладает своей полезностью. Из всей таблицы химических элементов в морской воде можно найти почти 50 элементов. Если брать по отдельности каждый элемент, его наличие незначительно, а вот все вместе и делает воду уже настолько соленой, что в ней не приготовить, не покупаться без последствий нельзя. Если говорить цифрами, то нормальная пресная вода, должна включать в себя не более 0,002 миллиграмма на литр.
 
На сегодня промышленность может предоставить потребителю достаточное количество различных вариантов опреснения воды. Главной задачей, как самого потребителя, так и главного инженера предприятия состоит в том, чтобы подобрать наиболее экономичный вариант опреснения, и причем такой, чтобы воду спокойно могли использовать потребители без опаски.
 
К наиболее известным методам получить пресную воду сегодня относят:
  • Ультрафильтрация – обратный осмос;
  • Дистиляция;
  • Ионный обмен;
  • Электродиализ
Любой из этих методов можно легко использовать в промышленном производстве. Что касается насыщенности солями морской воды, то тут может присутствовать целый набор солей. Каждый, кто когда-нибудь купался в море помнит, на сколько потом жестким становится и купальник, и волосы. И даже когда кожа высыхает невооруженным взглядом видна соль на волосках человеческого организма.
 
И обычное умягчение здесь не помощник. Чрезмерно много солей содержится в воде. Правда допустим та же ионообменная установка для получения питьевого ресурса используется массово. Ведь чтобы устранить соли жесткости, достаточно пропустить соленую воду через катионную смолу несколько раз.
Получить пресную воду сегодня помогает дистилляция. Это один из весьма известных и массово используемых способов. Она бывает двух видов – стандартная и многостадийная. Последняя, подразумевает и кипячение с парообразованием при очень высоких температурах. 50 процентов всей опресненной воды на Земле получаются с помощью этих двух методов.
 
Открытие методов опреснения воды помогло совершить важный шаг в развитии человечества. Ведь после этого человеку стало все равно где строить города. Главное, чтобы вода в районе нового города была хоть в каком-то виде. Мощные очистные установки гарантировали хорошую пресную воду в городе. Ну и главное. Исчерпывание ресурсов пресной воды стало ни такой большой проблемой, ведь теперь появилась запасная морская вода, запасов которой на земле значительно больше. И главное теперь, не перенаселить землю. Хотя постоянные военные конфликты сделать это пока не дают.
 

Опреснение на конкретных примерах

 
Получить мягкую воду из соленой, помогает еще такой часто сегодня встречающийся прибор, как обратный осмос. Он является ярким представителем мембранного метода очищения. Химические методы очистки воды подразумевают под собой ни образование новых веществ, ни безреагентную обработку. По сути, мембрана работает так же, как металлическая преграда в механической фильтре. Только ее пропускная способность на столько маленькая, что вода после такой обработки становится практически дистиллированной. Но самым большим достоинством мембранного прибора является возможность мембрану поменять. То есть поставят этот прибор очищать воду, отличную от предыдущей он справится, если только вода не будет обладать большой концентрацией солей жесткости или солей железа.
В этом отношении мембранная преграда является очень неудобной в работе. Повредить такую преграду не составит труда. Очистка в этом приборе идет на молекулярном уровне. И даже достаточно крупное соединение соли жесткости легко может вывести мембрану из строя. Она стоит дорого, легко ее повредить, но такого качества очистки другие приборы не дают, за такую цену.
 
Правда, при получении питьевой воды, потребитель покупает не один фильтр, а сразу комплексом три, а то и четыре. Отличие, нюанс такой установки состоит в том, что прибор старается сразу подготовить воду для обработки обратным осмосом, а потом полученную дистиллированную воду довести до состояния полезной питьевой воды. Дело в том, что осмос слишком качественно чистит воду и убирает вместе с неполезными, еще и полезные минералы.
 
При этом мембранные методы опреснения воды тоже могут быть разными. Это дистилляция, например. Ее секрет состоит в том, что жидкость нагревают по одну сторону мембранной преграды, а по другую ее сторону проходит исключительно пар. Вот из этого пара потом делают конденсат, который образует пресную воду.
Обратный осмос при этом, хоть и считается дорогим для обычного потребителя способом получения пресной воды, для промышленности является дешевым способом опреснения. Там один доллар вложений помогает получить в будущем более десяти миллионов тонн воды!!! На сам процесс обработки обратным осмосом оказывает влияние и сам состав исходной воды, и набор солей входящий в состав примесей и давление в воде и ее температуры.
 
Еще один популярный вариант получить опресненную воду – воспользоваться электродиализом. Воду пропускают через камеру, где расположены анод и катод, под постоянным напряжением. При поступлении соленой воды в такую камеру. Соли прилипают к своему полюсу. Электродиализ позволяет применять мембраны, которые выдерживают и термическую обработку, и химическую.
 
Еще один популярный вариант, получить воду, годную в пищу из морской воды, воспользоваться газогидратным методом. Для этого воду замораживают, а затем обрабатывают с помощью газа, который помогает создать гидраты. Позже в результате реакций образуются кристаллические соединения. Их обрабатывают, отделяют соляной раствор, после этого кристаллы дополнительно промывают, затем только плавят и вот она готовая качественная пресная вода. Просматривается тенденция сложности методов получения пресной воды. Но легко никто не обещал. При таком количестве мелких включений, обработка априори не могла быть простой. Главное, что с появлением этих методов, человечество обеспечило свое существование на много веков вперед, если только не случится какая-то глобальная экологическая катастрофа. А такого развития событий постараются не допустить сами люди. И в будущем возможно прогресс поможет получать питьевую воду более простыми методами.