Как получить пресную воду из морской воды

Можно или нельзя утолять жажду и пить соленую морскую воду?

Однако как же тогда объяснить случаи с П. Ересько, Д. Смитом, А. Бомбаром, и В. Сидоренко? Не опровергают ли они грозных выводов экспертов ВОЗ? Оказывается, нет! Известно, что в различных частях Мирового океана соленость воды неодинакова. В Атлантическом океане содержится приблизительно 3,5–3,58 промилле солей. В Тихом океане – несколько меньше – 3,46–3,51 промилле. Более «пресная» вода в Черном море – 0,7–0,85 промилле, а в Балтийском – всего 0,2–0,5 промилле. Отсюда даже непосвященному ясно – воду Черного и Балтийского морей можно пить (конечно, только вэкстремальных ситуациях) без особого вреда.

Кроме того, медицинские специалисты США вторично проанализировали происшествие с Д. Смитом и установили, что летчик остался жив отнюдь не благодаря морской воде. Оказалось, он перед боевым вылетом выпил много пресной воды, и содержание жидкости в организме у него было выше нормы. К тому же, на 5-й день после того, как он начал пить соленую морскую воду, над океаном прошел сильный дождь, и Д. Смит вдоволь напился пресной воды. Обследовавшие летчика врачи пришли к выводу, что если бы не выпала небесная влага, то дальнейшее употребление морской воды завершилось бы для лейтенанта трагическим исходом.

А. Бомбар, как следует из его книги «За бортом по своей воле», во время плавания также пил не только соленую морскую воду. Каждое утро он вытирал губкой поверхность своей резиновой лодки и получал таким образом пресный конденсат. Кроме него он утолял жажду кровью дельфинов, птиц и соком, выжатым из рыб. Начиная с 23-го дня путешествия, над его «Еретиком» ежедневно выпадали дожди.

Таким образом, было убедительно показано, что опыт Д. Смита, А. Бомбара, У. Уллиса и других при всех своих достоинствах не доказывает возможности длительного выживания на море за счет питья морской воды, а свидетельствует лишь о возможности собирать достаточное для питья количестводождевой воды. Соленую морскую воду с большим содержанием солей пить нельзя даже в исключительных случаях. Здесь уместно привести высказывание Х. Линдемана:

Российские технологии опреснения морской воды

Трудности с пресным водоснабжением возникли в Крыму после известных событий в 2014 году. Тогда Украина перекрыла канал, по которому на полуостров поступала пресная вода, вследствие чего образовался дефицит технического и питьевого водного запаса.

Есть сведения о планируемой установке в Керчи системы для опреснения, которая будет производить около 50 тонн воды в час. Очищенные от солей водные ресурсы будут использоваться в основном для технических нужд: подпитки теплосетей и паровых котлов. Это поможет снизить нагрузку на общее водоснабжение.

Очищение воды на этой установке будет проходить в несколько этапов. Для осветления предполагается использовать комбинированную мембранную технологию, для очищения от солей – метод обратного осмоса, для полировочного умягчения – ионообменный.

Система будет работать в автоматическом режиме, понадобится лишь один оператор для контроля процесса.

Сегодня рентабельность полива культур опресненной морской водой стоит под большим вопросом: к сожалению, существующие технологии не позволяют получить одновременно и качественную, и дешевую пресную воду из соленой. Но разные страны мира постоянно ведут работу в этом направлении, потому что экологические проблемы опреснения морской воды касаются всего человечества и требуют разрешения.

Ученые возлагают большие надежды на использование для очистки водных ресурсов атомной энергии, что позволило бы сделать опреснительные технологии значительно дешевле.

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.

Можно ли пить морскую воду?

Вода до опреснения и после Представляет ли опасность морская вода для человеческого организма — вопрос которым задаются многие. Ответ стоит искать в исследовании путешественников. Ален Бомбар в 1952 году решил первым провести подобный эксперимент. В результате которого в течение 65 дней переплыл Атлантический. На протяжении путешествия исследователь не ел и не пил ничего из того, что взял с собой, а питался только океанической рыбой. Морская вода использовалась как источник жидкости, что позволило установить безопасную норму потребления – 700 миллилитров в сутки в течение 7 дней. Другое количество представляет опасность для человека.

Российские путешественники обожают красоту родной природы. Россия омывается сразу 13 морями, поэтому вопрос опреснения воды в походных условиях, важен для большинства туристов. Поэтому не стоит рисковать и пить морскую воду, а каждый турист должен уметь получать пресную воду из морской.

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.

Что предлагают исследователи

Исследования показали, что морская вода, прошедшая через фильтр из металлоорганических структур, способна превращаться в пресную воду, которую можно пить. Процесс фильтрации занимает всего 30 минут. Помимо соли, фильтр задерживает и другие загрязнители воды.

Технологию, описанную в известном зарубежном научном журнале, назвали революционной. Возможно, это поможет миллионам людей на планете получить доступ к безопасной питьевой воде. Исследователи также считают, что новая технология может быть полезна в горнодобывающем секторе.

Вода, полученная этим методом, может быть интегрирована в существующие системы водоснабжения. Об этом сообщил профессор австралийского университета Монаш Хуангтин Ван.

Способы опреснения морской воды

Это относительно новый способ, который позволял открыть новые перспективы в области опреснения воды. Заключается он в прогоне воды через фильтры, содержащие в себе иониты. Иониты – это особые вещества, имеющие зернистую структуру и представляют собой органические кислоты и основания. Нерастворимы в воде и имеют свойство обменивать свои ионы на ионы, входящие в состав исходной воды. Между собой разделяются по типу обмениваемого иона на те, которые обменивают катионы, сюда относятся Са+2, Mg+2, Na+ и прочие, и те, что обменивают анионы, это вещества Cl-, SO-24 и прочие. Опресняемая вода при этом может содержать соли до трех грамм на литр.

Опреснение морской воды своими руками в домашних и экстремальных условиях

Если вам понадобится очистить от солей морскую воду в условиях похода, для этого лучше всего подойдет самодельный дистиллятор, по устройству похожий на всем известные перегонные аппараты.

Сущность процесса в обычном опреснителе заключается следующем: соленая жидкость нагревается до кипения, затем образовавшийся пар аккумулируется в емкости и охлаждается. После процедуры на стенках камеры оседают охлажденные капельки воды, очищенной от солевых примесей.

Соли выделяются из смеси потому, что точка кипения у соляного раствора немного выше, чем у чистой воды. Поэтому пресная составляющая испаряется быстрее и оседает в емкость для сбора.

Для опреснения морской воды в походных условиях вам понадобятся:

• в первую очередь – сама вода, которая всегда в избытке на берегу моря или солёного озера;
• котелок или чайник в качестве ёмкости для нагрева;
• трубка из алюминия, которую следует приготовить еще до начала похода;
• вырытая в песке глубокая яма: она будет выполнять функцию охлаждающего устройства;
• еще одна емкость (стеклянная бутылка, банка из нержавейки и т.п.), куда будет собираться очищенная от примесей вода.

На берегу озера или моря следует выкопать яму глубиной до метра, под небольшим углом поместить в нее емкость (бутылку), в горлышко которой необходимо вставить трубку.

Заранее припасите прокладку из резины: с ее помощью вы надежно уплотните место соединения алюминиевой трубки с горлышком бутылки.

Затем конструкцию следует засыпать песком таким образом, чтобы открытой осталась лишь верхняя часть горлышка со вставленной трубкой. Конец трубки нужно будет расположить над котелком или открытым чайником с морской водой. При этом костёр разводят в небольшом удалении от бутыли с трубкой.

После того, как огонь разгорится, вода в емкости разогреется и начнет бурлить, а пар – постепенно распространяться по трубке в бутыль, зарытую в песке, где и осядет как конденсат. Постепенно на дне емкости образуется до 200-300 граммов чистой пресной жидкости.

Опреснение в домашних условиях

Самым простым способом очистить воду от соли в домашних условиях считается применение системы, состоящей из ряда фильтров, соединенных в определенной последовательности. Но даже сложная многоступенчатая комбинация не может удалить из воды абсолютно все вредные примеси. Поэтому большой популярностью в народе пользуются давно известные домашние методы опреснения.

Например, воду наливают в бутыль и помещают в морозилку, где через некоторое время замерзает чистая составляющая. Та часть, которая не замерзнет, как раз и содержит все вредные примеси, поэтому ее сливают. Замороженный водный остаток, когда тот растает при комнатной температуре, можно будет употреблять для питья и других нужд.

Есть еще два способа очистки воды от соли, которые можно легко реализовать в домашних условиях. Первый – долгое кипячение, в результате которого соль оседает на стенках в виде накипи. Второй – фильтрация с помощью активированного угля. В данном случае количество используемого материала будет зависеть от концентрации соли.

Какие технологии используются в промышленном опреснении морской воды

На сегодняшний день в промышленности широко применяются два метода опреснения: мембранный (механический) и термальный (дистилляционный). В первом случае используется технология обратного осмоса. Морская вода пропускается через полунепроницаемые мембраны под давлением, существенно превышающим разницу давления пресной и морской воды (для последней это 25-50 атм.).

Микроскопические поры фильтров свободно пропускают только небольшие водные молекулы, задерживая более крупные ионы соли и других примесей. Материалом для таких мембран служит полиамид или ацетат целлюлозы, выпускают их в виде полых волокон или рулонов.

Метод глубокого обратноосмического опреснения воды обладает рядом плюсов по сравнению с другими способами. Во-первых, аппараты просты и компактны, а во-вторых, не требуют больших затрат энергии. К тому же, управление системой обратного осмоса происходит в полуавтоматическом и автоматическом режиме.

Но все же данный способ имеет и свои минусы. Качество очистки здесь зависит от того, насколько эффективной была предварительная обработка. Помимо этого, полученная питьевая вода всё равно содержит достаточно большое количество соли (500 мг/м3 общей концентрации солей). Также этот способ требует повышенных эксплуатационных расходов, поскольку необходима регулярная закупка сопутствующих химикатов и смена мембранных фильтров.

Wonthaggi Desalination Plant – самый большой в мире завод по опреснению воды с помощью мембранных фильтров, расположенный в Мельбурне. Он способен перерабатывать в день 440 тысяч кубометров воды. В израильском городе Ашкелоне располагается завод, где воду очищают от солей методом обратного осмоса. Он обрабатывает в день 330 тысяч кубометров воды.

Суть термального способа (дистилляции) в том, что на станции опреснения морской воды жидкость кипятят, а полученный в итоге пар аккумулируют и конденсируют. Так образуется дистиллят – пресная вода. Выпаривать воду можно и не доводя до кипения. В этом случае её нагревают при более высоком давлении, чем в камере испарения. Для образования пара используют теплоту самой воды. При этом она охлаждается до температуры насыщения оставшегося рассола. Минусы этого способа – затратность, высокая энергоемкость, наличие внешнего источника пара. Однако именно он дает самый большой объем пресной воды за единицу времени. К примеру, завод Shoaiba 3 (Саудовская Аравия) производит дистилляционным методом до 880 тысяч кубометров пресной воды в день.

Эти два метода можно сравнить по нескольким ключевым параметрам:

Сферы применения опреснительных установок

Станции деминерализации соленой воды, работающие на различных принципах, получают все более широкое распространение в нашей стране. В России высокопроизводительные установки применяются в коммунальном хозяйстве, промышленности, гостиничном деле, агробизнесе и на морских судах. Сравнительно невысокая цена опресненной воды делает их использование рентабельным. Основная часть затрат составляет оплату электроэнергии, заменяемых компонентов и расходных материалов.

Коттеджные поселки Краснодарский край, Крым и Приморье

Во многих регионах Российской Федерации отмечается растущий дефицит водных ресурсов. Для обеспечения качественной питьевой и технической водой планируется строительство опреснительных установок морской воды в Крыму в Ялте и Севастополе. В них будут использоваться сверхкомпактный модуль с аксиально-плунжерным насосом, скомбинированный с эффективным рекуператором.

Станции переработки морской воды в пресную обеспечивают надежное и качественное водоснабжение ряда коттеджных поселков к Краснодарском крае и в Приморье. В, частности в Геленджике, разрабатывается проект строительства установки опреснения на побережье Черного моря. Планируемая производительность будет достигать 20 тыс. куб. метром воды в сутки. Кампус Дальневосточного университета на острове Русский снабжается водой из мембранного опреснителя, выдающего до 10 тыс. куб. метров в сутки.

Гостиницы, санатории и дома отдыха в рекреационных зонах

Применение опреснительных станций воды позволяет решить проблемы водоснабжения во многих прибрежных районах, где нет крупных рек и других водоемов. Во многих гостиничных комплексах в Анапе, Новороссийске, Туапсе и Сочи применяются бытовые дистилляторы разной производительности. Для создания запасов пресной воды устанавливаются большие емкости.

В небольших домах отдыха и санаториях Крыма и черноморского побережья Кавказа с успехом применяются мембранные фильтры морской воды в пресную разных конструкций. Установки работают с использованием метода обратного или прямого осмоса. С их помощью обеспечивается питьевое и санитарно-бытовое водоснабжение упомянутых объектов.

Для промышленных предприятий (технологические цели)

Станции по переработке пресной воды из морской применяются в самых разных отраслях производства. Такие установки строятся в прибрежных зонах, где имеется дефицит водных ресурсов с необходимыми показателями минерализации. Преимущественно используются две технологии удаления избыточных солей:

• Мембранная. Метод глубокой очистки с обратным осмосом, фильтрующие элементы изготавливаются из полиамида или ацетата целлюлозы. Оборудование отличается компактностью, может работать в автоматическом режиме и требует минимального обслуживания.
• Термальная. Производится кипячение воды или выпаривание при повышенном давлении, сбор и охлаждение пара с последующей конденсацией. В итоге образуется дистиллят, который используется для технологических целей. В Саудовской Аравии на этом принципе работает целый завод Shoaiba 3, производящий почти 880 тыс. куб. метров воды ежесуточно.

Технологии, с помощью которых опресняют морскую воду в промышленных масштабах, применяются в Российской Федерации на ряде предприятий. Высокую эффективность обеспечивает метод Multi-effect Distillation (MED), многоколонной дистилляции и последовательным нагревом каждой из ступеней паром от предыдущей. Такие установки часто интегрируются с АЭС, что позволяет минимизировать затраты.

Для сельскохозяйственных предприятий

В аграрных комплексах часто сталкиваются с проблемой засоления почв, когда в них происходит накапливание легкорастворимых соединений в концентрациях, опасных для растений. Регулярный полив опресненной водой сельскохозяйственных угодий в местах, где наблюдается недостаток влаги, позволяет уменьшить негативные последствия от искусственного орошения. Этот метод применяется для вымывания избыточных солей из корневой системы растения посредством обильных проливов участков.

Полив сельхозугодий обеспечивается опреснительными установками морской воды, которые производят дистиллят термальным или мембранным методом. Деминерализованная вода применяется также для приготовления растворов удобрений, стимуляторов роста или средств защиты растений. Используется также для содержания животных на мясомолочных фермах.

Судовые опреснители для морских судов и яхт

Во время плавания необходимо обеспечивать экипаж и корабельные механизмы достаточным количеством воды для санитарно-бытовых и технических нужд. Современные методы получения пресной воды из морской воды отличаются достаточно большой производительностью и высоким уровнем деминерализации. На судах применяются установки преимущественно мембранных типов с невысоким уровнем энергозатрат.

Обратноосмотический фильтр из морской в пресную воду перерабатывает в количествах, необходимых для команды и иных потребностей. Полученная при этом жидкость используется в парогенераторах и для охлаждения силовых установок и вспомогательных систем. Установки работают в движении и во время стоянок, они подключаются к бортовой электросети.

Как сделать соленую воду пресной

В походе вы также можете столкнуться с необходимостью опреснить воду, а затем уже очистить ее. В отсутствие доступа к обычной воде приходится использовать морскую воду. Однако просто так пить ее нельзя. Для начала нужно избавиться от соли, а затем очистить способами, приведенными выше.

Два самых простых способа опреснения — дистилляция и замораживание. Конечно, в природных условиях это сделать не так просто, но вполне возможно. Заморозить воду можно только зимой, поэтому мы прибегнем к методу дистилляции.

Итак, для первого способа вам понадобятся большая кастрюля, которую можно повесить над огнем, крышка и какая-нибудь трубочка. Наполните емкость морской водой, а затем накройте крышкой. В идеале сделать в крышке отверстие и вставить туда трубочку, из которой выходил бы пар. Если такой возможности нет, то просто зажмите ее крышкой. Торчащий кончик трубки опустите в другую посудину — туда будет стекать конденсат.

Второй способ подойдет для жаркого лета. Для него нужна кастрюля, пленка и ямка чуть больше, чем ваша емкость. Дно ямы весьма обильно полейте морской водой. В центр поставьте кастрюлю. Накройте яму пленкой, зафиксировав ее камнями или еще чем-то тяжелым. На центр пленки тоже положите груз: это может быть камень или большая пригоршня ка. Благодаря процессу испарения через несколько часов посудина наполнится достаточным количеством воды. Однако учтите: такая жидкость совсем не соленая. Поэтому лучше всего в такую воду добавить немного морской. Так вы быстрее утолите свою жажду.

Ну а если вы пошли в поход зимой, и перед вами встала необходимость сделать пресную из соленой воды, то здесь все еще проще. Заморозьте воду, а затем подогрейте. Соли не будет.

Теперь вы знаете, что делать в походе в том случае, если вам понадобилось добыть питьевой воды, и как правильно ее очистить.

История развития и опыт опреснения воды в России и за рубежом

Во многих странах водные ресурсы, пригодные для жизнедеятельности человека, крайне скудны. Опресненная морская вода составляет значительную долю потребления в таких странах, как Израиль, Кувейт, ОАЭ и Саудовская Аравия. Промышленные установки активно эксплуатируются в Калифорнии (Соединенные Штаты Америки). Семь крупнейших станций деминерализации построены на Ближнем Востоке, и каждая из них способна выдавать до 400 тыс. куб. метров в сутки.

В нашей стране темпы роста опреснительной индустрии довольно скромные. В последние годы наблюдается рост спроса, а соответственно и цен на опреснительные установки морской воды в оренбургских и прикаспийских степях. Значительные средства вкладываются в строительство промышленных установок на Ставрополье, Краснодарском крае, Республике Крым и других регионах. Дебета природных источников водоснабжения в этих зонах явно недостаточно.

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.

Насколько актуально опреснение морской воды

Земная поверхность на 60 % состоит из территорий, где источников пресной воды или нет совсем, или есть, но очень небольшое количество. Поскольку во многих засушливых областях мало пресноводных водоемов, возникают проблемы с поливом почвы. Их можно было бы решить благодаря возможности использовать для этих целей опресненную морскую воду. На Земле присутствуют значительные запасы такой воды, но из-за высокого содержания солей ее невозможно применять в хозяйственных целях.

Чтобы выращивать сельскохозяйственные культуры, необходимо поливать их водой с очень низким содержанием солей. Если растения получат с влагой более 0,25 % солей, они просто не будут расти. Также на них отрицательно скажется присутствие в воде щелочей. Многие государства, в том числе и Россия, ищут пути опреснения соленых водных источников, что помогло бы справиться с проблемами засухи в областях, расположенных недалеко от моря.

В странах с хорошо развитой промышленностью все острее ощущается нехватка пресных водных запасов. В частности, это касается США и Японии, где требуемые для промышленности, сельского хозяйства и бытовых нужд объемы воды давно превысили имеющиеся.

Количество пресной воды не соответствует потребностям и в развитых странах с низким уровнем осадков, таких как Израиль и Кувейт.

Первое место в мире по наземным пресноводным ресурсам занимает Россия. Достаточно одного только Байкала, чтобы удовлетворить сегодняшнюю потребность российского населения и промышленности в пресной воде. Это озеро настолько глубокое, что если направить в его котловину потоки всех рек земного шара, то заполняться она будет почти 300 дней.

Однако большая часть водных ресурсов России сосредоточена в практически не заселенных и не освоенных районах Сибири, Севера и Дальнего Востока. На высокоразвитые центральные и южные регионы с высоким уровнем промышленности, сельского хозяйства и плотности населения приходится только 20 % пресноводных запасов.

Определенные страны Средней Азии (Туркмения, Казахстан), а также Кавказ, Донбасс и юго-восточная часть РФ обладают огромными минерально-сырьевыми ресурсами, а пресноводных источников не имеют.

В России есть большое количество подземных источников, уровень минерализации которых составляет от 1 до 35г/л. Они не могут применяться для нужд населения, так как содержат большое количество солей, но после опреснения их вполне можно будет использовать.

В процессе опреснения морской воды важным параметром является её соленость, под которой понимается масса сухих солей в граммах на 1 кг вещества. Количество солей в единице объема жидкости может существенно колебаться в зависимости от моря. Например, Черное, Каспийское и Азовское моря характеризуются как слабосоленые. Средний показатель солености Мирового океана составляет 35г/кг.

Кроме поваренной соли (NaCl), морская вода содержит и ряд других химических элементов, в основном в виде ионов, которые можно получать из нее в промышленных масштабах: K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Br-, F-, H3BO3. Всего в морских недрах обнаружено около 50 химических элементов в разной концентрации, среди которых литий (Li), рубидий (Rb), фосфор (P), йод (J), железо (Fe), цинк (Zn) и молибден (Mo).

Как опресняют на производствах?

Опреснение воды в промышленных масштабах — трудоемкий и энергоемкий процесс. Производственные установки громоздки и сложны в обслуживании.

Все исследования в этой области направлены на создание более экономичных методов отделения H2O от солей. Далее описаны наиболее популярные методы.

Вымораживание

Свойство воды таково, что в твердое состояние переходят только молекулы самой воды, а остальные содержащиеся в ней элементы заморозке не подвергаются. Лед всегда исключительно пресный.

Процесс опреснения проходит следующие этапы:

• Соленую воду помещают в кристаллизатор.
• Осуществляют контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.
• Происходит медленная заморозка воды. На этом этапе образуются очаги кристаллизации, то есть образования льда из пресной воды.
• По мере заморозки оставшаяся вода становится более концентрированной с солью, поэтому более тяжелой. Она оседает на дно.
• Лед и оставшийся рассол подвергают повторной очистке. Это может повторяться несколько раз.

Данный способ требует сложного технологического оборудования. Такие механизмы потребляют много электроэнергии, поэтому такой метод не пользуется популярностью.

Ультрафильтрация или обратный осмос

Ультрафильтрацию стали применять для опреснения только в конце 20 века, ранее ее применяли в других сферах. Технология предполагает наличие мембраны в фильтрационном аппарате.

Мембранами выстилают тысячи тонких труб, по которым прогоняют концентрированную солями воду.

Принцип использования мембраны основан на физических свойствах молекул воды и частиц солей. Волокна мембраны способны пропустить молекулы воды и задержать более крупные частицы соли.

Простейший механизм для фильтрации обратным осмосом представлен следующими этапами:

• поступление морской воды;
• перекачивание соленой воды в аппарат под высоким давлением;
• разделение пресной воды и концентрата;
• в усовершенствованных установках предусмотрена дополнительная финальная очистка угольным фильтром.

Это многообещающий и эффективный способ, однако, он на данный момент требует наличия большой площади мембранных труб для опреснения воды в промышленных масштабах.

Перспектива этого метода в создании более эффективных мембран.

Электродиализ

Еще один мембранный способ. Здесь вместо насоса, создающего давление, применяются электродиализные установки.

Под воздействием электричества ионы, из которых состоят молекулы растворенных солей, проходят через мембраны:

• катионы движутся в сторону катода;
• анионы движутся в обратную сторону, к аноду.

Затем концентрированные рассолы утилизируют при помощи проточной воды.

Способ отличается экономичностью, а используемые мембраны позволяют увеличить эффективность очистки благодаря возможности использования высоких температур.

Химический способ

Химический способ основан на свойствах растворенных в воде примесей. При взаимодействии с реагентами они образуют нерастворимый осадок и опускаются на дно.

По той причине, что приходится использовать большое количество дорогостоящих реагентов, реакции могут протекать долго, а осадок получается токсичным, этот способ применяется редко.

Дистилляция или перегонка

Морскую воду подвергают испарению. Более летучая составляющая превращается в пар в большом количестве и переходит в дистиллят, оставшаяся менее летучая часть переходит в кубовый остаток.

Существуют одноступенчатые и многоступенчатые дистилляторы. Многоступенчатые намного более производительны при сравнительно небольшом потреблении энергии.

Их главный минус в образовании накипи на стенках аппарата, что требует постоянного обслуживания. Из-за этого затраты на работу увеличиваются.

В процессе разработки находится электрохимический способ отделения от примесей солей. Для этого применяют высокотехнологичную микросхему, которая будет разделять воду на потоки с высоким и низким содержанием солей.

Меры предосторожности

Несмотря на безопасность и доступность процедуры промывания, есть и противопоказания. Следует избегать этого метода в следующих случаях:

• врожденное или приобретенное искривление носовой перегородки;
• хронические носовые кровотечения;
• наличие новообразований или полипов в пазухах;
• непроходимость носовых проходов;
• отит и другие виды воспаления уха;
• гипертонический криз;
• повышенная чувствительность к соли.

Солевой раствор может вызывать аллергическую реакцию, что может привести к покраснению и жжению носа. В случае появления симптомов следует принять антигистаминный препарат, отказаться от процедуры и обратиться к врачу. При склонности к аллергии желательно провести пробу на коже. Ее можно сделать как самостотельно, так и у терапевта.

Для питьевого водоснабжения пригодна вода с содержанием растворимых солей не более 1 г/л. Поэтому практической задачей при опреснении воды (главным образом, морской) является уменьшение её избыточной солёности. Достигается это различными способами:

• испарение (дистилляция), в том числе: обычная дистилляция,
• многостадийная флеш-дистилляция,
• дистилляция под низким давлением (вакуумная дистилляция),
• термокомпрессионная дистилляция,

ионный обмен, электродиализ, обратный осмос, прямой осмос, гидродинамическое разделение (сепарация).

В стадии исследований:

электрохимический способ (англ. Electrochemically Mediated Seawater Desalination), в котором специальная микросхема разделяет поток солёной воды на два потока с повышенным и пониженным содержанием солей, соответственно

Опреснение воды для промышленных и бытовых нужд осуществляется на опреснительных установках. В зависимости от используемого метода, энергозатраты на кубический метр составляют от 0,7 кВт∙ч до 20 кВт∙ч (2,5-72 МДж).

Пошаговая инструкция, как получить пригодную для питья H2O в домашних условиях

Опреснение не обязательно требует громоздких установок. Очистить воду от солей можно и дома. Если появилась такая необходимость, следует применить пошаговую инструкцию, заранее выбрав приемлемый способ.

Важно: для опреснения в домашних условиях потребуется морозильная камера или плита

Заморозка

Данный способ по принципу аналогичен производственному методу вымораживания. Лед состоит исключительно из молекул воды, соли в нем нет.

Шаги для получения пресной воды дома:

• Поместить морскую воду в емкость. Лучше взять емкость с широким верхом, например, таз.
• Поместить емкость в морозильную камеру.
• Снимать пластины льда по мере образования.
• Растопить лед.

Готово! Вода из растопленного льда будет пресной.

Метод предполагает сооружение установки, состоящей из кастрюли с крышкой, трубки и емкости для сбора дистиллята.

• найти подходящую емкость, которую можно поставить на огонь;
• в крышке должно быть отверстие, в которое необходимо вставить трубку;
• подсоединить трубку к емкости для сбора очищенной воды;
• поместить соленую воду в емкость с крышкой;
• поставить емкость на огонь;
• по мере нагревания конденсат будет по трубке попадать в емкость для сбора.

Метод дистилляции можно использовать и без применения огня. Понадобятся две бутылки и скотч:

• Поместить в одну из бутылок небольшое количество подлежащей очищению воды.
• Соединить горлышки двух бутылок скотчем.
• Поместить конструкцию в теплое место: на подоконник на солнечной стороне или на батарею. Конструкция должна располагаться плашмя, а пустая бутылка — выше, чем наполненная.
• Собрать конденсат.

Феномен соленой жидкости

Если развести в питьевой воде поваренную соль и попытаться выпить раствор, то удовольствия эта процедура точно не доставит.

Все правильно, ведь ваш организм вместе с влагой получил соль, которая существенно осложняет работу внутренних органов. Ее присутствие в организме может быть смертельно опасным для человека, если вовремя не принять меры. То есть, не снизить концентрацию. Сделать это можно при помощи обычной воды.

Доказано, что для нормального функционирования человеческого организма необходимо выпивать в день не менее 2-3 л жидкости. Подразумевается, что это вода либо напитки, которые не содержат соль. Нужны они для того, чтобы растворить те микроэлементы, которые поступили в организм с пищей, и вывести их излишки вместе с мочой. Неудивительно, что после соленой и острой пищи человеку всегда хочется пить: так «работает» защитный механизм, который регулирует уровень химических веществ в крови.

Теперь представьте, что вместо чистой воды ваш организм получает солевой раствор, который приводит к увеличению концентрации веществ. Они не выводятся вместе с мочой и накапливаются в органах, которые отвечают за самые разнообразные процессы. Естественно, начнутся сбои в их работе, которые со временем могут привести к тяжелым расстройствам. Как результат – гибель.

Морская вода в этом отношении не исключение, но она обладает своими особенностями. Это не просто солевой раствор, это – концентрация самых разнообразных химических веществ.

Таким образом, в морской воде сегодня содержится практически вся таблица Менделеева, поэтому употребление такой жидкости на первых порах дает неожиданные результаты. В частности, вода из моря:

• питает головной мозг;
• поддерживает обменные процессы в организме;
• притупляет чувство голода;
• поставляет в кровь микроэлементы, которые необходимы для процессов синтеза.

Казалось бы, такая жидкость очень полезна, и ею можно смело заменять родниковую воду. Но все не так просто, как кажется на первый взгляд. Доказано, что употребление морской воды вместо пресной без серьезного ущерба для организма человека возможно лишь в течение первых суток. Затем концентрация химических элементов в крови начинает превышать допустимые нормы, что приводит к общей интоксикации. И это на фоне жажды, которую такая жидкость утолить не в состоянии.

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.

Процессы опреснения воды

Для водоснабжения пригодны водные ресурс из открытых и подземных источников, содержание солей в которых не превышает 1 г/дм3. Процесс опреснения – это очистка морской воды от солей с использованием той или иной технологии. Существующие методы деминерализации отличаются высокой энергозатратностью, которая достигает от 0,7 до 20 кВт∙ч на один куб. метр жидкости (от 2,5 до 72 Дж).

Для работы больших промышленных установок строятся собственные электростанции. Так на полуострове Мангышлак в 70-е года прошлого века была возведена Шевченковская АЭС, обеспечивающая работу опреснителя.

Для того чтобы опреснить соленую воду морей и океанов применяются различные методы:

• Дистилляционные. Обычные и многоступенчатые флеш-дистилляции, вакуумные (при пониженном давлении), а также термокомпрессионные.
• Вымораживание с последующим использованием талой воды, и с помощью гидратов газовых.
• Фильтрационные. Обратный и прямой осмос, ультрафильтрация сепарация (разделение гидродинамическое).

В настоящее время проходит испытания промышленная установка опреснительная для морской воды, в которой реализован перспективный электрохимический метод. Технология обеспечивает разделение потока на две части со сниженным содержанием солей и концентрированный раствор с помощью специальной микросхемы.

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.

Основные способы опреснения воды:

• Дистилляция.
• Ионизация.
• Обратный осмос.
• Электродиализ.

Это методы, которые можно использовать в крупных масштабах, для нужд промышленности. Среди них большой популярность пользуется дистилляция – она бывает простой или многоступенчатой. Во время дистилляции воду доводят до кипения, образуется водяной пар – чистая дистиллированная вода. В остатке же находятся соли.

С помощью дистилляции получают более половины всей опресняемой жидкости. Отдельно выделяют метод мембранной дистилляции, заключающийся в собирании водяного пара по одну сторону от специальной мембраны, которая пропускает только молекулы газа.

Обратный осмос – это один из самых экономичных методов. Подсчеты показывают, что опреснение 15 тонн исходного сырья будет стоить не больше 1 доллара. Суть метода в продавливании жидкости через чрезвычайно мелкие фильтры. Через поры проходит только чистая жидкость, соли и примеси остаются.

Электродиализ – это процесс пропускания жидкости через специальную электродную камеру. В камере находятся пластины, которые, соответственно заряду, притягивают катионы и анионы. Преимущество метода – высокая устойчивость оборудования к воздействию внешней среды. Так, электродиализ дает возможность проводить опреснение воды при высокой температуре. Минусы – необходимость установки специального оборудования.

Другие методы немного сложнее и распространены не так широко. Ограниченное применение связано с высокой себестоимостью опресненной воды.

В некоторых южных регионах используется достаточно простой метод – солнечное опреснение воды. Он заключается в нагревании воды на солнце. Пар улавливается, так получают пресную воду. Есть и обратный метод – опреснение воды замораживанием. Насыщенная солью жидкость замерзает медленнее, чем пресная – в момент замерзания их можно разделить.

Опреснение в промышленности

В промышленных масштабах недостаток чистой опресненной воды ощущается острее и зафиксирован более чем в полусотне стран. Кризис связан в первую очередь с активным развитием промышленности, быстрым ростом населения и несовершенством экологического законодательства. Поэтому вопрос опреснения воды в промышленных масштабах стоит очень остро. Это оптимальный путь добычи пресной воды в крупных масштабах – особенно использование опреснительных установок актуально в прибрежных зонах.

Большинство крупных опреснительных станций расположено в регионах с недостатком питьевой воды. К ним относится практически весь Ближний Восток, а также некоторые страны Северной Африки. Строительство станций продолжается также в Европе и США. Современные технологические мощности позволяют удовлетворить потребность населения в чистой питьевой воде даже в странах с минимальными природными ресурсами.

Что касается обстановки в России, то опреснительные технологии только начинают развиваться. Благодаря природным запасам и особенностям климата и территории, природных запасов хватит минимум на несколько десятков лет.

Новые возможности и альтернативы

Технологии опреснения несовершенны, поэтому продолжается поиск альтернативных возможностей. Наиболее перспективной представляется идея транспортировки льда из антарктического региона. Главная проблема состоит в длительности такой транспортировки и возможных последствиях от вмешательства в структуру ледника.

Еще одна технология – регенерация. Суть состоит в том, что сточные и поверхностные воды очищают и снова пускают в бытовой или промышленный оборот. Такая жидкость пригодна, по крайней мере, для технических и сельскохозяйственных нужд.

Как сделать морскую воду

Вопрос, как сделать морскую воду в домашних условиях волнует многих женщин.

И это понятно, ведь целебные свойства морской воды известны всем. Это не только натуральное лекарство, которое лечит от самых разнообразных болезней: уменьшает аденоиды, избавляет от аллергии, гайморита, и простого насморка. Именно ее используют для полоскания при всех видах ангины, ведь она очищает миндалины и убивает бактерии, и она же поможет избавиться от сыпи. И, самое главное – у морской воды только одно противопоказание: открытые раны и порезы.

Очень часто используется морская вода и в косметических целях. Особенно полезны купания в море женщинам, которые стремятся похудеть, ведь микроэлементы, содержащиеся в морской воде помогают сжигать подкожный жир и отлично справляются с целлюлитом. А ведь это чудодейственное средство еще и омолаживает кожу, успокаивает, снимает усталость – в общем, незаменимое средство для женщин.

Очень повезло тем, кто живет на берегу моря – он круглый год имеет доступ к этому источнику полезных минералов и микроэлементов. А тех, кому повезло меньше, наверное, заинтересует вопрос, как сделать морскую воду. Вы удивитесь, но морскую воду можно сделать даже из водопроводной воды. Правда, если вам нужна вода для полосканий или промывания носоглотки, лучше купить дистиллированную воду или, хотя бы, очистить водопроводную при помощи фильтра. Если же для ванны, обертываний или ванночек, то такие сложности ни к чему. Как видите, вопрос как сделать морскую воду, в значительной степени зависит от того, для каких целей вы собираетесь ее использовать.

Начнем, пожалуй, с морской воды, которую используют для полоскания горла и промывания носоглотки. Ее делают так: берут стакан теплой прокипяченной воды, и добавляют в него столовую ложку натуральной морской соли – и все, морская вода готова. Этот рецепт подходит и для полоскания горла, и для закапывания носа. А еще, для избавления от насморка, можно сделать такую морскую воду, которая мало чем будет отличаться от натуральной: в стакане воды развести пол столовой ложки морской соли (натуральной, без ароматизаторов), пол столовой ложки соды и две капли йода.

Очень помогает морская вода и при псориазе. Для этого в теплую, не выше 37оС, ванную добавляют килограмм морской соли. Мокнут в этой воде где-то пятнадцать минут, затем выходят, и, самое главное, не вытираются, а ждут, когда вода сама высохнет.

Ну и, конечно, всем знакома и всеми любимая вечерняя морская ванна, которая снимает стресс, усталость, уменьшает боли в мышцах и суставах, спасает от целлюлита, укрепляет иммунитет, делает кожу упругой и успешно борется с угревой сыпью. Вот сколько пользы можно принести организму, и при этом не прикладывая практически никаких усилий, ведь сделать себе дома маленькое море очень легко. Во-первых, определитесь, в каком море вам хотелось бы понежиться, и в соответствии с этим выбирайте, как сделать морскую воду. Например, если мечтаете о Черном море – добавляйте в теплую воду 500г. морской соли, если о Мертвом море – смело сыпьте два килограмма, Средиземное – килограмм. К этому «морю» можно добавить столовую ложку пищевой соды и несколько капель ароматического масла.

Если нет времени принимать ванную – сделайте пятнадцатиминутную ванночку для ног с морской водой: в теплую воду добавьте две столовые ложки морской соли. Такая ванночка снимет усталость и увлажнит ваши ножки.

Не забывайте о морской воде, и она обязательно поможет вам всегда оставаться здоровой и красивой.