Способы опреснения воды. Опреснение воды

Опреснение воды , способ обработки воды с целью снижения концентрации растворённых солей до степени (обычно до 1 г /л ), при которой вода становится пригодной для питьевых и хозяйственных целей. Дефицит пресной воды ощущается на территории более 40 стран, расположенных главным образом в аридных, а также засушливых областях и составляющих около 60% всей поверхности земной суши (по расчётам, к началу 21 в. достигнет 120-150·10 9 м 3 в год). Этот дефицит может быть покрыт опреснением солёных (солесодержание более 10 г /л ) и солоноватых (2-10 г /л ) океанических, морских и подземных вод, запасы которых составляют 98% всей воды на земном шаре (см. также Водные ресурсы ). Недостаток пресной воды может быть ликвидирован и подачей её по трубопроводам или каналам из районов, в которых она имеется в избытке. Например, в СССР сооружены каналы Северский Донец - Донбасс (около 130 км ), Иртыш - Караганда (около 460 км ), 3 очереди крупнейшего в мире Каракумского канала , имеются (в Казахской ССР) водопроводы Ишимский и Булавинский, протяжённостью более 1700 км каждый. Однако при значительном удалении пресноводных источников опреснение солёной воды на месте стоит дешевле пресной воды, поступающей по водоводам. При водопотреблении до 1000 м 3 /сут опреснение солёной воды на месте выгоднее, чем подача пресной воды на расстояние, большее 40-50 км , при водопотреблении 100 000 м 3 /сут - выгоднее, чем подача пресной воды на расстояние, большее 150-200 км .

Во всём мире в 1974 находилось в эксплуатации св. 800 крупных стационарных опреснительных установок (ОУ) суммарной производительностью около 1,3 млн. м 3 /сут пресной воды. Наиболее крупные из них имеют производительность 160 тыс. м 3 /сут (в г. Шевченко, СССР; тепло поступает от атомной электростанции с реактором на быстрых нейтронах) и 220 тыс. м 3 /сут (в г. Эль-Кувейте, Кувейт; котельная ОУ работает на попутном газе нефтедобычи). Большинство морских судов имеет свои ОУ (только дистилляционного типа).

О. в. может быть осуществлено как с изменением агрегатного состояния воды (дистилляция , замораживание), так и без изменения её агрегатного состояния (электродиализ, гиперфильтрация, или обратный осмос, ионный обмен, экстракция воды органическими растворителями, экстракция воды в виде кристаллизационной воды кристаллогидратов, нагрев воды до определённой температуры, сорбция ионов на пористых электродах, биологический метод - с использованием способности некоторых водорослей поглощать соли на свету и отдавать их в темноте и др.). В соответствии со способами О. в. существуют различные типы ОУ. Дистилляционные ОУ (однокорпусные и многокорпусные, по способу опреснения - парокомпрессионные и солнечные) применяются при опреснении морской воды и солёных вод. О. в. электродиализом и гиперфильтрацией (обратным осмосом) экономично при солесодержании 2,5-10 г /л , ионным обменом - менее 2,5 г /л . Из всего объёма получаемой в мире опреснённой воды 96% приходится на долю дистилляционных ОУ, 2,9% - электродиализных, 1% - гиперфильтрационных и 0,1% - на долю замораживающих и ионообменных ОУ. В зависимости от производительности ОУ состоит из одного или нескольких включенных параллельно опреснителей.

Дистилляционные опреснители бывают одноступенчатые (рис. 1 ), многоступенчатые с трубчатыми нагревательными элементами, или испарителями (рис. 2 ), многоступенчатые с мгновенным вскипанием (рис. 3 ) и парокомпрессионные. Многоступенчатый испаритель состоит из ряда последовательно работающих испарительных камер с трубчатыми нагревательными элементами. Нагреваемая солёная вода движется внутри трубок нагревательного элемента, греющий пар конденсируется на внешней их поверхности. Нагрев и испарение воды в первой ступени осуществляются паром котла, работающего на дистилляте; греющим паром следующей ступеней служит вторичный пар предыдущей испарительной камеры. В опреснителях с мгновенным вскипанием солёная вода проходит последовательно, от последнего к первому, через конденсаторы, встроенные в испарительные камеры, нагреваясь за счёт тепла конденсации, поступает в головной подогреватель, нагревается выше температуры кипения воды в первой испарительной камере, где вскипает. Затем пар конденсируется на поверхности трубок конденсатора, а конденсат стекает в поддон и насосом откачивается потребителю. Неиспарившаяся вода перетекает через гидрозатвор в следующую камеру с более низким давлением, где она снова вскипает, и т.д. Расход тепла на получение 1 кг пресной воды в одноступенчатом дистилляционном опреснителе составляет около 2400 кдж ; рекуперация тепла фазового перехода в многоступенчатом опреснителе позволяет снизить расход тепла на 1 кг пресной воды до 250-300 кдж .

Электродиализный опреснитель (рис. 4 ) представляет собой многокамерный аппарат фильтр-прессового типа, состоящий из камер, ограниченных с одной стороны катионитовой, с другой - анионитовой мембранами. Камеры размещены между катодом и анодом, к которым подведён постоянный электрический ток. Опресняемая вода поступает в опреснительные камеры. Под действием электрического поля катионы растворённых в воде солей движутся в направлении катода, анионы - анода. Т. к. катионитовые мембраны проницаемы в электрическом поле для катионов, но непроницаемы для анионов, а анионитовые мембраны проницаемы для анионов, но непроницаемы для катионов, солёная вода в опреснительных камерах опресняется, при этом удаляемые из неё соли концентрируются в рассольных камерах, откуда они удаляются вместе с промывочной солёной водой. Расход электроэнергии на О. в. электродиализом зависит от солёности опресняемой воды (2 вт ·ч на 1 л при опреснении воды с солесодержанием 2,5-3 г /л и 4-5 вт · ч на 1 л при опреснении воды с содержанием солей 5-6 г /л ).

Гиперфильтрационные опреснители состоят из насоса высокого давления (5-10 Мн /м 2 , или 50-100 бар ), прокачивающего солёную воду через плоские или трубчатые мембраны или полое волокно, изготовленное из ацетилцеллюлозы или полиамидных смол, способных под давлением выше осмотического пропускать молекулы воды, но не пропускать гидратированные ионы растворённых в воде солей.

В пустынных южных районах и на безводных островах применяются солнечные опреснители; они дают в летние месяцы около 4 л воды в сутки с 1 м 2 поверхности, воспринимающей солнечную радиацию.

Лит.: Апельцин И. Э., Клячко В. А., Опреснение воды, М., 1968; Павлов Ю. В., Опреснение воды, М., 1972: Слесаренко В. Н., Современные методы опреснения морских и соленых вод, М., 1973, Spiegler К. S. [е. d.], Principles of desalination, N. Y. - L.,1966.

Большая Советская Энциклопедия М.: "Советская энциклопедия", 1969-1978

Существует еще ряд методик об­работки воды при которых также про­исходит ее обеззараживание. Но обеззараживание не является един­ственной целью их применения, наряду с обеззараживанием происходит опреснение воды. Это такие ме­тоды как обратноосмотическая филь­трация и дистилляция воды.

Опреснение воды - методы уда­ления из нее растворенных солей и других примесей. Эту группу можно в свою очередь разделить на химичес­кие и физические методы. Рассмотрим их поподробнее.

Химическое осаждение. Этот ме­тод основан на переводе растворен­ных солей в нерастворимые соедине­ния, которые выпадают в осадок и уда­ляются. Применяемые реактивы меня­ются в зависимости от солевого соста­ва опресняемой воды. К примеру, из­быток солей магния осаждается содой, а сульфаты могут быть удалены обра­боткой гидратом окиси бария. Метод химического осаждения тре­бует использования дорогостоящих ре­активов, каждый из которых направлен на строго определенную примесь воды, реагенты не подвергаются регенерации. По этой причине данный метод имеет очень ограниченное применение.

Ионный обмен. Метод основан на свойстве некоторых веществ обратимо обмениваться ионами с раствора­ми солей. Эти вещества называют ионообменными смолами. Это своего рода твердые электролиты, которые делятся на катиониты и аниониты.

Катиониты - вещества типа твер­дых кислот, у которых анионы пред­ставлены в виде нерастворимых в воде полимеров. Аниониты - по своей сути твердые основания, нерастворимую структуру которых образуют катионы. Их анио­ны (обычно это гидроксильная группа) подвижны и могут обмениваться с ани­онами растворов.

Химический механизм работы ионо­обменных смол заключается в последо­вательном прохождении воды через катионит и анионит. В итоге из воды уда­ляются катионы и анионы и она тем са­мым обессоливается. Обменная способ­ность ионообменных смол (ионитов) не бесконечна, постепенно она снижается, и, в конце концов, исчерпывается вов­се. В этом случае требуется регенера­ция раствором кислоты (катионит) или щелочи (анионит), что полностью вос­станавливает исходные химические свойства смол. Эта ценная особенность позволяет использовать их в течение длительного времени. Сложная процедура использова­ния ионообменных смол и их после­дующей регенерации требует автома­тизации, сложной системы управления и необходимое оборудование являет­ся довольно громоздким, что ограни­чивает его применение в быту. В на­стоящее время данный метод часто включается как один из элементов про­цесса водоподготовки в частных домах с автономной системой водоснабже­ния.

Электроосмос. Опреснение на принципе электроосмоса производит­ся в специальных аппаратах, пред­ставляющих собой электролитическую ванну, разделенную двумя полупрони­цаемыми мембранами на три отделе­ния. Исходная вода подается в сред­нюю камеру. Ионы находящихся в воде солей устремляются сквозь мембраны к электроду, имеющему противополож­ный заряд. Чистая вода остается в средней камере. Данный метод требует затрат элект­роэнергии, хотя и является достаточно эффективным. Эффективность составля­ет более 90%, достигая в некоторых слу­чаях 96%. Мембраны имеют ограничен­ный срок службы, который максимально составляет 5 лет, а при неблагоприятных условиях эксплуатации - значительно меньше. Кроме того, этот метод, как и боль­шинство других методов использующих полупроницаемые мембраны, требует предварительной подготовки очищаемой воды. Есть и еще одна особенность, кото­рая значительно ограничивает примене­ние данного метода. Это то, что все веще­ства, которые не превратились при раство­рении в ионы, не реагируют на электри­ческое поле. Т.е. большинство органичес­ких веществ, бактерий, вирусов и т.п. ос­танется в растворе.

Опреснение вымораживанием. Этот метод основан на том, что образова­ние кристаллов льда при снижении тем­пературы ниже 0 градусов происходит только из молекул воды (явление криос­копии). Вследствие этого пресная вода выделяется в виде льда из раствора. Ра­створ становится все более и более кон­центрированным. Если затем слить обра­зовавшийся рассол и растопить лед, то получится обессоленная вода.

Этот метод является крайне трудоем­ким, тем более что автоматизировать его очень сложно. Степень очистки таким ме­тодом сложно спрогнозировать и возмож­но потребуется несколько циклов замора­живания-размораживания, чтобы полу­чить действительно обессоленную воду. Кроме того, нельзя гарантировать полной дезинфекции этой воды. Есть и еще одна особенность, связанная с данным мето­дом. Это накопление концентрации так называемой тяжелой воды, химически такой же, как и обычная, но имеющей в своем составе более тяжелый изотоп во­дорода, который является радиоактив­ным. Тяжелая вода замерзает первой и сразу включается в состав образующего­ся льда. Избежать этого можно только если убирать первую корочку льда, образующу­юся в самом начале вымораживания. Это еще больше усложняет и без того не про­стую методику.

Опреснение фильтрацией. В про­цессе фильтрации используется множе­ство различных фильтрующих устройств в зависимости от цели применения. Наи­более часто используемые фильтры:

Фильтры-корректоры рН. Это филь­тры способные изменять кислотно-щелоч­ное равновесие (рН) проходящей сквозь них жидкости. Необходимость в измене­нии рН воды возникает в двух случаях: 1. Для борьбы с коррозией, т.к. вода с высо­ким и низким рН обладает высокими кор­розийными свойствами; 2. Для обеспечения оптимального ре­жима эксплуатации систем очистки воды, так как для нормальной работы некоторых видов фильтрующих сред требуется опре­деленное значение рН.

Фильтры-обезжелезиватели. Эти фильтры предназначены для удаления железа и марганца из воды. В качестве реактива в большинстве таких фильтров используется двуокись марганца, который служит катализатором реакции окисления, при которой растворенные железо и мар­ганец переходят в нерастворимую форму и выпадают в осадок. Этот осадок задер­живается фильтрующей средой и в даль­нейшем вымывается в дренаж при обрат­ной промывке.

Фильтры-умягчители. Они предназ­начены для снижения жесткости воды. Благодаря применению специальных за­сыпок фильтры этого типа могут обладать комплексным действием и способны уда­лять из воды определенные количества железа, марганца, нитратов, нитритов, сульфатов, солей тяжелых металлов.

Угольные фильтры. Активирован­ный уголь уже достаточно давно приме­няется в водоочистке для улучшения не­которых показателей воды. В частности, такими фильтрами удаляется многие не­приятные привкусы и запахи, некоторые органические примеси и т.п. Сейчас вмес­то активированного угля стали использо­вать уголь скорлупы кокосовых орехов, адсорбционная способность которого в 4 раза выше. Уже разработаны и другие сорбенты.

Угольные фильтры достаточно деше­вы и поэтому приобрели довольно боль­шое распространение. Однако их приме­нение имеет ряд больших недостатков:

1. Маленькая пропускная способ­ность. Это связано с тем, что качество фильтрации сильно зависит от скорости прохождения воды через него. Чем ниже скорость, тем лучше фильтрация, и наобо­рот, при увеличении скорости не только снижается качество фильтрации, но и может произойти сброс адсорбированных ранее примесей. В результате неправиль­ной эксплуатации вода может даже ухуд­шить свой состав в результате этого сбро­са.

2. Биообрастание. При фильтрации происходит накопление большого количе­ства органических веществ, которые яв­ляются питательной средой для многих микроорганизмов. В результате, через некоторое время использования можно получить более опасную в бактериологичес­ком отношении воду, чем исходная водо­проводная. На некоторые современные фильтры наносятся специальные антисеп­тические присадки, задачей которых яв­ляется предотвращение роста бактерий. Но это "палка о двух концах". Безопасность этих присадок для здоровья тоже являет­ся большим вопросом. К примеру, серебрение угля повышает содержание в воде серебра, которое является тяжелым ме­таллом. Залповые выбросы загрязнений. Это сбросы уже накопленных загрязнений
органической и неорганической природы, а также микроорганизмов, обильно разви­вающихся внутри фильтра, которые про­исходят при изменении скорости тока жид­кости, или по другим причинам. В резуль­тате потребитель может получить водудалеко не того качества, которое ожида­лось.

Исходя из этих особенностей, в совре­менных системах очистки воды угольные фильтры используются исключительно для предварительной подготовки воды, которая затем подвергается более каче­ственной очистке. Примером такой систе­мы являются обратноосмотические систе­мы, основной рабочей частью которых является специальная мембрана, но для того чтобы увеличить срок ее службы ис­пользуются несколько угольных фильтров предварительной фильтрации.

Фильтры механической очистки. Предназначены для удаления грубых ча­стиц размером больше 1 микрона. Это могут быть частицы песка, взвеси, ржав­чина, коллоидные вещества. Некоторые бактерии (размером 1-2 микрона) также могут отфильтровываться таким фильт­ром. Такие фильтры используются обыч­но в качестве префильтров грубой фильт­рации в более сложных системах водоподготовки. Их недостатком является сравни­тельно низкая грязеемкость, поэтому при сильном загрязнении воды или больший производительности системы они требу­ют частой промывки.

Фильтры микрофильтрации. Это фильтры с порами от 0,03 до 2 микрон. В эту категорию входят мембранные филь­тры, способные удалить большинство бак­терий, волокна асбеста, некоторые виру­сы и сажу. Это также довольно грубая фильтрация, но приборы, использующие ее, довольно дешевы и поэтому пользу­ются популярностью.

Фильтры ультрафильтрации. Бо­лее тонкие и высокотехнологичные филь­тры. Они способны отфильтровывать ча­стицы размером от 0,003 до 0,1 микрона, т.е. способны отфильтровать даже мелкие вирусные частицы и некоторые бактери­альные токсины.

Фильтры нанофильтрации. Позво­ляют осуществлять довольно качествен­ную фильтрацию частиц размером от 0,0006 до 0,009 микрон, а это уже герби­циды, пестициды, токсины, синтетические фаски. Это более высокотехнологичные мембраны, способные освободить воду от большинства опасных примесей. Но даже этим мембранам не под силу освободить воду от ионов тяжелых металлов и раз­личных солей.

Фильтры обратноосмотической фильтрации. Это самые качественные фильтрующие мембраны, способны осво­бодить воду от 99% примесей. Диаметр пор составляет около 0,0001 микрона. Та­кие размеры сложно даже представить. Такими мембранами фильтруются даже ионы металлов, не говоря уже об осталь­ных возможных примесях.

Обратноосмотическая фильтрация - это метод фильтрации, основанный на явлении так называемого обратного ос­моса. Прежде чем объяснять, что это такое, стоит определиться, что же такое обычный осмос. Иллюстрацией осмоса может служить простой пример с полу­проницаемой мембраной, т.е. такой мембраной, через которую проходят молекулы воды и практически не про­никают остальные вещества. Если по­местить такую мембрану в качестве раз­делителя двух частей сосуда, с одной стороны которого налит раствор пова­ренной соли, а с другой дистиллированная вода, то скоро будет наблюдаться перенос воды в ту часть, где находится рассол и его концентрация станет сни­жаться. Уровень жидкости в этой части сосуда начнет подниматься, а во второй - опускаться. Если вода и рассол изна­чально находятся под одинаковым дав­лением, перенос, снижая различие в концентрациях, всегда происходит из растворителя (более разбавленного ра­створа) в более концентрированный раствор (рассол). Это природное явле­ние переноса растворителя в рассол получило название осмос, а процесс называется осмотическим. При этом увеличение давления со стороны рассола приводит к уменьше­нию осмоса, и в определенной точке процесс полностью прекращается. Дав­ление, при котором происходит эта ос­тановка называется осмотическим.

Пожалуй, стоит сказать, что явле­ние осмоса лежит в основе обмена ве­ществ всех живых организмов. Благода­ря ему в каждую живую клетку поступа­ют питательные вещества и, наоборот, выводятся продукты жизнедеятельнос­ти. Этот природный процесс играет зна­чительную роль в растительных и жи­вотных организмах.

Итак, вернемся к нашему экспери­менту. При дальнейшем увеличении давления на рассол можно поменять направление процесса. В этом случае через мембрану преимущественно бу­дет транспортироваться растворитель, т.е. вода. И именно это явление послу­жило основой обратноосмотического метода опреснения воды.

Механизм работы полупроницае­мых мембран. Для объяснения механиз­ма работы обратноосмотических мембран было выдвинуто несколько гипотез. Со­гласно так называемой гипотезе гипер­фильтрации в мембране существуют поры, пропускающие молекулы воды, и при этом ничтожно малые, чтобы пропус­кать через себя ионы растворенных в воде солей. Предложенная модель позволила объяснить многие закономерности в ра­боте обратноосмотических систем. Позже была предложена модель сорбционного механизма избиратель­ной проницаемости, согласно которой на поверхности мембраны, т.е. на повер­хности раздела сред, образуется слой связанной воды, обладающей понижен­ной растворяющей способностью. Такой же слой образуется и внутри поры. При фильтрации происходит вытеснение этой воды, при котором вытесненные молекулы заменяются только молекула­ми воды. И так слой за слоем. Согласно другой теории, в структу­ре мембраны вода может находиться в связанном и капиллярном состояниях. Под действием давления через такую мембрану переносится преимуществен­но пресная вода, непрерывно образуя и разрывая водородные связи.

Особенности метода обратно-осмотической очистки воды. В сис­темах обратного осмоса давление вход­ной воды на мембрану соответствует давлению воды в трубопроводе. Важно, что чем выше давление на входе, тем лучше происходит процесс очистки. Это не только увеличивает производитель­ность мембраны, но и улучшает каче­ство очистки. И наоборот, если давле­ние в водопроводной системе низкое, мембрана работать не будет. Поэтому некоторые модели обратноосмотичес­ких систем комплектуются специальным насосом для повышения входного дав­ления. Такие системы стоят несколько дороже, но только они способны рабо­тать при давлениях ниже 4,2 атмосфе­ры (именно такое давление считается пороговым для обратноосмотических мембран). В процессе очистки концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засориться и перестать работать. Для предотвраще­ния этого вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смываю­щий "рассол" в дренаж. Неорганические вещества очень хорошо отделяются обратноосмотичес-кой мембраной. Степень очистки по большинству неорганических элементов составляет от 85 до 98% в зависимости от типа применяемой мембраны. Обратноосмотическая мембрана так­же удаляет из воды и органические веще­ства. Органика с молекулярной массой более 300 удаляется полностью, а с мень­шей - может проникать через мембрану в незначительных количествах. Большой размер вирусов и бакте­рий практически полностью исключает вероятность их проникновения через мембрану. В то же время мембрана про­пускает растворенные в воде кислород и другие газы, определяющие ее вкус. В результате на выходе системы обратного осмоса получается свежая, вкусная, настолько чистая вода, что она не требует дополнительного кипячения. Вода, прошедшая обработку на обратноосмотической установке, может ус­пешно применяться для решения следу­ющих домашних задач: питьевых нужд, приготовления пищи и напитков, полива растений, аквариумов, систем централь­ного отопления и даже приготовления электролита аккумуляторных батарей.

Хочется также сказать что мы час­то пьем воду, очищенную обратноосмо-тическим методом, даже и не подозре­вая об этом. Это происходит потому, что данный метод используется не только в бытовых, но и в промышленных систе­мах. Так производится качественная вода для ликеро-водочной, молочной промышленности, производства безал­когольных напитков и продуктов пита­ния. В общем - везде, где требуется вода высокого качества. Некоторые компании даже наладили продажу этой чистой воды в бутылированном виде. И в этой ситуации именно бытовые обратноосмотические системы позволя­ют не покупать бутыли, а делать такую же воду самостоятельно.

Существует и очень важный эконо­мический аспект, который тоже стоит принимать во внимание: В среднем человек потребляет в пищу за сутки около 3 литров воды. Если вода также используется для приготовления пищи, то нужно исходить из потребностей в 5 литров на каждого члена семьи. Если покупать питьевую воду в бутылирован­ном виде, то одна бутыль (5 литров) стоит примерно 1 доллар США. То есть 365 дол­ларов на члена семьи в год. В то же время обратноосмотическая система стоит от 350 долларов США. Таким образом, ее ис­пользование окупается уже за первый год эксплуатации. Если семья состоит из трех человек, то окупаемость составит всего 4 месяца. Задумайтесь над этим, прежде чем идти в магазин за очередным бутылем воды.

Вода – мощный растворитель. При нормальной температуре (18° С) в 1 л воды можно растворить 90 г питьевой соды, 360 г поваренной соли, 600 г стиральной соды.

В воде также хорошо растворяются газы. При 0° С в 1 л воды растворяется 55 м 3 хлористого водорода.

В 1 л дождевой воды находится до 300 мг примесей. В подземных водах растворено до 22 г солей на 1 л.

Человек может пить воду с засолённостью 1-1,5г на 1 л.

Подземные воды, которые питают колодец, могут растворять соли, находящиеся в грунте и, тем самым, становиться непригодными для потребления человеком даже для технических нужд (появляется накипь на нагревательных элементах чайников, стиральных машин, бойлеров).

Чтобы колодезная вода с высоким содержанием солей стала полезной для использования в обиходе, производят опреснение воды с помощью установок и фильтров.

Опреснение воды — методы

На практике применяются следующие способы опреснения воды:

• выпаривание (дистилляция);
• химическое осаждение;
• ионный обмен;
• электроосмос;
• опреснение вымораживанием;
• обратный осмос.

Опреснение воды методом дистилляции

Это наиболее известный и практикуемый долгие годы метод избавления воды от солей, но это и самый энергозатратный метод. Для опреснения морской воды таким методом на Ближнем Востоке специально построили ядерный реактор.

Более практичным такой метод опреснения больших объемов воды стал после изобретения гелиовых (солнечных) опреснителей.

Метод химического осаждения

Этот метод используется очень ограниченно и только для строго определенных солей. Заключается он в том, что определенные химические элементы переводят растворенные в воде соли в нерастворимые, и они выпадают в осадок.

Ионный обмен

Метод заключается в том, что смолы с избыточным положительным или отрицательным зарядом (аниониты, катиониты) притягивают к себе и связывают соли с противоположным зарядом.

Регенерация смол позволяет применять их многократно, поэтому метод нашел промышленное применение на предприятиях пищевой и электронной промышленности.

Электроосмос

Опреснения с помощью такого метода схоже с ионным обменом, только смолы заменены мембранами под напряжением разной полярности. Метод очень продуктивный но нуждается в периодической замене мембран и затратах электроэнергии для создания потенциала на электродах.

Опреснение вымораживанием

Этот метод основан на том, что растворенные в воде соли замерзают при более низких температурах, чем чистая вода, поэтому они остаются в жидком состоянии, а лед, при замерзании воды, состоит только из молекул Н

2О (явление криоскопии). Метод очень трудоемкий и не гарантирует полной очистки. Может применяться в домашних условиях для небольших объемов воды.

Обратный осмос

Существуют способы опреснения, отличающиеся по принципу действия от вышеописанных-это опреснение методом обратного осмоса, при котором соли растворённые в воде отделяются с помощью мембраны, непроницаемой для солей, но проницаемой для воды.

Принцип действия осмоса был создан природой и является основой для обмена веществ практически всех живых организмов на планете. Осмос действует так, что живые клетки получают питательные вещества, и немаловажно – эти клетки выводят шлаки.

При очистке воды методом обратного осмоса, все вещества и вода, которые растворенные в ней разделяются на два потока, каждый из них имеет различную от другой концентрацию солей. Очищенная вода в одном потоке, и вода с большей концентрацией солей, которая уходит в дренаж.

Фильтры для опреснения воды

Обычные водопроводные фильтры с сетками и угольным наполнением нельзя применять для опреснения воды из колодца. Они с этой задачей не справятся.

Смягчить воду поможет ионный фильтр. В нем применяются ионные смолы (катиониты/аниониты), которые нужно периодически менять. Поэтому, более практичным для бытового использования является фильтр обратного осмоса.

Фильтры обратного осмоса считаются наиболее качественными, поскольку они, используя полимерную половолоконную мембрану, очищают воду до такой степени, что на выходе получается чистая молекулярная вода. В ней не будет иметься абсолютно никаких солей и зловредной органики.

Пить долгое время такую воду нецелесообразно, поскольку для организма человека критически важны как соли, так и минералы.

Поэтому часто данные виды фильтров оснащаются встроенными минерализаторами. Вышеуказанные фильтры стоят больших денег и требуют отдельной инсталляции.

Установки для опреснения воды

Для опреснения воды в промышленных масштабах применяются проточные установки с регенерируемыми смолами (ионные установки) – это наиболее удобный в обслуживании и экономически выгодный вариант. Современная торговля предлагает малогабаритные варианты таких установок для автономного обеспечения водой коттеджных поселков и индивидуального жилья.

Промышленные дистилляторы часто применяются в производственном процессе. Их простота и коррозионностойкие материалы, из которых такие дистилляторы изготовлены, являются существенным аргументом для многих пользователей такого опреснения воды. Такие опреснительные установки применяются в химическом производстве и в пищевой промышленности.

Особенно эффективными оказались выпарители, использующие солнечную энергию, но их пока применяется мало. Требуются большие капитальные затраты и много солнца. Для побережья морей в тропиках – это очень выгодный вариант, но не для коттеджного поселка в средней полосе, возле реки и прохладного леса — эти установки не подходят.

Сравнение эффективности методов и фильтров

По эффективности методов опреснения воды их следует разделить на промышленные и бытовые. Большие объемы воды и очень жесткую воду (например, морскую) эффективнее всего опреснять методом дистилляции или методом ионного обмена, а в быту более эффективным будет метод обратного осмоса.

Так как колодезная вода используется в коллективных и индивидуальных системах автономного водообеспечения, то для ее опреснения необходимо применять методы ионного обмена или обратного осмоса. Примерами такого оборудования для коллективного пользования являются:

• Ecosoft FU-1035-Cab-CG;
• Organic U-1035 Econom;
• Ecosoft FU-835 Cab-CG;
• Organic Big Blue 20;
• Filter cab-1035-U CI;
• Atlas LCS15;
• BWT AQUADIAL Softlife 15.

Для индивидуального использования подойдут следующие фильтры:

• фильтр СВОД АС 10/250;
• СВОД АС 5/100;
• фильтр СВОД АС 5/300.

Но лучше всего в индивидуальном использовании для опреснения колодезной воды подходят фильтры обратного осмоса. Например:

• AURO-505P-JG (100G);
• 400G (на раме) AURO-4005-Rama;
• AURO-4005-FLOW;
• Atoll A560 Em Premium (с минерализатором).

В торговых сетях предложение фильтров для опреснения колодезной воды очень большое, поэтому свой выбор необходимо делать, основываясь на потребностях и возможностях. Оптимальным вариантом будет консультация со специалистами и отзывы других потребителей.

Опреснение воды замораживанием - новый метод, разработка которого началась во второй половине 70-х годов. В настоящее время проводятся детальные исследования различных процессов, в результате которых выделены три типа процессов замораживания: при контакте соляной вода с теплопередаюшей поверхностью, охлаждаемой с помощью холодильной установки; при испарении охлажденной вода в вакууме; и при непосредственном контакте воды с хладагентом, не смешивающимся с водой. Основными стадиями в опреснительных установках всех трех типов являются кристаллизация-льдообразование; сепарация льда и рассола и отмывка льда от рассола; и плавление льда. В установках третьего типа добавляется процесс разделения хладагента и пресной вода.[ ...]

Опреснение воды методом обратного осмоса (гиперфильтрации) происходит без фазовых превращений. Энергия при этом в основном расходуется на создание давления исходной воды - среды практически несжимаемой. Осмотическое давление растворов, близких по составу к природным водам, даже при их небольшой минерализации достаточно велико, например для морской воды, содержащей до 3,5% солей, оно составляет примерно 25 ат. Рабочее давление в установках по опреснению рекомендуется поддерживать не менее 50-100 ат и даже выше, так как производительность их определяется разностью между рабочим и осмотическим давлениями.[ ...]

Опреснение воды состоит в полном или частичном удалении растворенных солей из морской или любой другой соленой воды. В настоящее время опреснение используется при производстве деминерализованной воды для промышленных химических процес- сов и, в ограниченных количествах, для Ъужд человека в безводных районах (например, в областях, прилегающих к Аравийскому морю, и на некоторых островах в Карибском море) . С увеличением населения в США также возросли потребности в пресной воде до такой степени, что они не могут быть удовлетворены лишь запасами природной пресной воды. Таким образом, опреснение становится очень важным способом получения пресной воды.[ ...]

При опреснении воды открытых морей задача удаления рассолов решается проще. В случае их рассредоточенного сброса в море можно не опасаться сколько-нибудь существенных отрицательных последствий. Сброс рассолов также возможен при сооружении опреснительных установок на берегах внутренних морей (Каспийского или Азовского).[ ...]

С идеями опреснения воды мы сталкиваемся в «Естественной истории» Плиния Старшего (23 или 24-79) - античного историка, жившего в I в. н. э. Он описывает два метода опреснения. Первый, древнейший, состоит в том, что руна (овечьи шкуры), вывешенные на ночь за борт корабля, впитывают влагу, и утром ее можно отжать, получив таким образом пресную воду. Второй метод излагается им как легенда, имеющая многовековую историю. Суть ее в получении пресной воды внутри воскового шара, опущенного в море. Однако обнаружить экспериментальное подтверждение этого «способа» не удалось ни автору «Естественной истории», ни другим исследователям, обращавшимся к истории опреснения.[ ...]

Обычно при опреснении воды в качестве экстрагентов используются амины (диизопропиламин, триэтиламин, смеси последнего с диэтил-метиламином), спирты (бутиловый и др.), эфиры и др. По экстракционным свойствам и экономичности одним из лучших растворителей является триэтиламин. Диаграмма взаимной растворимости триэтиламина и воды различного солесодержания представлена на рис. 273 .[ ...]

Растворенные в воде соли удаляют путем дистилляции, электродиализа, ионного обмена и обратного осмоса. Дистилляция - это процесс превращения поступающей на обработку воды в водяной пар, который затем конденсируется. Дистилляция представляет собой один из способов, применяемых для опреснения морской воды. Электродиализ состоит в разделении положительных и отрицательных ионов с помощью селективных мембран, пропускающих при прохождении постоянного электрического тока ионы из обрабатываемого раствора, находящегося по одну сторону мембраны, к концентрированному раствору, находящемуся по другую сторону мембраны. Проблемы, возникающие при электродиализном способе опреснения воды, сопряжены с химическим осаждением слаборастворимых солей и засорением мембраны коллоидными массами. Для предотвращения засорения мембран опресняемая вода из поверхностных источников должна пройти предварительную обработку (химическое осаждение и очистка с использованием активного угля для извлечения из воды молекул органических веществ и коллоидов). Обессоливание, проводимое путем ионного обмена, описано в п. 7.9. Вследствие высокой стоимости этих процессов, по-видимому, ни один из них не найдет широкого применения в практике очистки воды.[ ...]

Солевой состав воды. Под солевым составом воды понимают совокупность растворенных в ней минеральных и органических соединений. В зависимости от количества растворенных солей различают воду пресную (до 0,5 %о) (%о - промилле - содержание солей в г/л воды), солоноватую (0,5-16,0 %о), морскую (16-47 %о) и пересоленную (более 47 %о). Морская вода содержит в основном хлориды, а пресная - карбонаты и сульфаты. Поэтому пресная вода бывает жесткой и мягкой. Слишком опресненные, так же как и пересоленные, водоемы малопродуктивны. Соленость воды - один из основных факторов, обусловливающих обитание рыб. Одни рыбы живут только в пресной воде (пресноводные), другие - в морской (морские). Проходные рыбы сменяют морскую воду на пресную и наоборот. Осолонение или опреснение вод обычно сопровождается изменением состава ихтиофауны, кормовой базы, а нередко приводит к изменению всего биоценоза водоема.[ ...]

При выборе способа опреснения и обеесоливания воды следует учитывать: солесодержание исходной воды, заданную производительность опреснительной установки, а также стоимость источников тепла, электроэнергии и потребных химических реагентов и материалов. На практике встречается необходимость опреснения воды с общим солесодержанием от 2000 до 35 000 мг/л.[ ...]

Весьма перспективным для опреснения воды является использование атомной энергии. Работы в этом направлении уже проводятся. В настоящее время в СССР на берегу Каспийского моря сооружается реактор на быстрых нейтронах, который будет сочетаться с дистилляционной опреснительной установкой. В США предполагается строительство такого типа станции мощностью 150-750 Мет, имеющей установку для опреснения производительностью 225-675 тыс. м3/сутки .[ ...]

Процесс удаления солей из воды в зависимости от степени их извлечения называется опреснением или обессоливанием. При опреснении воды концентрацию растворенных солей доводят до предела, близкого к содержанию их в пресных водах, при обессоливании - до содержания их в дистиллированной воде.[ ...]

Высокая стоимость процесса опреснения воды - основной недостаток и препятствие широкому его внедрению. Пресная вода традиционно является одним из наиболее дешевых продуктов и продавалась по цене несколько центов за тонну. Цена воды, полученной любым из методов опреснения, в несколько раз превышает стоимость природной воды в промышленных районах США. Исследования, проведенные в 50-х и 60-х годах, привели к снижению стоимости дистиллированной воды от 1,30 в 1950 г. до 0,23 долл./м3 в 1974 г. (для сравнения: стоимость природной пресной воды в городах США составляет 0,05 долл./м3).[ ...]

В центральную камеру подается вода, подлежащая очистке. При включении тока ионы проникают сквозь диафрагмы в катодное и анодное пространства. Обратная диффузия их затруднена диафрагмами. Аппарат для опреснения воды состоит из десяти последовательно соединенных ячеек. Вода Рис. 62.[ ...]

Значительный интерес представляет опреснение воды методом электроадсорбции ионов пористыми электродами. Оно основано на том, что образование двойных электрических слоев на разноименно заряжаемых от источника постоянного тока инертных электродах, обладающих сильно развитой поверхностью, сопровождается извлечением весьма значительных количеств растворенной соли.[ ...]

В Израиле используется установка для опреснения воды при вакуум-замораживании. Чистые ледяные кристаллы образуются в солевом растворе одновременно с испарением части жидкости. Эти ледяные кристаллы затем сепарируют от раствора и промывают. Промытые кристаллы приводят в соприкосновение со сжатым паром. По мере конденсации пара лед тает. Одним из преимуществ этой системы является очень низкое потребление энергии -11 -14 кВт-ч на 1 м3 получаемой воды, причем с усовершенствованием проекта эту цифру легко понизить до 7-9 кВт-ч на 1 м3. Израильская установка состоит из четырех блоков каждый мощностью 10 м3/ч. Она обрабатывает воду, забираемую из Красного моря, с концентрацией солей 4,2%. Каждый блок состоит из двух прилегающих цилиндрических сосудов диаметром 4 м. Один действует в режиме промывки, другой - как морозильник и оттаиватель. Под куполом установки имеется паровой компрессор, который отсасывает водяные пары из морозильника и сжимает их, далее они поступают в оттаиватель, а лед спускается вниз по желобу.[ ...]

Мы уже говорили об истории опреснения воды, и нетрудно было заметить, что его развитие было прежде всего связано с флотом. К 60-м годам нашего века были уже решены многие технические задачи получения больших количеств опресненной воды на судах.[ ...]

Важнейшими требованиями к экстрагентам для опреснения воды являются высокая селективность (вода, растворенная в растворителе, должна содержать значительно меньше солей, чем нерастворенная часть воды), высокая экстракционная емкость, чувствительность взаимной растворимости в системе вода - экстрагент к температуре, малая растворимость экстрагента в воде, легкость его регенерации, достаточно большая разность плотностей воды и экстрагента, стабильность экстрагента при взаимодействии с водными растворами солей и пр. Из известных растворителей наилучшими экстракционными свойствами обладают вторичные и третичные амины, содержащие в молекуле от четырех до шести атомов углерода .[ ...]

Более перспективной мембранной технологией опреснения вод повышенной минерализации является обратный осмос (гиперфильтрация). Данный метод опреснения основан на явлении осмотического переноса, т. е. на фильтровании воды через набор полупроницаемых мембран, пропускающих молекулы воды, но задерживающих ионы солей. Сущность процесса можно представить следующим образом. Если полупроницаемой мембраной разделить растворы различной концентрации, то молекулы воды будут двигаться в сторону выравнивания концентраций, т. е. из более пресной воды в более соленую. Этот переход будет наблюдаться до тех пор, пока концентрация растворов по обе стороны мембраны не станет одинаковой. Однако при этом объем изначально более соленой воды увеличится. Разность уровней воды по обе стороны мембраны, соответствующая равновесной концентрации, и характеризует осмотическое давление. Совершенно очевидно, что для опреснения соленой воды необходимо процесс направить в другую сторону.[ ...]

Ведь мы имеем дело с довольно энергоемким производством, требующим вложения значительных материальных ресурсов. На первый взгляд это так. Тем не менее уже во многих странах идут на существенные материальные затраты, решая с помощью опреснения воды задачи жизнеобеспечения населения и развития хозяйства. Эти затраты, как можно было убедиться на приведенных нами ранее примерах, себя оправдывают. Важен и тот факт, что совершенствование технологии дистиляционного опреснения постоянно учитывает экономическую сторону этого процесса, снижая год от года стоимость получаемой воды. Аналогично сейчас развивается мембранная технология.[ ...]

В данной книге не рассматриваются подробно способы опреснения воды, изменяющие ее агрегатное состояние ‘. Отметим, что в настоящее время при высоком солесодержании воды наибольшим распространением пользуются дистилляционные опреснители. Основная функция их состоит в испарении воды с последующей конденсацией пара, которая и приводит к получению пресной воды.[ ...]

Но, что бы ни утверждал Керодрэн, отношение моряков к опресненной воде не изменилось.[ ...]

Такой фильтр, казалось бы, давал возможность обогащать опресненную воду ионами кальция, хлора, в какой-то мере гидрокарбонат-, карбонат- и сульфат-ионами, что должно было делать минерализованную воду более насыщенной по химическому составу. Обогащение ионом магния в этом случае не было предусмотрено, хотя в природных водах его содержание достаточно высокое.[ ...]

Юб.Розвал К.С. Особенности действия на организм человека опресненных вод различной степени минерализации // Ж. Гигиена и санитария. 1971. №8.[ ...]

На свои нужды человечество использует, главным образом, пресные воды, которые составляют 1 % от общего объема гидросферы. Для решения этой проблемы следует привлечь опреснение воды Мирового океана, подземные воды и воды ледников (опреснительные установки АО «Комсомолец» - пищевое олово). Из-за дороговизны и высокой энергоемкости опресненных установок доля опресненных вод в общем объеме водоснабжения незначительна (США - 7 %, у нас - 1 %).[ ...]

Наилучшими гидратообразующими веществами из применявшихся для опреснения воды являются пропан С3Н8 и фторхлорпро-изводные углеводородов жирного ряда - фреоны. Эти вещества нетоксичны и одновременно используются в качестве хладагентов для поддержания температуры, необходимой для гидратообразова-ния. Так, фреон-12 (дифтордихлорметан CF2C12), имеющий т. кип. -23,7°, образует с водой газгидрат со структурой II. При использовании пропана (т. кип. -42,Г С), образующего газгидрат со структурой II, опреснение воды ведется при 2-5° С и давлении до 500 кПа. Интервалы температур и давления, при котором возможно формирование газгидратов, зависит от солесодержания воды. Так как образование газгидратов сопровождается выделением теплоты, то в процессе кристаллизации систему необходимо охлаждать. Для ускорения образования зародышевых кристаллов смесь газа с водой переохлаждают. Образующиеся газгидраты удерживают на поверхности кристаллов слой рассола, поэтому после отделения их необходимо промывать опресненной водой.[ ...]

Таким образом, при подходе к выбору сплрялгп состава для придания опресненной воде питьевых качеств можно было исходить из суммы известных в то время гигиенических знаний о нормировании химических веществ в питьевой воде, биологической роли отдельных микро- и макрокомпонентов воды, определяющих как органолептические, так и физиологические ее свойства.[ ...]

Сущность метода состоит в том, что при пропуске постоянного тока через воду на пути направленного движения ионов ставят ионитовые мембраны, обладающие селективной способностью пропускать ионы с определенным знаком заряда. В результате этого в одной части ячеек, образованных мембранами, происходит опреснение воды, а в другой - концентрирование солей.[ ...]

Некоторым видоизменением описанного процесса кристаллизации является опреснение воды при помощи получения кристаллогидратов пропана. Первый этап состоит в связывании части воды соленого раствора в кристаллогидраты пропана. Затем производится сепарация кристаллов от маточного раствора, очистка их от рассола и, наконец, плавление кристаллов для получения пресной воды.[ ...]

Степень проработки различных технологических процессов очистки сточных вод неодинакова. Часть из них находится на стадии опытных, другая - опытно-промышленных испытаний. Наиболее отработанным является мембранный обратноосмотический метод обессоливания и опреснения воды с доведением солесодержания до уровня питьевой воды (500 мг/л). Тысячи обратноосмотических установок по обессоливанию воды эксплуатируются в мире в настоящее время. Этот пример широкомасштабного внедрения мембранного метода для очистки воды свидетельствует о реальности доработки до широкомасштабного применения и других близких по технологическим процессам методов. Мембранные методы очистки сточных вод хорошо зарекомендовали себя также на небольших установках (стационарных и передвижных), на судах и морских платформах.[ ...]

Опреснительная установка состоит из блока электродиализаторов, насосов, баков опресненной воды (дилюата), баков рассола (концентрата), кислотного бака, блока переполюсовки и пульта управления.[ ...]

Принципиальная схема установки, одинаковая для всех возможных технологических вариантов опреснения воды методом электроадсорбции ионов, приведена на рис. 347. Во избежание разложения воды и побочных окислительно-восстановительных реакций на электродах процесс адсорбции проводят при напряжении не более 1,5 В. Десорбцию поглощенных ионов (регенерацию электродов) осуществляют переключением полярности электродов. В период регенерации адсорбированные ионы переходят в соленую воду, сбрасываемую в дренаж.[ ...]

Отдельные этапы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию средств опреснения вод повышенной минерализации, выполняемых в нашей стране, обсуждались в Государственном комитете СССР по науке и технике на уровне временных научно-технических комиссий. Такие комиссии, включавшие высококвалифицированных специалистов из различных ведомств, созывались в 1970 и 1978 гг. Их функция состояла главным образом в выработке единой технической политики в области опреснения и обессоливания воды. Этот подход основывался на оценке мирового научно-технического уровня существующей технологии опреснения и тенденциях ее развития в зарубежных странах. Были также определены ключевые технические проблемы в области опреснения вод повышенной минерализации в СССР и намечены основные пути их решения. При этом большое внимание было уделено мембранной технологии.[ ...]

Заказаны опреснители, которые будут вырабатывать на о. Аруба еще 10 тыс. т и на о. Кюрасао - 4 тыс. т пресной воды в сутки. На обоих островах пресная вода является побочным продуктом силовых станций, потому что тепло отработанного пара используется для опреснения воды. Сочетание силовой станции и опреснителя является результатом многолетней работы фирмы Уэйра. Установка на о. Кюрасао ко времени издания этой книги проработала на полную мощность 26 000 часов (три года) и не имеет накипи.[ ...]

В настоящее время наиболее изученным агентом является пропан, на использовании которого основана схема опреснения воды гидратным методом, представленная на рис. 280.[ ...]

Установки первого типа представляют собой небольшие емкости со светопоглощающим дном, заполняемые соленой водой. Над ними устанавливается наклонное перекрытие из стекла или прозрачной пластмассы (рис. 327 и 328). Пары воды, охлаждаясь за счет более холодного атмосферного воздуха, конденсируются на внутренней поверхности установки; капли опресненной воды стекают в периферийные лотки. В зависимости от конструкции и использованных материалов производительность опреснителей этого типа в условиях среднеазиатских республик достигает 10 л воды в сутки с 1 м2 .[ ...]

Основная зона разгрузки вод приурочена к южно-ставропольской зоне поднятий (Убеженское месторождение), где имеются благоприятные условия для перетока вод в вышележащие отложения. Здесь распространены воды пестрого состава с минерализацией менее 10 г/л. В пределах Терско-Каспийского прогиба, Ногайской ступени и частично Чернолесской впадины выделяется зона АВПД, для которой характерно преобладание вод с минерализацией 35-60 г/л. В нижней части верхнемелового комплекса часто встречаются воды повышенной минерализации (60-90 г/л, гЫа/гС1 0,8-0,97). Такое изменение минерализации вод по разрезу комплекса связывается с поступлением опресненных вод из вышележащих глинистых отложений палеогена при их уплотнении.[ ...]

В настоящее время разработаны и эксплуатируются электродиализные установки большой производительности для обессоливания пресной воды. Так, в работе сообщается о результатах наладки электродпализной установки призводительностью 250 м3/ч для опреснения воды с солесодержанием 500-2000 мг/л. Установка состоит из двух модулей с 300 парами ячеек размером 1500X1500 мм. Оборудование установки выполнено из пластиков. Вода проходит предварительную декарбонизацию на слабокислотном катионите и умягчается на сильнокислотном катионите. Слабокислотный катионит регенерируется НС1, а сильнокислотный также НС1, но с добавлением части рассола от электродиализатора. Расход энергии составил 1,77 кВт-ч/м3. Снижение соле-содержания составило в среднем 40% исходного.[ ...]

Электродиализные опреснительные установки разделяются на прямоточные и циркуляционные. В одно- и многоступенчатых прямоточных установках заданное опреснение воды происходит в процессе ее протекания через ячейки ванны. В циркуляционных - опресняемая вода пропускается через ячейки ванны до тех пор, пока содержание в ней солей не снизится до заданного, они бывают порционного и непрерывного действия. Выбор установки осуществляется на основе технико-экономических расчетов.[ ...]

Вопрос этот не нов. Он возник почти одновременно с появлением перегонных аппаратов, предназначенных для морских судов. И первыми задали его сами моряки. Опресненная вода оказалась безвкусной. Она не утоляла жажды, вызывала неприятные ощущения. Моряки отказывались ее пить. В XVIII в. перегонные кубы на судах установило морское министерство Франции. И именно это ведомство первым отреагировало на жалобы моряков. Для эксперимента были отобраны арестанты. На островке Эне посреди рейда порта Рошфор были заключены на 30 дней шесть человек. Единственной водой для питья был дистиллят. Никто из арестантов не умер, внешне все были здоровы. И 29 декабря 1817 г. генерал-инспектор французского флота Керодрэн опубликовал в «Мониторе» статью, полностью реабилитирующую опресненную воду.[ ...]

Промышленные электродиализные установки состоят из большого числа параллельно работающих камер. В многокамерных установках рассольные камеры и камеры опреснения воды (рабочие дилюатные камеры) образованы чередующимися катио-но- и анионоактивными мембранами. Первые пропускают в электрическое поле катионы, но задерживают анионы, вторые, наоборот, пропускают анионы, но задерживают катионы.[ ...]

Установка для гидратного разделения во многом подобна установке УРУС (см. Х1Х-21). Реактор для гидратации заменяет морозильную камеру системы УРУС. Соленая вода и гидратирующая жидкость инжектируются в эту камеру при определенных давлении и температуре. Часть гидратирующего агента превращается в пар и при поглощении тепла вызывает образование гид-ратных кристаллов. Кристаллы затем промываются от рассола и направляются в плавильную камеру, где необходимое для плавления тепло получается при конденсации сжатого пара из реактора. Основной проблемой, как и в системе ЯРУС, является проблема разделения опресненной воды и части гидратирующего агента. В данной системе плавильная камера располагается вне реакционного сосуда в отличие от системы УРУС, где она помещена в объединенную ячейку (гидроконвертор).[ ...]

Избыточное количество пропана, выходящее из главного компрессора, дополнительно сжимается во вторичном компрессоре, затем конденсируется в теплообменнике при охлаждении опресненной водой и переохлаждается стоковым рассолом и исходной морской водой. Переохлажденный пропан, попадая в реактор, мгновенно испаряется, компенсируя тепловые потери реакторной системы. Полученная пресная вода и рассол проходят через турбины, предназначенные для возврата части энергии, расходуемой на приведение в действие насосов подачи морской воды.[ ...]

Сибирская ряпушка на территории Якутии - главный промысловый вид во всех реках, впадающих в моря Северного Ледовитого океана. Значительную часть своей жизни ряпушка проводит в опресненных водах приморской зоны и придельтовых участках, т.е. на шельфе. Основу промысла составляют половозрелые особи с длинной тела (ас) 270-350 мм, чаще 300-330 мм, массой 100-250 г. За период 1991-1999 гг. ежегодный вылов ряпушки в водоемах Якутии составил в среднем 750 т.[ ...]

Озтегив и Меэориэ, если не считать их жилых пресноводных форм, являются типичными обитателями солоноватых вод, не уходящими далеко от берегов вглубь моря. Мойва уже является типичной пелагической рыбкой, проводящей значительную часть своей жизни в море, где ее частенько наблюдают китоловы, когда она выпрыгивает из воды при преследовании китов.[ ...]

Этот метод основан на фильтрации растворов под высоким давлением через соответственно приготовленные ацетилцеллюлозные мембраны на пористых трубах. При этом фильтрат имеет значительно меньшую концентрацию растворенных веществ, чем в исходном растворе. Метод опреснения воды гиперфильтрацией основан на фильтрации соленой воды через полупроницаемые мембраны, пропускающие воду, но задерживающие гидратированные ионы растворенных в воде солей.[ ...]

В 1907 г. на Аравийском берегу Красного моря, в Джидде, входившей в то время в состав Османской империи, было установлено два опреспптеля. Работали -они на твердом топливе. В 1928 г. они были заменены на более совершенные испарители с погружными трубами мощностью по пресной воде 135 м3/сут каждый. Для этого города использование опресненной воды и по сей день является важнейшим элементом жизнеобеспечения. Память о первых его опреснительных установках хранят смонтированные из их частей своеобразные скульптуры.[ ...]

Во время отлива грунт значительно подсыхает и содержание соли в нем возрастает в несколько раз. Деревья мангров обладают удивительной способностью выносить большие колебания концентрации солей (главным образом поваренной соли) в почве. Корни их обеспечивают всасывание опресненной воды путем ультрафильтрации, как показали исследования П. Ф. С к о л а и д е р а, проведенные в 1968 г. Жидкость, поступающая в сосуды древесины мангровых, содержит всего около 0,03% соли. И все же соль накапливается в тканях, особенно сильно в старых листьях за счет длительной транспирации.[ ...]

Однако ни один из указанных способов удаления остаточных рассолов нельзя рассматривать как универсальный, пригодный для любого района. Более того, удаление отходов опреснительных установок даже при их малой производительности в ряде мест становится трудной задачей, от решения которой зависит иногда сама возможность опреснения вод повышенной минерализации.[ ...]

Следует отметить, что в вымораживающих и газогидратных установках с прямоконтактными аппаратами достигаются наибольшие коэффициенты тепло- и массообмена при небольшом тепловом напоре, что позволяет значительно уменьшить энергозатраты и, следовательно, капиталовложения на оборудование. При использовании этих процессов опреснения воды отсутствуют интенсивная коррозия материалов и накипеобразование. Поскольку эксплуатационной проверки газогидратные установки не прошли, приводимые в литературе экономические оценки способа можно принять как ориентировочные. По имеющимся данным энергетические затраты при опреснении с помощью фреона-31 составят 4,5 кВт-ч на 1 м3 пресной воды.[ ...]

Перспективными гидратообразующими газами являются пропан и различные типы фреонов. При относительно небольшом избыточном давлении и температурах выше 0°С создаются условия для выпадения газгидра-тов в виде легкой снегоподобной массы. Последующая отмывка кристаллов от рассола, выделение газа и возвращение его в цикл дает возможность получить опресненную воду из растворов с солесодержанием самого широкого спектра. Для расплавления кристаллогидратов можно в установках подобного типа использовать так называемое бросовое тепло (отработанную горячую воду, выхлопные газы, низкопотенциальный пар). Для повышения экономичности установок технологию опреснения совершенствуют с тем, чтобы попутно извлекать из рассолов ценные компоненты - например, магний, йод, бром, вольфрам - и утилизировать оставшиеся соли.