Главная проблема любого потерпевшего кораблекрушение — нехватка питьевой воды. Серьёзно, райские острова, с обильными фруктами и чистыми источниками — скорее исключение из правил. Чаще всего приходится выживать на куда менее приспособленных для жизни территориях. И если можно отложить на потом, то проблема добычи воды встаёт сразу и весьма резко.
На самом деле, вариантов достаточно. Можно собирать , можно постараться раскопать на песчаном берегу «колодец», в котором вода, будучи пропущенной через метры песка, окажется вполне питьевой. А можно призвать себе на помощь школьные познания физики и соорудить простейший опреснитель морской воды .
Итак. Для опреснения воды вам понадобятся:
- пластиковая бутылка
- большая светлая ёмкость
- небольшая тёмная ёмкость
- полиэтиленовая плёнка
Дальше всё просто. Закапываем большую ёмкость в землю до краёв, в неё помещаем среднюю тёмную посудину, заполненную морской водой. А в неё помещаем стакан, либо обрезанную пластиковую бутылку, причём всячески стараемся, чтобы солёная вода туда не попадала. Всю эту конструкцию оставляем на солнцепёке, герметично прикрыв плёнкой. Также рекомендуется положить небольшой груз непосредственно на плёнку над стаканом — это предоставит воде возможность стекать туда. И, собственно, всё. Через 8 часов у вас как раз и наберётся стакан миллилитров на 200, в среднем.
Принцип работы прост: под действием солнечных лучей темный материал нагревается, испарение воды усиливается. Полиэтиленовая плёнка не выпускает водяные пары наружу, а стенки большой ёмкости обеспечивают перепад температур, необходимый для конденсации.
Собственно, рецепт может меняться. Некоторые, например, советуют не использовать большую ёмкость, а просто выкапывать в песке яму и именно там размещать тёмную посудину. Другие предпочитают использовать непрозрачный полиэтилен. Короче, варианты есть.
В любом случае, для эффективного опреснения воды одной такой конструкции будет реально мало. А вот штук пять-шесть уже вполне смогут обеспечить вас дневной нормой, ещё и освободят время для более полезных дел. Основная проблема заключается в том, что что потерпевший кораблекрушение часто не располагает вообще никаким имуществом, поэтому о кастрюлях речь не идёт вообще. В таком случае, рецепт преображается и упрощается.
Благодаря загрязнению мирового океана, на побережье практически любых островов можно найти пластиковые бутылки и старые пакеты. Грязные, мятые, местами дырявые, но это лучше, чем ничего. Поэтому копаем яму, кидаем на дно ветки и листья, смоченные морской водой, в цент помещаем обрезанную пластиковую бутылку. Сверху — полиэтилен в несколько слоёв. Периодически воду придётся доливать.
Теоретически, полиэтилен можно заменить широкими листьями, но эта замена ещё сильнее снижает эффективность процесса опреснения воды . Короче, тут уж на высокую результативность рассчитывать не придётся. Но и это лучше, чем ничего.
Опреснение воды - это снижение количества солей, содержащихся в природных водах. Для питьевых целей воду обычно опресняют частично, снижая содержание солей до величины, когда вода по своим вкусовым качествам становится пригодной для питья (менее 1000 мг/л).
Для опреснения воды используются различные методы. Химический метод ионного обмена, основанный на фильтрации воды через специальные зернистые материалы- иониты, широко применяется на практике для обессоливания вод с общим содержанием солей до 2- 3 г/л. Обессоливание воды электродиализом основано на том, что в электрическом поле катионы и анионы воды движутся к погруженным в воду катоду и аноду. Электродиализаторы разделены проницаемыми для катионов и анионов перегородками (мембранами), а в средней их части, между перегородками скапливается опресненная вода.
При опреснении воды дистилляцией образуется пар, свободный от солей, поэтому при его конденсации получается дистиллированная вода.
Опреснение воды замораживанием основано на том, что при медленном охлаждении воды ниже 0° кристаллы пресного льда, которые смерзаются в агрегаты, образуются раньше, чем замерзает рассол. При постепенном нагревании замерзший между пресным льдом рассол перейдет в жидкое состояние и будет стекать раньше, чем начнут таять кристаллы пресного льда. При дальнейшем таянии образуется пресная вода.
Перед подачей опресненной воды в водопроводную сеть ее необходимо обеззараживать.
Опреснение воды с помощью опреснительных ядерных установок производится методами дистилляции, и замораживания. Предпочтение отдается дистилляции. Сброс рассола на поверхность земли или в местные водоемы недопустим. Опресненная вода лишена микроэлементов, безвкусна, малопригодна для питья, приготовления напитков и пищи. Нуждается в обогащении минеральными солями.
Опреснение воды - частичное обессоливание засоленной и морской воды с целью уменьшения содержания растворенных солей до степени, делающей воду
пригодной для хозяйственно-питьевых целей. Опреснение воды отличается от умягчения, т. е. частичного удаления из воды катионов кальция и магния. В связи с освоением новых районов с ограниченными ресурсами пресной воды и с ростом потребности в питьевой воде все чаще возникает необходимость использования источников засоленных вод и даже морской воды (районы Казахстана, Прикаспия и др.).
Опреснение воды достигается изменением ее агрегатного (фазового) состояния (дистилляция, замораживание) и удалением из нее растворенных солей (химические, электрохимические и ионообменные методы). Методом дистилляции, применяемым приблизительно на 80% существующих установок, опреснение воды ведется при температуре немного более 90°, что способствует одновременно и обеззараживанию питьевой воды (см.). Существуют установки, работающие и при низких температурах. Получающаяся путем дистилляции вода, лишенная солей, обладает неприятным вкусом и совсем не содержит микроэлементов; поэтому к ней добавляется исходная минерализованная вода, но не более чем это допускается стандартом качества питьевой воды. В природных условиях опреснение воды путем ее вымораживания и солнечного опреснения возможно лишь в определенных климатических районах. При опреснении воды вымораживанием нельзя допускать загрязнения льда, резервуаров и транспортных средств.
Новые перспективы в области опреснения воды возникли в связи с производством синтетических ионообменных веществ. Эти твердые нерастворимые в воде зернистые органические кислоты и основания обладают свойством обменивать входящие в их состав ионы на ионы, содержащиеся в опресняемой воде. Различают ионообменные смолы как катиониты, извлекающие из воды катионы (Са +2 , Mg +2 , Na+ и др.), и аниониты, извлекающие из воды анионы - хлор-ион (Cl-), сульфат-ион (SO -2 4) и др.
Опреснение воды ионообменным методом производится фильтрованием через фильтры напорные (подземные воды, не требующие предварительной очистки и обеззараживания) и безнапорные (воды поверхностного водоисточника, подлежащие предварительной очистке и последующему обеззараживанию). Ионообменные смолы не должны изменять органолептических свойств воды, вызывать появление веществ, которые могут оказаться опасными для здоровья (формальдегид, бластомогенные и другие небезопасные вещества, используемые при производстве органических ионитов).
Электрохимический метод опреснения воды основан на явлении электродиализа: практическое применение его стало возможным с удешевлением электроэнергии и после замены инертных диафрагм ионитовыми (из катионо- и анионообменных смол), соответственно пропускающими катионы и анионы. Использование вновь рекомендуемых ионообменных материалов допускается лишь с одобрения санитарных органов.
Опреснительные ядерные установки . На Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1964 г. было указано на целесообразность строительства комбинированных ядерных опреснительных установок, рассчитанных на одновременное опреснение воды и выработку электроэнергии. Опреснение морской воды на ядерной установке может производиться методами дистилляции, электродиализа и замораживания. В настоящее время предпочтение отдается дистилляции. Экспериментальные установки, построенные в США и СССР, продемонстрировали эффективность и рентабельность двухцелевых станций, предназначенных для опреснения воды и выработки электроэнергии. Советская опреснительная установка рассчитана на 150 мгвт электроэнергии и 120 000 м 3 пресной воды в день. Предварительные расчеты, сделанные в США, показывают, что стоимость 1 м 3 опресненной воды не будет превышать 7 центов на больших установках и 14 центов на малых.
Однако опреснение воды и использование опресненной воды в народном хозяйстве - проблема не только техническая, ной гигиеническая. Опресненная вода лишена микроэлементов, необходимых для организма человека, безвкусна, малопригодна для питья, приготовления напитков и пищи. Она нуждается в обогащении минеральными солями; необходимо определить, какие минеральные элементы и в каких количествах следует добавлять к опресненной воде, предназначаемой для питья и приготовления пищи, какое количество минеральных элементов допустимо в опресненной воде. Как известно, в морской воде количество минеральных солей достигает 35 000 частей на миллион (ч/млн); в солоноватой воде степей и пустынь - от 2 000 до 4 000 ч/млн; в ирригационной дренажной воде - 4000 ч/млн и выше. Комитету экспертов ВОЗ в 1964 г. были даны рекомендации по содержанию минерального остатка в опресненной воде: от 500 до 1000 частей на 1 миллион.
При опреснении воды на ядерных установках сброс рассола, остающегося после упаривания горько-соленой воды, на поверхность земли или отведение его в местные водоемы недопустимы. В странах жаркого климата для атмосферного упаривания сточных вод до сухого осадка можно устраивать пруды, выложенные полиэтиленовой пленкой. На установках, располагающихся на побережье, отходы после дистилляции воды сбрасываются в море.
Европейский инвестиционный банк объявил о подписании финансового контракта на сумму 142 млн. евро на проектирование и строительство завода по опреснению морской воды с использованием технологии обратного осмоса. Технология израильская, давно используемая во всем мире, но в самом Израиле на строительство новых опреснителей не хватало средств.
Опреснительный завод удовлетворит 20% потребностей страны
Контракт, подписанный с компанией Sorek Desalinationбудет способствовать значительному увеличению доступности водных ресурсов в регионе, где воды всегда не хватало. По сообщению издания опреснительный завод должен удовлетворить 20% потребностей страны в пресной воде для домашнего пользования. Предполагается, что производственная мощность нового завода составит 150 миллионов кубических метров воды в год. Глава Минфина Штайниц заявил, что опреснительный завод в Сорек является одним из крупнейших в мире и позволит в значительной мере преодолеть последствия кризиса водного хозяйства страны.
Смешивание разной воды позволит улучшить качество воды
Расширение технологий опреснения будет иметь непосредственное влияние на повседневную жизнь людей: смешивание опресненной воды с пресной питьевой воды из национальной системы водоснабжения позволит улучшить качество воды, поступающей к потребителям за счет снижения ее жесткости и концентрации солей, нитратов и бора. Это, в конечном счете приведет к заметному снижению водозабора и, таким образом, защитит от проникновения соленых вод в водоносные горизонты. В Израиле в 2007 и 2009 годах Европейский инвестиционный банк поддерживал строительство и расширение опреснительного завода в Хадере, выделив кредиты на общую сумму 130 миллионов евро. В Средиземноморском регионе в целом, этот банк вложил в развитие водного сектора более 1,050 млрд. евро.
Мембранные установки водоподготовки для обессоливания морской воды
Обратноосмотические установки водоподготовки предназначены для обессоливания воды с минерализацией до 45 г/л. Солесодержание опресненной воды соответствует требованиям Всемирной организации здравоохранения и не превышает 0,5 мг/л.
Базовый вариант установки водоподготовки включает:
- узел механической очистки механический фильтр с рейтингом фильтрации 10мкм;
- узел мембранного обессоливания обеспечивает глубокую очистку и снижение общего солесодержания воды;
- ультрафиолетовый стерилизатор для предотвращения вторичного биопоражения воды и ее глубокого обеззараживания перед подачей потребителю.
Приведенная схема может применяться при подаче воды из прибрежной скважины, в случае подачи воды из открытого моря установка дополнительно комплектуется узлом предварительной очистки УПО на базе:
а) реагентной обработки;
б) на базе микро- или ультрафильтрации.
Узел предварительной очистки УПО на основе реагентной обработки
Включает реактор-усреднитель и отстойник, в который вмонтирован тонкослойный модуль, существенно повышающий эффективность отстаивания, сетчатый самопромывной фильтр, задерживающий механические частиц размером до 20 мкм, механические фильтры с рейтингом фильтрации 10 мкм.
Узел предварительной очистки УПО на основе микро- или ультрафильтрации
Мембранная фильтрация обеспечивает полное удаление крупно- и мелкодисперсных, взвешенных, коллоидных частиц и др. нерастворимых примесей
Израиль ввел в строй одну из крупнейших в мире опреснительных установок, способную обеспечить почти 20% потребностей страны в питьевой воде, как сообщило местное телевидение.
Завод в приморском городе Хадере будет ежегодно производить способом мембранной очистки 127 миллионов кубометров воды столько же, сколько остальные две израильские установки вместе взятые. В ближайшие годы в стране, страдающей от дефицита традиционных водных ресурсов, планируется построить еще две опреснительные станции.
Это крупнейшая в мире установка опреснения воды мембранным методом. Кроме того, это новое слово в экономии энергии, что позволяет снизить себестоимость воды, говорит заместитель директора компании-оператора Тидар Голан.
Более крупные опреснительные станции есть в Саудовской Аравии, но там применяется технология нагрева морской воды. В Хадере воду пропускают через мембраны, которые задерживают соли и примеси так, что перед отправкой опресненной воды потребителю ее приходится минерализировать.
Технологии опреснения морской воды
Опреснение морской воды на сегодняшний день одна из самых серьезных задач, решение которой позволит избежать многих проблем в будущем. Ввиду глобального и постоянного сокращения запасов пресной воды в мире, задача опреснения морской воды, очистки, водоочистки становится если не самой важной, то, во всяком случае, одной из самых значительных.
Понимая, какое значение для всей нашей планеты имеет возможность получения питьевой воды из морской, компания Агбор Инжиниринг наряду с технологиями водоподготовки и очистки сточных вод также развивает свою деятельность и в сфере опреснения морской воды.
К настоящему времени наиболее распространенными методами опреснения являются:
- Термическое опреснение очень энергоемкий процесс.
- Опреснение на полупроницаемых мембранах энергоэффективный процесс.
Особенности
Высокое солесодержание морских вод обуславливает применение морских мембран и специальных материалов. Одной из главных проблем является коррозия оборудования и трубопроводов, поэтому применяются трубопроводы из стеклопластика, полимерных материалов, высококачественные коррозионно-стойкие стали дуплексного или аустенитного типа.
Также из-за высокой минерализации необходимо создавать высокое давление для работы осмоса 50-80 бар. Расход электроэнергии на насосы высокого давления можно сократить, применяя устройства рекуперации энергии.
Наши разработки совпадают с рекомендациями производителей мембранных элементов, касающихся таких технологических параметров, как recovery, удельный поток и т.п. Также мы учитываем материал трубопроводной и запорной арматуры, насосов, приборов. Производственные мощности позволяют выполнять монтаж трубопроводов из высококачественных сталей, таких как 254 SMO и т.п.
Немаловажным является то, что система управления разрабатывается с непосредственным участием технологов, что обеспечивает детальную проработку управления переходными процессами, такими как пуск, останов системы с учетом наличия системы рекуперации энергии.
Опресне́ние воды удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач.
Для питьевого водоснабжения пригодна вода с содержанием растворимых солей не более 1 г/л. Поэтому практической задачей при опреснении воды является уменьшение её избыточной солёности. Достигается это различными способами:
- испарение, в том числе:
обычная дистилляция,
многостадийная флеш-дистилляция,
дистилляция под низким давлением,
термокомпрессионная дистилляция,
- замораживание,
в том числе посредством газовых гидратов,
- ионный обмен,
- электродиализ,
- обратный осмос,
- прямой осмос,
- гидродинамическое разделение.
В стадии исследований:
- электрохимический способ, в котором специальная микросхема разделяет поток солёной воды на два потока с повышенным и пониженным содержанием солей.
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.
Источники: www.vodainfo.com, vladbmt.ru, evroplast.in.ua, www.agbor.ru, ru.cyclopaedia.net
Исчезнувшие колена Израиля. Часть4
Среди эфиопских фалаша распространено убеждение, что они происходят от царя Соломона (965-928 годы до нашей эры). К этому...
Как сделать макияж девушкам с веснушками
Если вы хотите показать веснушки, откажитесь от тонального средства. Даже самое легкое их замаскирует. Ограничитесь корректором: наносите его...
Все что нужно знать для грамотной заботы за волосами
Залог здоровых волос - хороший лечебный шампунь. Они бывают универсальными, то есть подходят для любых волос, и существуют...
Люди давно придумали, как опреснить морскую воду в отсутствие доступа к пригодной для питья, ведь питьевая влага - основа существования живого организма.
Сегодня получить из морской воды опреснённую можно разными способами и в разных условиях - промышленных, домашних и даже экстремальных. Такие навыки позволят утолить муки жажды, когда пресная питьевая вода недосягаема по какой-то причине.
Существующие методы опреснения воды
В некоторых регионах планеты дефицит пресной воды наиболее ощутим - обычно это засушливые ландшафты. В такой местности применяют промышленное опреснение.
В домашних условиях производить из соленой воды опреснённую заставляют тяжёлые бытовые условия, временные или постоянные, когда население испытывает острейшую нехватку пригодной для питья влаги.
Навыки, как сделать питьевую воду, имея только морскую, не единожды спасали жизнь в условиях природных катаклизмов, потерявшимся в море рыбакам, а также экстремальным путешественникам.
- Методы промышленного опреснения - химический с помощью реагентов, промышленная перегонка в дистилляторе, ионный с помощью установки и ионита, обратный осмос через мембранные фильтры, электродиализ и промышленное вымораживание;
- Методы домашнего опреснения - дистилляция и частичная заморозка;
- Методы экстремального опреснения - сбор конденсата с помощью огня или солнца, а также растопка пресного льда.
Способы опреснения в промышленных масштабах не наша тема, а вот варианты, как дома или на природе получить вполне пригодную для питья влагу, опишем подробнее - они могут оказаться полезными.
Опреснение воды в домашних условиях
Дома всегда есть источник огня или тепла, посуда и приспособления, которые пригодятся для превращения морской воды в опреснённый дистиллят, в крайнем случае имеется морозилка.
Лучше всего перегоняет морскую воду в дистиллят бытовой самогонный аппарат, если имеется источник огня, но сработает и сделанный на скорую руку его аналог. Задача такая:
- заставить морскую воду обильно испаряться от нагрева;
- отводить собранный конденсат;
- охлаждая капли пара, собирать их в отдельную ёмкость.
В качестве заменителя самогонного змеевика подойдёт любая посуда, которую можно поставить на огонь. В нее вливается морская жидкость, затем посудина накрывается крышкой с отверстием, в которое вставлена отводящая пар трубочка. Осталось на трубочку надеть пластиковый шланг, его кончик опустить в ту ёмкость, где будет скапливаться пресная водичка, а его накрыть мокрой тряпкой, чтобы пар скорее охлаждался.
Иногда при бедствии в уцелевшем жилье нет ни воды, ни газа, ни электроэнергии, но есть какая-то непригодная к питью вода. В таком случае есть 2 варианта не умереть от жажды.
Вариант №1.
- Исходная жидкость наливается в пластиковую бутылку.
- Её уровень должен быть таким, чтобы он не доходил до горлышка бутылки, если её положить плашмя.
- Горлышко бутылки с исходной жидкостью соединяется с горлышком пустой бутылки с помощью скотча.
- Конструкция помещается плашмя в самое тёплое место, какое найдётся в доме - к примеру, батарея или залитый солнцем подоконник.
- Под пустую бутылку подкладывается любой предмет, чтобы она была немного выше, чем бутыль с жидкостью.
- Вскоре наверху пустой бутыли будут скапливаться капли испаряемого конденсата и стекать вниз.
- Останется разрезать скотч и разъединить ёмкости - в пустой окажется пригодная к питью вода.
Вариант №2.
- Нам понадобится небольшой таз с высокими стенками.
- По центру ставится небольшая емкость (подойдет простой стакан).
- В таз наливается вода для опреснения, ее уровень должен быть ниже уровня стакана.
- Сверху таза натягивается полиэтилен либо целлофановая плёнка.
- На плёнку, прямо над стаканом, кладется небольшой груз.
- Конструкция перемещается поближе к источнику тепла.
- Вскоре на пленке будут скапливаться капли испаряемого конденсата и стекать вниз.
Останется снять целлофан с таза - в стакане окажется пригодная к питью вода.
Обратите внимание! Эти способы замечательно работают и в природных условиях.
Третий вариант добыть питьевую воду - это частичное замораживание в морозильной камере.
- Налейте в широкую ёмкость морскую водичку.
- Поместите в морозилку.
- Периодически следите за процессом заморозки.
- Как только появился тонкий слой льда - аккуратно его соберите, это и будет пресная вода.
- Снимайте всякий раз только небольшой слой льда - его кристаллы почти не содержат соли.
Обратите внимание! Полностью замороженная морская вода даст солёный лёд.
Опреснение воды в экстремальных условиях
Разжиться питьевой водой, имея в обилии морскую, в экстремальной обстановке, когда до естественного пресного источника километры, - это вопрос выживания.
Самый быстрый вариант - это соорудить на костре примитивный дистиллятор.
- Для этого на огонь ставится наполненная морской водой ёмкость и сверху накрывается крышкой.
- Желательно проделать в крышке отверстие и вставить туда отводящую пар трубочку.
- Если отверстия нет и пробить его нечем, значит трубочка просто зажимается крышкой.
- Другой кончик трубочки, по которой будут стекать капли конденсата, необходимо опустить в чистую посудину.
- Чтобы отход пара ускорить, трубочка накрывается мокрой тканью или постоянно поливается холодной морской водой.
- В отсутствие крышки из посуды сооружается «крыша» под наклоном из металла, к самому низкому краю подставляется чистая посудина, куда будет стекать дистиллят.
Если дело происходит в летнюю жару - есть очень простой вариант опреснить воду, но по времени он не будет такой быстрый, как с помощью огня. Для этого понадобится всего одна ёмкость, плёнка и вырытая яма.
- Нужно вырыть ямку чуть глубже, чем высота вашей ёмкости.
- Дно ямы обильно поливается морской водой.
- В центр углубления ставится пустая ёмкость.
- Яма полностью накрывается плёнкой, а её края плотно фиксируются песком, галькой, землёй.
- На центр плёнки, прямо над посудиной, кладётся груз - камешек, палочка, ком почвы или пригоршня песка, чтобы покрытие стало вогнутым.
- Вода, испаряясь, начнёт оседать на крыше из плёнки и по наклонной стекать прямиком в размещенную ёмкость.
- На жаре за пару часов в посудине соберется достаточно воды, чтобы напиться.
Обратите внимание! Конденсат абсолютно лишён солей, поэтому чтобы быстрей утолить жажду, опытные экстремалы советуют добавить немного морской воды.
Еще один способ опреснения - замораживание, годится для суровых зимних условий. Его алгоритм аналогичен домашней заморозке, только в качестве морозильника здесь выступит уличный мороз. Нужно зачерпнуть морскую воду и подождать появления на поверхности кристаллов льда - они на вкус будут пресными, и такой водой вполне можно напиться.
Существующие разнообразные способы опреснения забортной морской воды можно разделить на две основные группы:
- опреснение без изменения агрегатного состояния жидкости (воды);
- опреснение, связанное с промежуточным переходом жидкого агрегатного состояния в твердое или газообразное (паровое).
Опреснение способами первой группы включает в себя такие виды, как химическое, электрохимическое, ультрафильтрация.
При химическом способе опреснения в воду вводят вещества, называемые реагентами, которые, взаимодействуя с находящимися в ней ионами солей, образуют нерастворимые, выпадающие в осадок вещества. Вследствие того что морская вода содержит большое количество растворенных веществ, расход реагентов весьма значителен и составляет примерно 3 - 5% количества опресненной воды. К веществам, способным образовывать нерастворимые соединения с натрием и хлором, относятся ионы серебра и бария, которые образуют выпадающие в осадок хлористое серебро и сернокислый барий. Эти реагенты дорогие, реакция осаждения с солями бария протекает медленно, соли ядовиты. Поэтому химическое опреснение используется редко.
При электрохимическом опреснении (электродиализе) применяют специальные электрохимические активные диафрагмы, состоящие из пластмассы, резины с наполнителем и анионитовых или катионитовых смол. Ванна с рассолом ограничена двумя диафрагмами: положительной и отрицательной. Под действием постоянного тока напряжением 110 - 120 В ионы солей, растворенных в воде, устремляются к электродам. Положительные катионы через катионопроницаемые диафрагмы, а анионы через анионитовую диафрагму проходят в крайние камеры, где встречаются с двумя пластинами: анодом и катодом. Встречаясь с одноименно заряженными диафрагмами, они остаются в этих камерах. В результате в промежуточных камерах оказывается обессоленная вода, которая стекает в отдельный сборник. Соли и рассолы из крайних камер отводятся за борт, а образующиеся газы (хлор и кислород) - в атмосферу.
Камеры, в которых опресняется вода, отделены от рассольных камер полупроницаемыми ионитовыми мембранами.
При достаточном количестве пар мембран между анодом и катодом расход электроэнергии зависит от солености морской и опресненной воды: чем меньше разница между ними, тем процесс протекает экономичнее. Поэтому злектродиализ целесообразно применять для опреснения слабосоленых вод при допустимом высоком солесодержании опресненной воды (500 - 1000 мг/л). На судах, где требования к солесодержанию достаточно высокие, электродиализные опреснители не находят применения. Опытная электродиализная установка эксплуатировалась на траулере «Ногинск».
Опреснение ультрафильтрацией или так называемым способом обратного осмоса состоит в том, что солевой раствор оказывается под давлением со стороны мембраны, проницаемой для воды и непроницаемой для соли. Пресная вода проникает через мембрану в направлении, обратном обычному осмотическому (когда пресная вода вследствие осмотического давления проникает через мембрану в солевой раствор). В существующих установках производительностью около 4 м 3 /сут соленая вода под давлением около 150 кгс/см 2 продавливается через мембраны ацетилцеллюлозного типа, обработанные перхлоратом магния для увеличения их водопроницаемости. С противоположной давлению стороны мембран установлены пористые бронзовые плиты, способные выдержать большое давление. При испытаниях установки с 1,5%-ным солевым раствором была получена вода с солесодержанием 600 - 1000 мг/л Сl. Применение ультрафильтрации как способа опреснения ограничивается малым сроком службы пленок-мембран и большими размерами фильтрующей поверхности.
К методам опреснения второй группы, относятся вымораживание и дистилляция, или термическое опреснение.
Опреснение вымораживанием основано на том, что в естественных природных условиях лед, образующийся в океанах и морях, является пресным. При искусственном медленном замораживании соленой морской воды вокруг ядер кристаллизации образуется пресный лед игольчатой структуры с вертикальным расположением игл льда. При этом в межигольчатых каналах концентрация раствора, а следовательно, и его плотность, повышаются, и он, как более тяжелый, по мере вымораживания оседает вниз. При растаивании игольчатого льда образуется пресная вода с содержанием солей 500 - 1000 мг/л Сl. При быстром замораживании рассол оказывается включенным в толщу льда, и сильное и интенсивное охлаждение приводит к замерзанию всей массы соленого раствора в единое ледяное тело.
Для лучшего опреснения морского льда иногда применяется искусственное плавление его части при температуре ~20°С. Вода, образующаяся при таянии, способствует более полному вымыванию солей из льда. Способ вымораживания достаточно прост и экономичен, но требует сложного и громоздкого оборудования.
Дистилляция, или термическое опреснение , - наиболее распространенный на морских судах способ получения пресной воды из забортной морской. Как известно, морская вода представляет собой раствор, состоящий из воды - летучего растворителя и солей - нелетучего растворенного в воде твердого вещества. Сущность дистилляции заключается в том, что забортную воду нагревают до кипения и выходящий пар собирают и конденсируют. Образуется пресная вода, называемая дистиллятом . Выпаривать воду можно как при кипении, так и без кипения. В последнем случае морскую воду нагревают при более высоком давлении, чем давление в камере испарения, куда направляется вода. Так как при этом температура воды превышает температуру насыщения, соответствующую давлению в камере испарения, то часть поступившей воды превращается в пар, который и конденсируется в дистиллят. Для парообразования используется теплота, содержащаяся в самой испаряемой воде, которая при этом охлаждается до температуры насыщения оставшегося рассола. Основное термодинамическое различие между процессами заключается в следующем: при кипящем процессе теплота подводится от внешнего источника и поддерживает температуру насыщения при данном постоянном давлении в испарителе, т. е. процесс является изотермическим ; при некипящем процессе теплота подводится к морской воде без кипения до температуры выше температуры насыщения, соответствующей давлению в испарителе, и, следовательно, процесс испарения идет за счет внутренней теплоты и является адиабатным . Недостатком термического опреснения избыточного давления является его малая экономичность: на получение 1 кг дистиллята расходовалось до 700 ккал, что соответствует выходу 10 - 12 т дистиллята на 1 т расходуемого топлива. Этот недостаток удалось преодолеть применением вакуумных испарителей с использованием утилизационной теплоты двигателей внутреннего сгорания и парогенераторов.
Дистилляция, как уже было отмечено, - основной способ опреснения морской воды, применяемый на судах промыслового флота, и поэтому в дальнейшем будут рассмотрены только опреснительные установки, работающие на термическом опреснении.
В настоящее время исследуются новые способы водоопреснения, в частности путем образования кристаллогидратов и при помощи гидрофобного теплоносителя.
Принцип кристаллогидратов заключается в выделении пресной воды из соленых растворов в форме кристаллов, которые в специальном расплавителе разлагаются на чистую воду и гидрат-агент. В качестве гидрат-агентов для повторного использования в процессе используются такие вещества, как метилбромидгидраты, метилхлоридгидраты, гидраты изо-бутана.
Сущность гидрофобного теплоносителя заключается в том, что различные смеси углеводородов, парафины, фторированные масла и другие вещества, инертные по отношению к воде и растворенным в ней солям, впрыскивают в теплонесущий дистиллят для нагрева. После этого дистиллят и теплоноситель разделяют и последний впрыскивают в морскую воду. При нагреве часть воды испаряется и образующийся пар в конденсаторе превращается в дистиллят. Гидрофобный теплоноситель отделяют от оставшегося после выпаривания рассола и возвращают в теплонесущий дистиллят для последующего нагрева.
