Как опреснить воду самостоятельно? Популярные варианты опреснения воды.

Промышленная очистка

Активный рост населения напрямую повлиял на количество источников пресной воды на нашей планете. В результате этого возникла ее нехватка, что подтолкнуло людей к поискам различных способов изготовления питьевой воды «вручную». Единственным выходом стала возможность опреснения солёной морской воды, не пригодной для питья.

Источником для опреснения воды стал Мировой океан. Морские воды проходят многочисленные этапы очистки, в результате которых жидкость избавляется от лишнего количества различных солей. На помощь приходит использование специализированных установок.

Применение опреснителей морской воды позволяет успешно доводить ее до состояния питьевой. Опреснение воды в промышленных масштабах производится разными способами. Большинство таких методов базируются на использовании габаритных энергоёмких установок. Это специализированные фильтры и дистилляторы. Рассмотрим основные виды опреснения воды в больших объёмах.

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.

Методы очищения

В нашем мире разработано всего несколько технологий, которые позволяют преобразовывать морскую воду в проточную. Один из них – использование химических реагентов. Такой метод подразумевает применение специальных химических составов для опреснения жидкости. При соприкосновении с солёной водой возникает реакция, в результате которой образуются нерастворимые химические соединения.

После завершения реакции остаётся всего лишь убрать получившийся осадок путём отфильтровывания. Данный способ не используется в повседневной жизни, и крайне редко им пользуются для опреснения воды в промышленности.

Этот метод имеет достаточно весомые недостатки. Во-первых, для осуществления опреснения потребуется немалое количество химических веществ, во-вторых, процесс занимает длительное время и, в-третьих, стоит недёшево.

Опреснение воды в домашних и походных условиях

Для преобразования морской воды в пресную в домашних условиях, используется дистилляция и заморозка. И то и другое приводит к изменению агрегатного состояния воды – либо превращению ее в пар, либо в лед, в результате которого вода избавляется от значительной части содержащихся в ней солей.

Дистилляция воды

Дистилляция заключается в нагреве воды, ее дальнейшему испарению и сбору конденсата в отдельной емкости. Лучше всего для дистилляции подходит самогонный аппарат. Существуют специальные дистиллирующие установки, которые работают при температуре, близкой к 100 градусам, попутно обеззараживая ее. Минусом дистиллируемой воды является то, что она не имеет ни вкуса ни запаха. Пить ее, мягко говоря, неприятно. Благо, некоторые современные установки имеют функцию добавления в такую воду минеральной воды, для придания хоть какого-то вкуса.

Конденсация воды

Если же самогонного аппарата нет под рукой, то можно воспользоваться методом конденсации. Соедините бутылку с водой с пустой бутылкой скотчем и уложите их в самое теплое или солнечное место. При этом, пустую бутылку следует установить чуть выше чем полную. Спустя определенное время будет собираться чистый конденсат, который будет пригоден для питья.

Для опреснения сгодится и широкий таз. В таз заливается вода, а в его середину устанавливается пустая емкость. Поверх всего этого натягивается пакет или пленка и герметично закрепляется. Посередине кладется небольшой груз, и вся эта конструкция размещается в самом теплом или солнечном месте. Спустя некоторое время в емкость будет собираться конденсат.

Замораживание воды

Замораживание соленой воды требует наличия морозильной камеры. Способ этот прост и легок, поскольку понятен и не требует сооружения каких-либо конструкций. Просто налейте в емкость соленую воду и разместите ее в морозилке. Затем, необходимо тщательно следить за ней, чтобы она не замерзла полностью. Пресной водой будет лишь лед на поверхности, и если емкость промерзнет целиком, то соль никуда не денется. Поэтому, следим за процессом и собираем образующийся ледок. Соль будет скапливаться и поэтому не нужно вычерпывать из емкости всю воду. Как только Вы опреснили две трети емкости с соленой водой, вылейте остаток и наберите новую.

В экстремальных ситуациях придется импровизировать, потому что вряд ли кто-то додумается взять с собой в поход портативный опреснитель. Но голь на выдумки хитра, поэтому, если Вы оказались в безвыходном положении, то включите свою фантазию – можно соорудить импровизированный дистиллятор из подручных средств, буквально из желудей и шишек и выпаривать воду на открытом огне, либо же воспользоваться способом с тазом, но вместо таза использовать вырытую яму.

Метод обратного осмоса

Данный метод давно себя зарекомендовал, в наши дни активно используется в промышленности. Он задействует специальные очистительные мембраны. Они изготавливаются из полупроницаемого материала. Например, из полиамида или же целлюлозы.

Жидкость с избыточным количеством солей пропускается через эти мембраны под определённым давлением. Вследствие этого частицы жидкости проходят через микроскопическую сетку, на поверхности которой оседают более крупные частицы различных примесей. Благодаря этому способу возможно получение довольно большого объёма опреснённой воды.

Принцип работы опреснителя морской воды

Опреснитель морской воды – устройство, которое позволяет убирать из жидкости растворённые в ней соли. После прохождения такой процедуры получается очищенная вода. Её можно использовать не только в бытовой жизни, но так же и как хорошую питьевую воду.

Особенность конструкции аппарата отличается удобностью и практичностью в эксплуатации. Но пресная не означает чистая. Ведь в ней, так или иначе, сохраняются разные компоненты. От их плотности зависит непосредственно использование полученной воды. Например, на морских суднах требуются совершенно разные виды воды:

• питьевая – исключительно для готовки и питья;
• вода для личной гигиены и мытья палубы;
• вода для парогенераторов, иначе её называют питательной;
• вода технического назначения (применяется как охлаждающая жидкость для двигателей);
• дистиллированная вода.

Для всех этих видов используются разные судовые опреснители морской воды. Все методики делятся на две категории:

1. Дистилляционную – опреснитель, который работает по принципу дистилляции, нагревает и испаряет морскую воду. Затем пар «ловится» и доводится до нужной температуры.
2. Фильтрационное – принцип обратного осмоса. Соленая вода опресняется без перехода из одного агрегатного состояния в другое.

Его работа основана на «выравнивании» концентрации растворённых примесей. Крайне высокое давление позволяет как бы «выдавливать» ненужные частицы солей.

Способы опреснения

При рассмотрении возможности превращения морской воды в свой пресный аналог следует исходить из того, что этот процесс и прост, и сложен одновременно. В разработку основных его принципов с давних пор вкладывались значительные средства, но положительные результаты были получены совсем не сразу.

Дело в том, что для его успешной реализации в промышленных масштабах требуются огромные затраты энергоресурсов. Лишь на государственном уровне удалось добиться сравнительно неплохих результатов в получении больших объемов пресной воды из неиссякаемых морских источников.

Используемые в промышленных установках методы изменения состава воды принято подразделять на следующие виды:

• в первую очередь – это дистилляция (или попросту – выпаривание);
• затем следует опреснение с помощью вымораживания;
• далее идет процесс, известный под названием «обратный осмос»;
• замыкает перечень также знакомый многим электродиализ.

Интересный факт

Самый большой в мире опреснитель морской воды находится в Хадере (Израиль). По своей масштабности этот агрегат напоминает практически целый завод. Ежегодно он опресняет около тридцати трёх миллиардов галлонов морской воды.

Это покрывает две трети объёма от всей потребности страны. Ведь, как известно, в Израиле остро стоит вопрос нехватки питьевой жидкости. Этот опреснитель морской воды работает, как и большинство всех опреснителей, по принципу обратного осмоса, под воздействием которого воды Средиземного моря не подвергаются тепловой обработке.

Солнечный опреснитель морской воды

В последнее время на прилавках магазинов появились уникальные опреснители, взаимодействующие при работе с солнечной энергией. Внутрь прибора заливается морская вода, от полученного солнечного тепла она превращается в пар, конденсируясь на стенках корпуса, и оседает в нижней части приёмника.

Конструкция установки полностью герметична, она может создать парниковый эффект и не допускает испарений извне опреснителя. Соответственно, в результате этого чистой воды сохраняется больше. По окончании этого процесса достаточно просто открутить пробку и слить очищенную воду в какой-нибудь сосуд.

Что предлагают исследователи

Как показали исследования, морская вода, пропущенная через фильтр из металлорганических каркасов, способна превращаться в пресную воду, которую можно пить. Процесс фильтрации занимает всего 30 минут. Помимо соли фильтр задерживает и другие загрязняющие воду вещества.

Описанная в известном зарубежном научном журнале технология была названа революционной. Возможно, она сможет помочь миллионам жителей планеты получать доступ к безвредной питьевой воде. Также исследователи считают, что новая технология может быть полезна и при добыче полезных ископаемых.

Полученная данным методом вода может быть интегрирована в уже действующие водные системы. Об этом сообщил профессор австралийского Университета Монаша Хуантин Ван.

В Санкт-Петербурге появился экоавтобус: в нем есть зарядки для смартфонов

Увидев комод в гостях у подруги, захотела себе такой же: она сказала купить обои

Немного теплоты: детские фото животных от финского фотографа

Вакуумный опреснитель морской воды

Этот вид опреснителей используют в морском флоте. Он утилизирует тепло жидкости, которая охлаждает главные и вспомогательные дизели. Чистая вода, нагретая до примерно шестидесяти градусов по Цельсию, на входе поступает через трубы батареи нагрева. На выходе температура воды снижается приблизительно до пятидесяти пяти градусов по Цельсию.

Вакуумный опреснитель позволяет за час получить около восьмисот литров дистиллированной воды. Данный вид опреснителя может покрыть практически все нужды пресной воды без лишних расходов на топливную энергию и сервисное обслуживание. Устройство полностью автоматизировано. Так как температура испарений достаточно низкая, водоопреснитель может работать без очистки на протяжении шести-двенадцати месяцев.

Обслуживание прибора

Техническое обслуживание устройства следует осуществлять каждую неделю, каждый месяц и один раз в квартал.

Раз в неделю требуется внешний осмотр прибора. Стоит также проверить правильность работы насосных сальников и редко использующихся клапанов. Устранить неплотные прилегания и всевозможные протекания в стыках. Раз в месяц сверх еженедельного осмотра требуется проводить чистку сетки фильтра забортной воды, а также смазывать подшипники насосов. Раз в квартал проверяется расходомер, проводится замена протекторов на трубах, рассола и насосах. Очищаются распыливающие отверстия кольцевой трубки испарителя, осуществляется замена сальниковых набивок у насосов.

Ремонтные работы

Процесс ремонта заключается в проведении химической чистки нагревателя соленой воды и испарителя-конденсатора с их последующей опрессовкой и подвальцовкой дефектных трубок.

Следует вскрыть подогреватель жидкости, очистить фильтры из труб и сами трубки от различного мусора и образовавшейся накипи. Также следует разобрать расходомер с целью его очищения от грязи и ржавчины. Если подшипники насосов изношены, то их требуется заменить. Дополнительно рекомендуется провести очищение поверхностей корпусов, соприкасающихся с забортной водой.

Опреснители морской воды для яхт

Наличие системы опреснения морской воды на борту небольшого судна – это комфортно и безопасно. Ручной опреснитель морской воды позволяет сэкономить бюджет ввиду отсутствия потребности в пополнении запасов чистой питьевой воды.

В среднем за час такой опреснитель, предназначенный для небольших морских судов, обрабатывает сотни литров солёной воды, превращая её в чистую питьевую.

Некоторые модели опреснителей для яхт имеют функцию дистанционного управления, что значительно облегчает контроль над процессом. Такие установки подходят для использования как на парусных, так и на моторных яхтах. Запчасти судовых опреснителей, непосредственно соприкасающиеся с морской водой, изготавливаются из веществ, не поражаемых коррозией. Внешняя конструкция чаще всего сделана из нержавеющей стали.

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:

1. Производства, расположенные на берегу моря, где для бесперебойной работы необходим постоянный приток очищенной воды, в том числе для охлаждения.
2. Отрасль сельского хозяйства использует опресненную воду для полива и орошения с/х культур, разведения удобрений, снабжения питьевой водой животноводческих ферм.
3. Автономные станции для получения пресной воды на действующих буровых платформах в океанах и морях, где водоснабжение обслуживающего персонала с континента не представляется возможным.
4. 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.
5. Снабжение прибрежных курортных здравниц и пансионатов. Например, санатории Черноморского побережья России, Крымского полуострова полностью могут обеспечить водоснабжение за счет опреснения морской воды.
6. 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.

Портативный прибор для очищения воды

Совсем недавно научные сотрудники анонсировали новое оригинальное устройство, созданное специально для разделения морской воды на питьевую и соленую. Львиная доля опреснителей работает по технологии обратного осмоса, потребляя при этом достаточно большое количество электроэнергии. К минусам данного способа опреснения можно также отнести неэффективность работы с малыми объёмами.

Новое изобретение – портативный опреснитель морской воды основан на технологии поляризации концентрации ионов. Наноразмерный канал заполняется жидкостью, подключается электрический ток, который создаёт электрическое поле. Благодаря этому вода разделяется на два параллельных потока. В один из них попадают ионы солей, в другом же потоке оказывается чистая пресная вода.

Как сделать опреснитель морской воды своими руками?

Воду можно сделать чистой и без использования промышленных приспособлений. Сделать ручной опреснитель не составит особого труда. Для этого вам потребуется кастрюля с плотно прилегающей крышкой.

Такой способ опреснения воды основывается на всем известном физическом явлении – конденсации. Наливаем в кастрюлю морскую воду, закрываем крышку и кипятим. Скопившийся под крышкой пар – чистый конденсат. Все водные примеси имеют большую массу, поэтому они оседают на дно кастрюли, а частицы Н2О конденсируются в виде пара.

Этот способ позволяет опреснять жидкость с большим количеством потери чистой воды. Поэтому конструкцию следует немного усовершенствовать. Для этого потребуется сделать в крышке кастрюли небольшое отверстие, вставить в него гибкий шланг (трубку), кастрюлю прикрыть крышкой. Другой конец шланга направьте в следующую кастрюлю (любую ёмкость) и обязательно сверху накройте смоченным полотенцем. Это поможет пару оставаться нагретым.

Ставим морскую воду на огонь и кипятим. Ждём до тех пор, пока вся вода не «перейдёт» в другую кастрюлю. Это и будет опреснённая питьевая вода. Все соли, а также различные примеси останутся в прежней кастрюле. Вот такой нехитрый, сделанный своими руками опреснитель морской воды поможет добыть чистую питьевую воду.

Ещё один способ опреснить солёную воду – просто её заморозить. Дело в том, что температура замерзания морской воды и пресной несколько отличается. Для замерзания солёной требуется температура более низкая, нежели для замерзания пресной. Получившийся в итоге лёд и есть опреснённая вода, которая вполне может быть пригодна для питья.

Способы опреснения

При рассмотрении возможности превращения морской воды в свой пресный аналог следует исходить из того, что этот процесс и прост, и сложен одновременно. В разработку основных его принципов с давних пор вкладывались значительные средства, но положительные результаты были получены совсем не сразу.

Дело в том, что для его успешной реализации в промышленных масштабах требуются огромные затраты энергоресурсов. Лишь на государственном уровне удалось добиться сравнительно неплохих результатов в получении больших объемов пресной воды из неиссякаемых морских источников.

Используемые в промышленных установках методы изменения состава воды принято подразделять на следующие виды:

• в первую очередь – это дистилляция (или попросту – выпаривание);
• затем следует опреснение с помощью вымораживания;
• далее идет процесс, известный под названием «обратный осмос»;
• замыкает перечень также знакомый многим электродиализ.

В основу второго способа заложено замораживание воды до кристаллического состояния, после чего из кристаллов по известным технологиям выделяется пресная ее составляющая. Наиболее популярными среди всех перечисленных процедур являются методы обратноосмотической очистки, а также дистилляции.