Методы опреснения воды: от распространенных до неоднозначных

​

Проблема воды, даже не смотря на такое развитие и прогресс на всей земле, остается острой, как и двести, и триста лет назад. Пресноводных ресурсов на Земле катастрофически не хватает. И далеко не во всех районах земли есть возможность доставить чистую воду и спасти людей от обезвоживания. И тут на помощь приходят методы опреснения воды.

Пресная вода – драгоценность, которой не хватает

На Земле огромное количество стран и континентов, и на территории очень многих есть большая проблема не то, что с пресной водой, есть проблема вообще с водой. У стран, у которых рядом океан или море проблема вроде бы и была. А вроде и нет. Вода есть, но использовать ее для питья невозможно. Она для этого слишком соленая. С развитием технологий, человечество искало выход, и так были изобретены различные варианты получения пресной, питьевой воды из соленой. Это разом решило массу проблем хотя бы в тех странах, где море, океан присуствуют.

Под опреснением морской воды чаще всего понимают обессоливание. Хотя иногда имеется в виду полный цикл очистки воды от всех вредных солей:

• Металлов;
• Жесткости;
• Морских.

Если говорить о делении стран по районам водоподачи, то картинка сложится следующая.

Более всего в отношении пресной воды повезло России. Здесь сосредоточена большая часть запасов пресной воды на всей Земле. Плохо только то, что практически все запасы пресной воды сосредоточены в районе Сибири, Дальнего Востока. На всю Россию 80 процентов пресной воды находится именно там. Остальные запасы воды приходятся на высокотехнологичные районы с большой плотностью населения. А там ведь располагаются не только промышленные заводы, а еще и угодья сельскохозяйственные, которые также постоянно нуждаются в воде.

При этом многие части бывшего советского союза очень часто испытывают проблемы с опреснением воды. Донбасс, Крым, Кавказ, Туркмения и Казахстан – это те районы, которые собственно без большой земли прожить не могут. Или же нужно массово использовать опреснение. Для Крыма, по крайней мере, это точно выход.

Раньше при наличии запасов воды с минерализацией в пределах до 35 грамм на литр, вода не могла использоваться для питьевых нужд. Сегодня, к счастью это проблема решаема. Хотя и недешевыми способами, но получить пресную воду возможно.

У потребителя может возникнуть вопрос, как могли массово не применять опреснение, а тянули трубы из других районов для водоподачи? Ответ прост – опреснение удовольствие дорогое. И проложить коммуникации издалека по-прежнему дешевле, чем получать воду подобным способом. Поскольку потребители воды все крупные на определенных территориях, то тянуть водопровод за триста-четыреста километров будет дешевле, чем ставить огромные опресняющие установки. Там, где нет массового потребления, там все-таки выгоднее ставить опресняющие агрегаты.

Конечно, воду можно возить. Но это вариант намного дороже. Кроме поверхностных солоноватых источников воды, есть еще и подземные соленые источники. После изобретения методов опреснения воды были проанализированы различные варианты поставки пресной воды в отдаленные районы. После этого массово на территории таких государств начали применять опреснение, как единственно возможный вариант получить пресную воду в нужном количестве.

Но при этом в обществе стала проявлять себя другая беда. Прогресс зашел на столько далеко, что грязных производств с каждым годом становилось все больше. Отходы таких производств сбрасывались в воду, в том числе в те самые пресноводные источники. Это привело к очень высокой степени загрязнения их. А там где работают солевые шахты, то там еще и соленые стоки спускают туда же. Получается, что пресная вода начинала обретать признаки соленой воды, за счет таких вредных стоков. И для того, чтобы данную загрязненную воду сделать вновь пригодной приходится снова прибегать к методам опреснения.

К сожалению, распространенного или неоднозначного метода опреснения пока не придумали. Из всего многообразия какой-то метод работает, а какой-то нет. Ультрафильтрации, вымораживания, электродиализа и других способов. Часто избавиться от вредности воды можно только комплексно, и одного этапа умягчения будет недостаточно. Приходится добавлять в состав очистной системы и обезжелезивание, и устранение твердых механических осадков. В любом случае, для составления правильной системы очистки придется потратиться на анализ состояния воды.

Методы опреснения и обессоливания воды – многообразие

Вариантов получить пресную воду довольно много. Некоторые достаточно сложные для восприятия не специалиста, коими зачастую простые потребители и являются. Но, тем не менее, хотя бы минимально описать, как получают сегодня пресную воду можно.

Ультрафильтрационные методы опреснения и обессоливания воды являются локомотивом всех распространенных способов и методов. Достоинство таких неоднозначных методов, это меняя мембрану в том же обратном осмосе можно получить разную воду. У нее будет разная степень обессоливания и разная степень очистки. То есть для технических нужд такой вариант просто незаменим.

Другой метод получить пресную воду – использовать дистилляцию. Здесь весь принцип заключен в закипании и парообразовании. Затем образуется вода на стенках стекает, и она уже будет обессоленной. Более половины всей обессоленной воды производят так.

Электродиализ, как метод получения воды представляет собой неоднозначный метод обессоливания, когда вода подается в емкость, где расположены электроды. При пуске на них тока, они распределяются по соответствующим электродам. Плюс такого метода в стойкости мембран, которые в состоянии работать даже при высоких температурах.

Сложным методом можно назвать газогидратный метод. Углеродные газы при применении определенного давления и температуры, могут в воде создавать клагатратные вещества. При заморозке, гидраты обдают газом, в куске льда образуются кристаллы. Рассолы устраняют, и полученные кристаллы промывают и затем они тают. Получается кристально чистая пресная вода.

Получить пресную воду можно с помощью двух методов обессоливания. Второй метод, как раз включает в себя временное изменения формы воды, превращая ее то в лед, то в пар. Не изменяя состав воды, можно воду обессолить путем добавления в нее химикатов. Также можно воздействовать электричеством через электроды, или фильтровать воду через тонкую мембрану.

Химический метод опреснения и обессоливания воды самый простой. В воду добавляют химикаты, которые могут как бурно, так и не очень реагировать с загрязнениями, образуются новые вещества, затем их отфильтровывают. Вода становится пресной. Если солей очень много, то расход химикатов выходит приличным не меньше трех процентов, а то и все пять.

Большущий минус - химикаты достаточно дорогие. Например, преобразовать соли жесткости могут соли серебра или бария. Стоят они прилично, еще и при высоком расходе, вообще об экономии говорить нельзя. Плюс это ядовитые вещества. Воде понадобится доочистка.

А как же морская вода?

Модифицированный электродиализ работает с диафрагмами, выполненными из пластика и резины. Внутри у них анионные и катионные смолы. При подаче тока, ионы солей распределяются по положительной и отрицательной диафрагмам. При этом образуется два вида вредных осадков, газ, который выбрасывают в естественную природную среду и концентрированные соли, которые точно также в атмосферу могут сливать. Расход электричества тем меньше, чем меньше соленость морской воды.

Очень часто используемый метод опреснения морской воды – обратный осмос. Он же является методом тонкой очистки воды. Здесь тоже работает мембрана в комплексе с обратным давлением. Здесь самое главное не допускать на установку необработанную морскую воду. А она стоит прилично, чтобы менять ее каждую неделю. Собственно дороговизна метода немного ограничивает его применение.

Но в целом, обратный осмос весьма популярен. Правда, врачи советуют для питьевой воды поменьше его применять. И причина состоит как раз в чересчур высоком качестве очистки воды. Из воды убирается вообще все и хорошее, и плохое. В результате, для получения питьевой воды приходится снова восстанавливать утраченные минералы, путем кондиционирования. Вместо одного этапа в приборе целых три метода опреснения морской воды. И это сказывается на стоимости установки.

Использование вымораживания довольно хлопотно. Да и в больших количествах не особо возможно. Тем более, когда морской воды не хватает в жарких странах, то на создание минусовой температуры тоже пойдет достаточно средств и времени.