Как очистить морскую воду для питья

Очистка и опреснение воды это  технологический процесс удаления содержащихся  в ней в растворенном виде солей с целью получения пригодного для использования продукта в пищевых или технических целях.

Запасы пресной и морской воды на земпле

Водопроводная вода, хоть и проходит стадию подготовки на очистных сооружениях прежде, чем попасть к потребителю, требует дополнительной очистки до питьевой. Процесс удаления нежелательных веществ нужен не только для особо требовательных физико-химических процессов на производственных предприятиях, но и для бытового потребления в квартирах, частных домах, для полива растений и содержания животных. Для осуществления этого процесса используются один из 4 методов очистки воды до питьевой, либо применяется комбинированный способ.

Водные запасы нашей планеты составляют около 72% всей территории, однако большая часть находится в форме соленой воды акватории Мирового океана. Она не пригодна для использования в питьевых и хозяйственно-бытовых целях ввиду высокой концентрации растворенных солей. Интенсивное развитие промышленности и рост населения требует огромных запасов опресненной и обессоленной воды. В XXI веке проблема нехватки пресной воды встает даже в тех районах планеты, где такой вопрос никогда не поднимался. Системы для опреснения воды стремительно набирают популярность.

Количество солей – солесодержание – входит в число основных показателей, определяющих качество воды, применяемой для приготовления еды, питья, полива, технических нужд. Соли состоят из металлов, гидроксилов, кислотных остатков. В небольшом количестве их присутствие – минерализация воды – улучшает её вкусовой и химический состав. В избыточном сильно ухудшает, приносит большой вред здоровью человека и природе – почвам, водоемам, флоре, фауне. В водном растворе должны присутствовать соли в количестве, предписанном стандартами. Процесс очистка воды с солью до нормально допустимого состояния называется обессоливанием (деминерализацией).

Как связано качество питьевой воды и методы очистки воды

Технология очистки воды до питьевой – это процесс подготовки природной воды, включающий различные методы удаления нежелательный частиц, минералов, биологических веществ и газов, результатом которого является получение пригодной питьевой воды.

Прежде чем выбрать способы очистки воды питьевой воды, необходимо разобраться, от чего чистить воду. К основным загрязнениям пресной воды (водопроводной, колодезной, родниковой, скважинной) относят:

• механические примеси – песок, ил, глина, ржавчина;
• микроорганизмы, бактерии, вирусы и органические соединения;
• железо, марганец и тяжелые металлы;
• гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, соединения азота и свободных лор;
• легкорастворимые соли и газы.

Реализуемые современные методы очистки воды до питьевой различны и подбираются в зависимости от качества исходной воды, которое проверяют путем лабораторного исследования.

Что такое сухой остаток воды

Сухой остаток воды – это концентрация в водном растворе неорганических ионов и некоторых органических соединений. Часто сухой остаток путают с минерализацией воды. Оценить содержание минеральной составляющей можно взвешиванием сухого остатка при выпаривании, количество органических веществ может показать потеря веса при прокаливании выпаренного содержимого пробы.

Сухой остаток воды – это содержание всех растворенных веществ, основная доля которых приходится на Mg2+, Na+, K+, Ca2+, HCO3–, SO42–, Cl –. Превалирующий анион в водном растворе определяет его гидрокарбонатную (карбонатную), хлоридную или сульфатную природу, а по преобладающему катиону вода может быть магниевой, натриевой и кальциевой. Остальные ионы встречаются в небольших концентрациях, но также оказывают влияние на свойства воды. По количеству солей в водном растворе определяют общий процент его минерализованности М. Формула сухого остатка воды:

М = Ʃ Кат + Ʃ Ан,

где Ʃ Кат – суммарное число катионов, мг/л; Ʃ Ан – суммарное число анионов, мг/л.

Как сделать морскую воду пресной с помощью подручных средств

Жизнь может преподносить немало сюрпризов. И не всегда приятных. Надеемся, вам не придётся застрять на необитаемом острове или посреди африканской пустыни без доступа к питьевой воде. Но, всё же, советуем узнать, как опреснить морскую воду с помощью подручных средств. Вдруг пригодится?

Метод, описанный ниже, пользуется большой популярностью среди поклонников лайфхаков для выживания. И не зря: процесс прост, требует не так много «инвентаря» и относительно немного времени. Если начать процесс дистилляции на рассвете, уже к полудню морская вода станет пригодной для питья.

Чтобы опреснить морскую воду и сделать её питьевой, вам понадобятся:

1. Ведро, миска или кастрюля;2. Тёмная ёмкость (чёрный цвет эффективнее притягивает солнечное тепло и нагревается);3. Стакан или пластиковая бутылка без горла;4. Плёнка, полиэтиленовый пакет или крышка;5. Солнечный свет

Что такое опреснение воды

Солесодержание – это суммарное содержание в воде природного источника минеральных неорганических солей, которое характеризует степень минерализации воды. Морская вода содержит в основном растворенные ионы соединений Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, MgCl2, NaCl в следующем соотношении: HCO3- + SO42- ˂ Ca2+ + Mg2+, Cl- ˃ Na+. Концентрация солей колеблется в зависимости от расположения моря. Средний показатель солености Мирового океана – 35 г/л.

Опреснение воды – это комплекс мероприятий, позволяющих уменьшить концентрацию солей в воде до показателей, соответствующих нормативам питьевого водоснабжения и промышленного водопотребления. Для питьевых целей показатель минерализации воды не должен превышать 1000 мг/л.

Технологический цикл может включать разные способы опреснения воды, в основе которых лежат химические методы осаждения, ионный обмен, фильтрация на мембранных установках обратного осмоса, воздействие температурой и постоянным электрическим током. Часть из них основана на изменении агрегатного состояния воды – замораживание или переход в газообразное состояние с последующим возвращением в форму жидкости.

Вода – многокомпонентная динамическая система. К химическим параметрам качества водного раствора относятся общее содержание растворенных соединений или сухой остаток, рН, показатель щелочности, наличие газов, способность к окислению, присутствие сульфат- и хлорид-ионов, соединений азота в виде NH4+, NO2 – , NO3 –, железа, щелочно-земельных металлов, следов токсичных и радиоактивных элементов. Окисляемость обусловлена присутствием органических составляющих, жесткость – концентрацией солей Ca и Mg, а сухой остаток – содержанием в воде растворенных соединений. На физико-химический состав водного раствора в природной среде существенно влияют организмы растительного и животного происхождения: вирусы, бактерии, водоросли. Высокая степень минерализации воды портит ее вкусовые качества, придает горький, соленый вкус, не утоляет жажду, нарушает водно-солевой баланс организма, работу пищеварительной, сердечно-сосудистой системы. Для доведения параметров до нормативных потребительских показателей воду из источников очищают. Системы очистки воды от сухого остатка применяются на промышленных предприятиях и в частных домах.

Почему обратный осмос наиболее востребован для опреснения морской воды

Сегодня в мировой практике наиболее востребованы два метода опреснения и обессоливания воды: механический или мембранный (обратный осмос) и термический на основе дистилляции. В первом случае речь идет о технологии обратного осмоса. Станции обратного осмоса работают на основе физико-химического процесса баромембранного разделения. Полупроницаемые мембраны из полиамида и ацетата целлюлозы в виде пустых волокон задерживают практически все соединения, растворенные в воде. Чистота очистки достигает 98%. Надо помнить, что на эффективность и скорость опреснения соленых вод способом обратного осмоса, а также на долговечность мембраны влияет предварительная первичная подготовка воды.

Современные производственные обратноосмотические станции состоят из:

• фильтра предварительной очистки,
• дозации антискаланта, препятствующего образованию отложений на мембране,
• насоса высокого давления,
• фильтрующих мембран,
• модуля химической промывки.

Установки обратного осмоса просты, легко монтируются, не требуют больших энергозатрат, удобны в обслуживании за счет практически полной автоматизации процесса. Главным контролируемым параметром является стабильность давления при подаче воды на мембрану.

Как морскую воду превратить в пресную не имея ничего под рукой

Пить воду из океана — это прямой путь к обезвоживанию организма и смерти, это знают все. Хотя один смельчак все же нашелся в 1952 году. Ален Бомбар решил провести эксперимент и переплыл Атлантический океан, питаясь только океанической рыбой и запивая ее морской водой. Благодаря нему теперь известна безопасная норма потребления соленой воды — 700 миллилитров в сутки в течение семи дней. Большее количество представляет опасность для человека.

Повторять таких подвигов мы не будем, а лучше придумаем, что нам делать с морской водой, чтоб ее можно было пить без ограничений.

Сразу оговоримся, что кипячение тут не поможет, а только усугубит ситуацию. Да, микроорганизмы однозначно погибнут. Но вся пресная вода уйдет вместе с паром, оставив только соль, а она приблизит вас на шаг к гибели. Но пар — уже хорошая зацепка, ведь он и есть вода, только в газообразном виде. Остается его только грамотно собрать.

И для этого есть целых два способа. Правда, оба они скорее теоретические, а первый так и вовсе нам подойдет только в том случае, если мы застряли на Северном полюсе.

• Да, это замораживание. Зачерпываем морскую воду и ждем появления на поверхности кристаллов льда — они на вкус будут пресными, и такой водой вполне можно напиться.
• А вот дистилляция нам вполне подходит, главное, чтоб инструментарий был под рукой. Это перегонка воды с помощью выпаривания. А дальше два сценария развития:

Обратный осмос – основной метод очистки воды от солей

При обратносмотическом процессе водный раствор пропускается через микроскопические капилляры мембраны. Через них молекулы воды проникают беспрепятственно, но задерживаются все остальные микрочастицы. Можно ли очистить воду от соли на 99,9 % – установки, которые продаются на сайте компании Diasel, очень глубоко производят удаление всех солей и примесей. Показатель качества очистки воды от солей и металлов близок к 100 %.

Компактная линия, с помощью которой легко убрать соли воды, выполняет сразу несколько функций. Помимо солей она удаляет другие вредоносные примеси, производя комплексную очистку от нежелательных химических веществ. Процесс не образует отложений, которые могут засорить систему или проскользнуть в очищенный раствор. Жидкость становится прозрачной, мягкой, пригодной для разных нужд – для мытья, еды и питья, для подачи в бытовую технику и промышленные системы.

На сайте компании “Диасел” можно купить разные обратноосмотические системы очистки воды от солей:

• Установки обратного осмоса для различных промышленных предприятий.
• Двухступенчатые установки различной производительностью от 50 литров до 20 м3/час используют в медицине, в энергетике, радиоэлектронике, металлургии.
• Установки на весь дом востребованы в частном домостроении. Их приобретают владельцы загородных особняков, дачных коттеджей, подводящие воду из автономных источников.
• Бытовые системы обратного осмоса пользуются спросом даже у владельцев небольших предприятий общественного питания. В доме компактное устройство размещается под кухонной раковиной и обеспечивает жильцов полезной деминерализованной водицей.

Установки, производящие удаление солей воды, извлекают до 98-99 % примесей, качественно улучшая вкус воды.

Польза обратноосмотических установок обессоливания

Вода, подвергнутая очистке, при нагревании не образует накипь. Надолго продлевается срок службы промышленной техники, бытовых приборов, всех систем жизнеобеспечения – отопительных, водопроводных, канализационных. Очищенные водные растворы можно безопасно использовать на производстве, в гидротехнических сооружениях, в котельных станциях.

Затраты на приобретение установки обратного осмоса быстро окупятся, принесут пользу. Избавят от протечек, поломок гидрооборудования, проблем со здоровьем.

Купить обратный осмос, способный очистить воду от растворенных солей, от взвешенных примесей и коллоидных частиц, удобно в Diasel Engineering. Инженеры компании подберут комплекс, соответствующий задачам частных клиентов, общественных организаций, промышленных производств. Выполнят установку, запуск, тестирование. Дадут исчерпывающую консультацию по использованию оборудования. Обеспечат гарантийное и текущее обслуживание.

Что важно знать про фильтры для сухого остатка в воде

Мало знать, как убрать сухой остаток в воде, важно понимать принцип действия обратного осмоса и его слабые места. Мембраны чувствительны к хлорсодержащей органике, крупным взвешенным частицам. Для сохранности мембранного элемента устанавливается механический фильтр грубой очистки или узел предочистки воды перед мембранным элементом и фильтр на угольной основе для удаления органических соединений Cl. Количество взвешенных примесей в воде, поступающей в мембрану, не должно превышать 0,55 мг/л.

Удаление сухого остатка в воде может привести к дефициту полезных элементов. Минерализующие картриджи – еще один важный элемент, который насыщает воду потерянными на мембране минеральными компонентами, но в нужном количестве и полезными соединениями Ca, Mg, K, Na.

Проблемы с опреснением морских и соленых вод

По статистике сегодня десятки стран на планете испытывают дефицит чистой питьевой воды. Львиная доля запасов дистиллированной воды сосредоточена в ледниках за полярным поясом, однако добыча их оттуда затруднена. Загрязнение грунтовых и подземных вод уменьшает количество источников водоснабжения. Каждый день ученые ищут новые средства очистки и опреснения воды из имеющихся ресурсов: сбор дождевой и талой воды, плавление доступного льда айсбергов, замкнутые циклы водоснабжения и водоочистки на производствах.

Еще острее ощущается необходимость получения питьевой воды методом опреснения морей и океанов в прибрежных районах, на засушливых пустынных территориях с минимальным количеством пресных водоносных горизонтов. Этим объясняется востребованность и усовершенствование методов для опреснения морской воды путем удаления повышенной концентрации солей.

Какую воду нужно опреснять?

Планета Земля имеет огромные запасы  воды, но  основная  ее часть  входит в состав мирового океана и является соленой морской водой. Качество морской воды не позволяет использовать ее в чистом виде для  промышленных сельскохозяйственных и тем более для пищевых целей.  В составе морской воды в растворенном виде присутствует более 50 элементов    системы Менделеева. Концентрация  каждого элемента в отдельности крайне ничтожна, но все вместе они определяют показатель, из-за которого морскую воду называют соленой. Вода, пригодная для пищевых целей  должна содержать солей   не более 0,002 г/мл. Для достижения  такой концентрации разработано большое количество способов, главная цель которых  очистить  морскую воду от солей и очистить ее. Главная задача разработчиков состоит в том, чтобы  найти способ, который  имел бы низкое потребление энергии и  максимально полную очистку, после которой вода могла бы использоваться  населением.

Опреснение воды с помощью испарения (дистилляции)

Шаг 5

Оставляйте ваш дистилляционный аппарат на солнце и ждите. За 8-10 часов под плёнкой в условиях искусственной «жары» морская вода будет испаряться, превращаться в конденсат и в виде пресных «осадков» выпадать прямо в стакан.

А на случай экстренных ситуаций также советуем узнать, как сделать портативный фильтр для очистки воды, который можно взять в поход или путешествие.

Присутствие солевых примесей ощущается органолептически:

• Вкус солоноватый, с неприятной кислотной горчинкой или горько-соленый.
• Запах с резковатым характерным оттенком.
• Сероватый или белёсый налет на посуде.
• Длительная варка овощей, жесткость вареного мяса.
• Стянутость кожи, покалывание после мытья.
• Сухость, ломкость волос.
• В жесткой воде слабее проявляются пенящие свойства моющих средств, возрастает их расход.

Точное количество солевых примесей можно определить, заказав химический анализ в лаборатории. Там вычислят общую минерализацию, численность отдельных веществ, сухой остаток. На основе полученных расчетов легко выбрать промышленные и бытовые установки по очистке воды от солей.

Значения ПДК для некоторых элементов в мг/л:

Можно самостоятельно выполнить измерения с помощью специальных переносных приборов – солемеров. Анализатор TDS-метр меряет общее количество веществ в водном растворе (численность солесодержащих частиц на 1 миллион частичек воды: 1 ppm = 1 мг/л) и выдает показатель минерализации, зависящий от суммарной концентрации ионов (положительных катионов, отрицательных анионов).

Солесодержание зависит от температуры. При нагреве воды отложения на дне и стенках посуды намного интенсивнее, чем в сосудах с холодной водой. При разной температуре измерения будут отличаться. При выборе установок для очистки воды с солью ориентируются на усредненные годовые показатели. Чтобы их получить, нужно сдавать пробы на анализ каждый сезон.

Какие соли в воде нужно очистить

К солям относятся соединения металлов с разными химическими веществами. В зависимости от состава они делятся на несколько групп.

Соли могут быть простыми, двойными, смешанными, кристаллогидратными. От их состава зависит степень очистки, способы деминерализация, выбор оборудования для очистки воды от солей.

Вся вода на планете имеет различный солевой состав. Особенно много соединений в артезианской добыче. Чем глубже залегают водоносные слои, тем они более соленасыщены – присутствие примесей колеблется в диапазоне 1000–10 000 мг/л. Среди них почти всегда есть сульфаты, хлориды, сульфиды, фосфаты, карбонаты. Поэтому перед употреблением необходимо очистить воду от солей.

Как очистить воду от соли

Как можно удалить соль из воды – очистку производят разными способами. Бытовую воду, текущую из крана, можно отстаивать, дистиллировать, заморозить/разморозить, профильтровать или прокипятить. Эти способы подходят для обработки небольшого количества водных растворов.

Жидкость, добытую из природных открытых или глубинных подземных источников, обрабатывают более тщательно сложными промышленными способами, среди которых применяются:

• Механическая очистка от примесей, присутствующих в виде крупных частиц величиной от 5 мкм.
• Очистка с помощью разнообразных осадочных фильтров, которые улавливают мелкие частицы.
• Использование химических реагентов – смол, извести, сульфаугля.
• Электродеионизация с помощью ионообменного материала.
• Обратный осмос – особо эффективный мембранный вариант обессоливания.

При выборе способы очистки воды от солей, при подборе оборудования учитываются: производственные задачи, назначение жидкости, мощность подачи потока, давление, прочие факторы.

Бедный Робинзон

Какие спички, какой костер! Только ты и вокруг дикая природа. Ну, и немного подручных средств.

Всеми правдами и неправдами находим бутылку или иной сосуд, в который будет скапливаться пресная вода, целлофановую пленку или пакет. И переходим к рытью ямки в нескольких метрах от береговой линии. Копаем до тех пор пока вода не просочится из под земли.

У бутылки отрезаем верхнюю часть и, перевернув вниз горлышком, вставляем ее в нижнюю. Благодаря такой конструкции вода будет стекать в сосуд, но при этом не будет испаряться обратно.

Помещаем бутылку в центр ямы. Сверху ямку застилаем целлофановой пленкой. А в центр пленки, ровно под бутылкой, кладем грузик в виде камня и горсти земли. Испаряясь, капли воды будут конденсироваться на пленке и под собственным весом скатываться по продавленной пленке точно в наш сосуд.

Если по каким-то причинам нам так и не удалось докопаться до воды, то не отчаиваемся. Заполняем выкопанную яму зеленью, травой, листьями растений и так же накрываем пленкой. Парниковый эффект испарит из них бесценную влагу. Главное, чтобы солнце не подвело.

Единственный нюанс: так как конденсат абсолютно лишен солей, опытные экстремалы советуют добавить немного морской воды. Это позволит быстрей утолить жажду.

Мы знаем все о качестве питьевой воды и методах ее подготовки

Все методы подготовки питьевой воды имеют свои достоинства и недостатки, поэтому выбирая подходящий вариант, нужно основываться на пригодности способа в каждом конкретном случае. Например, провести анализ воды и установить качественный и количественный состав примесей, а также понять, какой уровень очистки воды на выходе требуется, ведь к питьевой воде, воде для бытовых нужд и технической воде предъявляются разные требования. Наилучший вариант – приобрести комплексную установку, позволяющую провести очистку и насыщение воды полезными минералами.

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.

Очистка воды от солей в походных условиях

Очистка воды от солей в походных условиях.

Что делать в походе, когда в пути не предусматривается питьевая вода? Например, будут болота, озёра, реки (типа Днепра), лиманы, моря. Но не будет чистой и пресной воды. Чаще всего туристы берут с собой специальные обеззараживающие воду таблетки, вспоминают бабушкины рецепты про обеззараживание воды травами, дезинфекцию воды перекисью или марганцовкой.

Но это всё хорошо подходит для пресной и относительно прозрачной воды. А если в походе предусматривается встреча только с солёной водой? Конечно, можно пресную воду покупать. Но в местах, где источников пресной воды немного, она обычно достаточно дорога, т.к. её приходится привозить из других районов либо получать с помощью систем очистки воды. А если лагерь устроен вдали от цивилизации? Нести воду с собой? Это как минимум, плюс 5 килограмм к весу рюкзака.

Есть один способ очистить воду, богатую солями – опреснение морской воды с помощью процесса дистилляции. Что такое дистилляция? Образно говоря, это когда вода кипит, пар над ней собирается, охлаждается, превращается обратно в воду и собирается в ёмкости-приёмнике. Почему дистилляция очищает воду от солей? Потому что соли кипят при более высокой температуре, чем вода. Поэтому первой испаряется вода. Без солей. Если в воде, которую дистиллируют, присутствуют легколетучие органические вещества, кипящие при меньшей температуре, то они испарятся первыми. Поэтому один из принципов дистилляции – не направлять собиратель пара сразу в принимающее устройство, а дать воде серьёзно закипеть. Второй важный принцип дистилляции – хорошее охлаждение пара. От эффективности охлаждения напрямую зависит производительность устройства. Если часть пара не охлаждается, а улетучивается, то, соответственно, получится меньше чистой воды.

Для сборки походного дистиллятора нам понадобиться:

Приёмная ёмкость – бутылка для воды.

Процедура дистилляции очень проста. Морская вода – в чайник, чайник – на огонь. Ямка в земле. В неё под наклоном зарываем стеклянную бутылку, так чтобы из песка торчало только горлышко, в которое и вставляется передающая пар трубка. Всё – вода кипит, проходит по трубке в бутылку, там охлаждается. Для лучшего охлаждения бутылку можно поливать холодной морской водой.

В качестве приемного устройства лучше использовать стеклянную бутылку, так как пластиковую бутылку корёжит от пара.

За 30-40 минут дистилляции описанным способом очищается порядка 350 миллилитров воды.

Богатый Робинзон

Если повезло оказаться на острове с минимальным туристическим набором, то вам крупно повезло. Переходим к сооружению примитивного дистиллятора.

туристический чайник (да любая жаропрочная емкость)

изогнутая алюминиевая трубка

стеклянная бутылка (или еще одна емкость)

кружка ил что угодно, чем мы будем черпать морскую воду

очень много дров

А дальше все просто: морскую воду – в чайник, чайник — на огонь. Роем ямку в земле. В нее под наклоном зарываем стеклянную бутылку или пустой кокос так, чтобы из песка торчало только горлышко, в которое вставляется передающая пар трубка. За 30-40 минут дистилляции в вашем кокосовом бокале будет уже 350 миллилитров пресной воды.

Классификация вод по содержанию сухого остатка

С учетом степени минерализованности (сухому остатку) воду делят на:

• пресную – до 1 г/л солей;
• минерализованную – от 1,1 до 25 г/л;
• с морской соленостью – от 20 до 50 г/л;
• рассол – свыше 50 г/л.

Шаг 3

Чёрную ёмкость наполните морской водой. Следите, чтобы она не попала в стакан посередине.

Норма сухого остатка в питьевой воде

Выбор и оценка качества источников для питьевого водоснабжения должны производиться в соответствии с условиями, определенными в ГОСТ Р 51232-98, СанПиН 2.1.4.1074-01, СанПиН 2.1.5.980-00. Сухой остаток воды должен быть меньше или равен нормам ПДК. Вода должна быть эпидемиологически безопасной, с безвредным биохимическим составом и обладать определенными органолептическими показателями.

ПДК сухого остатка в воде для питьевого водопотребления не должна превышать 1 г/л, что соответствует пресной воде. Верхний порог в 1,5 г/л может быть определен в некоторых случаях для отдельной системы с учетом санитарной обстановки в конкретном населенном пункте.

Для сохранения здоровья врачи рекомендуют использовать воду для питья с суммарной степенью минерализации 0,25 – 0,45 г/л. При содержании сухого остатка в концентрации 0,2 г/л и менее вода приближается к дистиллированной, ее вкусовые качества удовлетворительны. Показатели минерализованности выше 0,6 г/л считаются завышенными, но вода пригодна для использования в бытовых целях.

Нормы солености воды

Показатели присутствия солевых соединений предопределяются стандартами. Основным документом для питьевой воды, подающейся из систем водоснабжения, служит СанПиН 2.1.4.1074-01, для бутилированной СанПиН 2.1.4.1116-02, для водицы из природных источников СанПиН 2.1.4.1175-02. В ГН 2.1.5.689-98 приведены предельно-допустимые концентрации (ПДК) отдельных веществ. Если реальные показатели превышают ПДК, нужно убрать соли из воды.

Для хозяйственной и технической воды нормы указываются в ГОСТ, ТУ, проектной документации, в инструкциях к оборудованию и отдельно к комплектующим гидросистем. Сравнение результатов анализа с нормативными показателями поможет предприятиям понять: требуется ли удаление соли из воды.

Показатели солености и минерализации:

Наиболее полезна для организма пресная, слабоминерализованная вода с солевой концентрацией 100 мг/л (100 ppm). Предел общей минерализации ПДК = 1000 мг/л, вкусной считается жидкость с солесодержанием 500–600 мг/литр. Предельно допустимое количество хлоридно-сульфатных соединений – 200–400, гидрокарбонатных – 250–500, фосфатных – 3,5 мг/л.

Строгие нормы солесодержания устанавливают в промышленности для рабочей технической жидкости. Для ТЭЦ и ТЭС численность солей не должна превышать 30–100 мкг-экв/кг. Даже морскую воду можно очистить от растворенных в ней солей с помощью фильтрования и затем использовать для любых целей.

Определение в воде сухого остатка

Существует несколько методов определения содержания сухого остатка в питьевой воде. Сухой остаток водного раствора в основном определяют методом гравиметрии. Пробу воды предварительно подвергают фильтрованию для отделения взвешенных примесей. Методика определения сухого остатка в воде установлена в ГОСТ 18164-72.

Если анализ по сухому остатку в воде осуществляют сразу после взятия водной пробы, применяют метод выпаривания. Пробу воды подвергают испарению на водяной бане. После удаления видимой воды фарфоровую посуду с сухим остатком сушат в термостате при 108 – 111°С до постоянной массы.

История возникновения метода опреснение морской воды в мире

О качестве воды для питья человечество задумывалось еще на заре цивилизации. Опреснение воды от соли было необходимостью для многих народов. Во времена Аристотеля моряки кипятили морскую воду, а пар собирали губкой. Затем из губки высасывали уже пресную воду, пригодную для питья. В средние века процесс получения дистиллированной воды в перегонном кубе описывал Леонардо да Винчи. В России первая установка дистилляции появилась в Красноводске на берегу Каспийского моря в конце XIX века и могла переработать 67 куб. метров воды в сутки.

Какие страны на сегодняшний день широко используют опреснение морской воды? Сегодня дефицит пресной воды приобретает планетарные масштабы. Развитые страны разрабатывают новые стратегии опреснения морской воды, чтобы минимизировать проблему засушливости почвы и недостатка пресной воды в прибрежных районах соленых водоемов. Индустриальные США и Япония давно стали потреблять в разы больше пресной воды на бытовые и промышленные нужды, чем есть у них в запасе. В восточных странах Аравийского полуострова, где проблема стоит очень остро ввиду крайней засушливости региона, налажены опреснительные комплексы на основе обратного осмоса с большой производительностью – до 1000 млн м3 в год (Саудовская Аравия и ОАЭ). В Израиле мощности опреснительных станций путем мембранного фильтрования и перегонки воды из Средиземного моря обеспечивают страну на 15% питьевой водой и 50% технической от необходимого количества.

Россия по запасам пресной воды занимает первое место в мире. Только акватория Байкала способна обеспечить всех россиян пресной водой на сегодняшний день. Проблема в том, что 80% этих запасов приходится на незаселенные области Сибири и Дальнего Востока. Добыча и транспортировка пресной воды в юго-восточную часть страны, в северные приморские регионы обернется высокими затратами. Остро строит проблема опреснения воды в Крыму, Приморском крае, Поволжье и Черноморском побережье. Внедрение на прибрежных территориях комплексов по опреснению морской воды на основе ультрафильтрации, обратного осмоса и ионного обмена позволяют получить качественную воду для хозяйственно-бытовых нужд. Главным вопросом остается удешевление технологии для повышения рентабельности водоочистных мероприятий.

Как происходит процесс опреснение воды

Процесс обессоливания и опреснения воды основан на удалении солей из морской воды химическими или физическими способами. В зависимости от этого установки делят на дистилляционные и фильтрационные. Обычные или многостадийные дистилляторы работают на основе принципа перегонки: нагревают воду до перехода в газообразное состояние и конденсируют чистый пар в другом сосуде. Более половины установок опреснения соленой воды работают на этой основе.

Фильтрационные установки опреснения очищают воду без изменения ее агрегатного состояния и основаны на методе обратного осмоса. Нагнетаемое насосом давление продавливает в большей степени молекулы воды через наноотверстия осмотической мембраны, обеспечивая на выходе воду со степенью чистоты 98%. То есть, если исходная минерализация воды 18 г/л (именно такая у Черного моря в Краснодарском крае или Крыме), то вода на выходе будет иметь минерализацию 360 мг/л. Абсолютно питьевая вода! Производительность мембраны и степень обессоливания и опреснения зависят от исходного состава морской воды, температуры и давления в системе.

Альтернативными процессами опреснения воды из морей и океанов являются электродиализ и вымораживание, но они связаны с высокими затратами на обеспечение работы оборудования и не предназначены для опреснения больших объемов воды. При электродиализе под воздействием постоянного электрического поля катионы и анионы осаждаются на электродах. Преимущество данного метода по опреснению морской воды – в возможности опреснять воду при высоких рабочих температурах, так как используются химически и термически стойкие мембраны.

Как удалить сухой остаток из воды с помощью обратного осмоса

К современным и эффективным методам очистки воды от сухого остатка относится обратный осмос. Суть методики состоит в пропускании воды сквозь полупроницаемые мембраны, которые способны задерживать практически все растворенные в ней соединения. Обратный осмос позволяет полностью убрать сухой остаток в воде.

Селективность набухающих мембранных элементов объясняется проявлением особых свойств жидкостей в капиллярах, которая снижается с увеличением концентрации раствора.

Установки обратного осмоса отличаются простотой оборудования, надежностью и экономичностью. Основными составляющими являются насосы и картриджи с полупроницаемыми мембранами. Они могут иметь промышленные масштабы для обслуживания предприятий, мест общепита, или устанавливаться в отдельном офисе или квартире под раковину. Если у вас превышение сухого остатка в воде пора задуматься о системах обратного осмоса бытового или промышленного назначения.

Мембраны изготавливают из полимеров, пористого стекла, графита, металлической фольги. По типу мембран обратноосмотические установки бывают с плоскими камерами, трубчатыми элементами, полыми волокнами, рулонные.

Опресняем морскую воду с помощью испарения

Одна из величайших ироний планеты заключается в том, что человек может умереть от обезвоживания на планете, где 2/3 поверхности покрыто водой. Особенно, как бы странно это ни звучало, но о чем знает каждый — потерявшийся в море путешественник не будет иметь более ценного вещества, чем пресная вода . Как и в пустыне, H2О в такой экстремальной ситуации будет действительно на вес золота — парадокс!

Причина, по которой пить соленую воду настолько вредно, заключается не в том, что ее нельзя пить. Хомо сапиенс — единственный на планете вид животных, который потребляет такое огромное количество соли. Мы все время потребляем соленую жидкость, такую ​​как супы, тушеные блюда, а к суши подают просто запредельно соленый соевый соус. И, вроде ведь, ничего — живем, наши почки без проблем фильтруют соль и обрабатывают ее. Как так получается?

Дело в том, что этот процесс работает, потому что мы также пьем много пресной воды, что в итоге снижает общую концентрацию соли в нашем организме, оперативно вымывает ее и поддерживает солевой баланс.

Когда человек начнет пить только соленую воду, он нарушит этот баланс. Его почки перегрузятся. Организм начнет избавляться от избытка соли, позывая человека чаще мочиться. При этом сколько бы соленой воды человек ни выпил, наверстать уходящую из организма влагу не получится, с каждой минутой состояние дегидрации будет ухудшаться, стремительно подводя к конечной стадии обезвоживания организма — летальному исходу.

В сценариях выживания опреснение (извлечение соли из воды) — единственный способ сделать морскую воду достаточно безопасной для питья. Простейший способ процесса опреснения — это испарение .

Из курса географии и природоведения мы знаем, что облака, проливающиеся дождем, концентрируют в себе пресную воду, несмотря на то что большая их часть формируется из испарений с океанской поверхности. Солнце нагревает поверхность воды в океане, в нем же остается соль и другие тяжелые частички. Влажный воздух поднимается, охлаждается, образует облака, и если массивность водяного пара доходит до определенного объема — пройдет дождь. Это очень важное знание основ окружающей среды поможет вам выжить в сложной ситуации.

Приведенный ниже метод (инструкция в конце материала) опреснения полностью полагается на вышеописанный процесс испарения и конденсации и может помочь собрать чистую жидкость в емкость для питья. В примере используется простая бутылка из-под Coca-Cola.

Итак, вот инструкция, которая, искренне надеемся, никогда вам не пригодится!

Оригинал статьи: How to Use a Plastic Bottle to Make Seawater Drinkable

Как убрать сухой остаток из воды

Полученные в ходе химических анализов показатели имеют практическое применение при выборе метода достижения оптимального уровня минерализации питьевой воды. Процессы очистки воды от минерализации и сухого остатка отличаются процентом их извлечения:

• убрать сухой остаток из воды с помощью обессоливания: концентрация ионов уменьшается до значений, соответствующих содержанию их в дистилляте;
• уменьшить сухой остаток воды опреснением: показатели снижают до ПДК в воде для хозяйственно-питьевых целей.

Методики снижения превышений сухого остатка в воде с помощью обессоливания и опреснения разделяют на два класса:

• с переходом в другое агрегатное состояние (дистилляция, нагревание воды выше критической точки (350°С), заморозка, газогидратная методика);
• с сохранением жидкой водной фазы (электродиализ, ионообменный метод, экстрагирование, обратный осмос).

При концентрации минеральных ионов в воде до 1,6 – 2,1 г/л рекомендуется применять ионообменные фильтры для воды от сухого остатка, более 9 г/л – дистилляцию, замораживание или обратный осмос, 2,3 – 12 г/л – электродиализ, гиперфильтрацию.

Шаг 1

В большую миску или ведро поместите тёмную ёмкость.

Где используется опреснение морской и использованной воды

Технология опреснения воды в мире направлена на уменьшение солесодержания водного раствора до концентрационных пределов, которые устанавливают технические регламенты водопотребления в определенной отрасли народного хозяйства или промышленного производства. В зависимости от степени удаления солей различают обессоливание и опреснение. При обессоливании концентрация катионов и анионов снижается до величин, соответствующих содержанию их в дистиллированной воде. При опреснении – до показателей, допускающих использование воды в технических и питьевых целях.

Спектр применения комплексов по опреснению морской воды включает практически все направления деятельности человека:

• Производства, расположенные на берегу моря, где для бесперебойной работы необходим постоянный приток очищенной воды, в том числе для охлаждения.
• Отрасль сельского хозяйства использует опресненную воду для полива и орошения с/х культур, разведения удобрений, снабжения питьевой водой животноводческих ферм.
• Автономные станции для получения пресной воды на действующих буровых платформах в океанах и морях, где водоснабжение обслуживающего персонала с континента не представляется возможным.
• На кораблях и подводных лодках дальнего следования судовые опреснители предназначены для получения воды разного качества: питьевой, хозяйственно-бытового назначения, технической для охлаждения моторного оборудования, питательной для парогенераторов.
• Снабжение прибрежных курортных здравниц и пансионатов. Например, санатории Черноморского побережья России, Крымского полуострова полностью могут обеспечить водоснабжение за счет опреснения морской воды.
• Доочистка солоноватой воды из скважины в быту и на производствах. Это актуально для жителей морского побережья и прилегающих регионов (Краснодарский край, Приморье, Ростовская область, Ставропольский край, Кубань), где соленая вода просачивается в пресные водоносные горизонты.

Шаг 2

В середину конструкции поставьте стакан или пластиковую бутылку со срезанным горлом.

На что влияет сухой остаток воды

Повышенное содержание сухого остатка в питьевой воде влияет на протекание биохимических реакций в клетках и может вызывать функциональные нарушения в работе органов и систем организма.

Вода, которая содержит сухой остаток выше 1 – 1,5 г/л нарушает солевой баланс, повышает гидрофильность тканей. Задержка жидкости в организме негативно сказывается на работе сердечной мышцы, может способствовать развитию ишемической болезни, нарушений сердечных ритмов.

Содержание сухого остатка для питьевой воды, а именно Соли Mg усиливают перистальтику кишечника, меняют активность желез внутренней секреции желудка, могут вызвать расстройства пищеварения. Длительное питье воды с высокой концентрацией минералов в составе способствует развитию мочекаменной болезни, нарушению в работе желчевыводящих путей.
Показатели сухого остатка в воде также не должны быть ниже нормы. Низкая минерализация воды с показателями меньше 0,3 г/л может стать причиной дефицита Ca и Mg, следствием которого будет повышенная ломкость костей, артриты, нарушения работы опорно-двигательного аппарата.

Способы опреснения

Сегодня существуют такие методы опреснения как  дистилляция, обратный осмос, ионизация и электродиализ,  которые можно использовать в промышленных масштабах.

• Самым популярным способом является  обычная или многостадийная дистилляция,  при которой используется свойство  закипания и парообразования  при высоких температурах. Более половины опресненной воды получают именно таким способом.
• Мембранная дистилляция,  метод, при котором производится нагрев воды с одной стороны мембраны, которая пропускает только пар и образует из него пресную воду.
• Метод обратного осмоса относительно  дешевый, так как один  вложенный доллар  позволяет получить 16 тон пресной воды.  Прилагая к морской воде давление,  и продавливая ее через  мельчайшие фильтры  можно получить пресную воду с низким содержанием солей. Производительность   мембраны и степень опреснения зависят от многих факторов: от  количества содержания соли в исходном  сырье, солевого состава, температуры и давления.
• Использование электродиализа, при котором вода проходит через камеру с  электродами, приводит к тому, что катионы и  анионы распределяются на  соответствующих  электродах. Преимущество электродиализа  состоит в том, что  в процессе используются  химически и термически стойкие мембраны, это дает возможность  проводить опреснение при высоких температурах.
• Газогидратный метод основан на способности  углеродных газов при определенном давлении и температуре,  создавать, с участием воды, соединения клатратного типа. Замороженную соленую воду обрабатывают гидрат образующим газом, после чего формируются кристаллы. После отделения их от рассола, кристаллы промывают  и плавят, получая чистую пресную воду.

По данным Википедии:

• обычная дистилляция;
• многостадийная флеш-дистилляция;
• дистилляция под низким давлением (вакуумная дистилляция);
• термокомпрессионная дистилляция.
• ионный обмен;
• электродиализ;
• обратный осмос;
• прямой осмос;
• гидродинамическое разделение (сепарация).

Для опреснения  в южных регионах используют солнечные опреснители, в которых морская мода нагревается и испаряется. Существует и совершенно противоположный способ, при котором   просто замораживают морскую воду, вернее замораживают и отделяют пресную, так как она замерзает быстрее, чем морская.

Промышленное опреснение

Недостаток в чистой питьевой воде испытывают в более чем 80 странах мира. Этот кризис спровоцирован ростом промышленного производства, ростом численности населения, ухудшением экологической обстановки  во всем мире и планетарных изменений в климате. Мировое сообщество стоит на грани острого дефицита пресной воды. В такой ситуации особенно остро встает вопрос  поиска  альтернативных технологий по  пополнению запасов пресной воды. Самым оптимальным считается  путь опреснения  вод мирового океана. Целесообразность этого пути  ученые видят в том, что большое  количество населения проживает в прибрежной зоне, имея доступ свободный  к практически бесплатному ресурсу.

Опреснительные станции строят  во многих странах, где  ощущается недостаток в питьевой воде, например в Кувейте, Саудовской Аравии, Израиле, Объединенные Арабские эмираты, США (Калифорния). Самые мощные опреснительные установки расположены  на Ближнем Востоке, например в Саудовской Аравии таких установок  семь и каждая из них может производить до 400000 кубометров пресной воды в сутки. Рынок производства постоянно расширяется. Такие государства как Австралия, Испания и Алжир  разрабатывают масштабные программы государственной поддержки  по стимулированию промышленного производства пресной воды.

Россия в этом вопросе значительно отстает, рынок опреснительной промышленности у нас не развит.  Климатическое и географическое расположение страны позволяет  не стремиться в лидеры государств, вкладывающих огромные средства в опреснение воды. Но  природа всегда  оставляет последнее слово за собой и выносит свой вердикт. Наличие таких проблемных зон  как Ставрополье, Волгоградская область, Прикаспийский регион и  оренбургские степи  не дает возможности забывать о  дефиците пресной воды.

Альтернативные возможности

• Антарктида дает надежду.  Пока ученые ломают голову над  новыми промышленными  способами опреснения морской воды, другая  часть светлых голов повернулась в сторону Антарктиды.  Существует проекты,  основывающиеся на идее транспортировки  ледяных глыб с пресной водой  прямо в Средиземное море.  Расчеты показывают, что транспортировка льдины, размер которой  равен футбольному  полю, может быть осуществлен не менее чем за год, так как  более высокая скорость сопровождающего каравана  не возможна технически. Существуют и другие проекты, которые предусматривают измельчение  реликтового  айсберга  и доставку его в измельченном виде   в трюмах.
• Регенерация воды. Для районов,  которые расположены в большой отдаленности от  морского побережья и где нет  других источников пресной воды, найти альтернативные варианты довольно трудно.  Здесь люди полагаются только на восстановление воды. Сбор сточных  и поверхностных вод, возврат их в оборот может стать идеальным вариантом при получении  воды. Этот способ используется при ирригации земель. Сбор дождевой воды, целенаправленный захват и последующее хранение в подземных хранилищах, позволяет решить проблему пусть даже в незначительной ее части.

Судовые опреснители

Для решения проблемы опреснения  морской воды в мировом масштабе  требуется  согласие и взаимопонимание   ученых, бизнесменов и политиков из разных стран. Более мелкие проблемы, такие как судовые  опреснительные установки, решаются сегодня на уровне  промышленных предприятий, занимающихся машиностроением.  Судовые очистители-опреснители с мембранными фильтрами, это самое идеальное решения для оснащения морского судна в целях получения пресной воды в период длительного пребывания в плавании. Потребность в таких установках растет с каждым днем, и не только из-за того, что выросло количество судов, яхт и подводных лодок. Такие установки используются и в прибрежных зонах, в местности, где имеется  повышенная солоноватость  воды в устье реки или в озере.

Новые способы очистки воды

Бытовые опреснители — дистилляторы

Бытовые опреснители используются  для очистки и опреснения воды в бытовых условиях, в лабораториях, автосалонах, лечебных учреждениях и в косметических салонах. Бытовые дистилляторы работают  по принципу круговорота воды в природе: нагревание, преобразование в пар, испарение и охлаждение. Этот метод позволяет получить мягкую и чистую воду.

Нехватка воды: миф или реальность?

Что будет, если много соли в воде

Что будет, если не удалить соли из воды и использовать жидкость с различными солями?

Избыточное солесодержание в водных растворах ощутимо сказывается на людском здоровье, работоспособности, на безремонтном и общем сроке службы оборудования, инженерных гидротехнических сетей. Именно поэтому разработаны установки для очистки воды от солей.

Кратковременное употребление напитков с высоким содержанием солей в воде безопасно, но может вызвать дискомфорт – рези и боль в желудке, упадок сил. Так организм старается вывести избытки кальция, калия, магния. Если много соли в воде, то все органы начинают работать в повышенном режиме – возрастает нагрузка на сердце, почки, печень, нужно задуматься над тем, как удалить соли из воды.

В умеренных дозах сульфаты и хлориды улучшают вкусовые оттенки. В избыточных ухудшают, придавая напитку солоноватый вкус с неприятной горчинкой. При наличии сульфатов свыше 250 мг/л ощущается неприятный лекарственный привкус, возможно расстройство кишечника. Большое количество натрия опасно для людей с гипертонией, может спровоцировать криз. Умеренное количество кальция сказывается благотворно. Он укрепляет зубы и кости. При переизбытке возрастает жесткость воды. Кальциты откладываются внутри кровеносных сосудов, уменьшают протоки, нарушают обмен веществ. Соединяясь, они образуют камни, увеличивают риски тромбообразования. Система очистки воды от солей для дома, купленная на нашем сайте, заметно улучшит здоровье.

Повышенное содержание солей в воде вредно сказывается на работе техники, вызывает коррозию деталей. Лопаются водяные трубы, в котельных взрываются котлы. Быстро ломаются бытовые приборы – водонагреватели, стирально-моечные машины, чайники.

Взвеси выпадают в осадок, накапливаются на внутренней поверхности гидрооборудования, что приводит к сбоям и неисправностям. Даже незначительные отложения накипи слоем 1,5 мм ухудшают теплопроводность отопительных систем на 15 %. Возрастают энергетические затраты.

Постоянно накапливающиеся примеси ухудшают качество воды, текущей из крана. Многокилометровые трубопроводы сложно очищать. Водораспределительным предприятиям лучше заблаговременно позаботиться о том, чем очистить воду от солей перед подачей жидкости в инженерные коммуникации.

Методика определения сухого остатка воды в лабораторных условиях

Результат измерения сухого остатка воды высчитывают по отношению разности массы чашки с сухим остатком и массы пустой посуды к объему пробы водного раствора, взятого для анализа. MgCL2, CaCl2 гигроскопичны и подвергаются гидролизу во время проведения анализа, кристаллогидраты CaSO4, MgSO4 трудно отдают воду, что меняет результаты исследования в сторону завышенных показателей.

Для нивелирования этих эффектов к пробе в ходе выпаривания добавляют химически чистый Na2CO3. В результате CaSO4, MgSO4 переходят в безводные CaCO3, MgCO3. Воду из кристаллогидратов Na2SO4 удаляют сушкой при 140 – 190°С.
Когда отобранный водный раствор хранится некоторое время перед химическим определением сухого остатка, используют методику с добавлением 1% раствора Na2CO3. Фарфоровую лабораторную посуду предварительно высушивают до постоянного веса при 140 – 160°С. Отобранную воду выпаривают. Вместе с внесением последней части водной пробы добавляют столько 1% Na2CO3, чтобы масса соды была в 2 раза больше ожидаемой массы сухого содержимого. После тщательного перемешивания стеклянной палочкой, остатки Na2CO3 смывают дистиллированной водой в лабораторную посуду с выпариваемым раствором. Сухой остаток с содой просушивают при 140 – 160°С до постоянного веса. Величину сухого составляющего вычисляют по отношению разности массы чашки с сухим содержимым и веса пустой чашки и добавленного Na2CO3 (1 мл 1% раствора содержит 10 мг вещества) к объему взятой пробы воды.

Шаг 4

Накройте всю конструкцию плёнкой или плотной крышкой. Герметичность – наше всё. Если используете плёнку, по центру, прямо над стаканом для опреснённой воды, положите камень или другой грузик.