Námořníci a stavitelé lodí jako první přemýšleli o tom, jak odsolovat vodu moří a oceánů. Sladká voda je pro námořníky skutečně nejcennějším nákladem na palubě. Můžete přežít během bouře, vydržet velká vedra tropů, přežít oddělení od země, jíst navařené hovězí maso a sušenky celé měsíce. Ale co bez vody? A do podpalubí byly naloženy stovky barelů obyčejné sladké vody. Paradox! Koneckonců, přes palubu je vodní propast. Ano, voda, ale slaná a do té míry, že je 50 až 70krát slanější než pitná voda. Je proto přirozené, že myšlenka odsolování je stará jako svět.

Již starověký řecký vědec a filozof Aristoteles (384-322 př. n. l.) napsal: „Slaná voda se odpařuje a tvoří sladkou vodu...“ První zkušenost s umělým odsolováním vody zaznamenaná v písemných pramenech pochází ze 4. století před naším letopočtem.
Legenda říká, že svatý Basil, který ztroskotal a zůstal bez vody, pochopil, jak zachránit sebe a své druhy. Uvařil se mořskou vodou, namočili to mořskými houbami s párou, vymačkali je a dostali čerstvou vodu... Od té doby uplynula staletí a lidé se naučili vytvářet odsolovací zařízení. Historie odsolování vody v Rusku začala v roce 1881. Poté byl v pevnosti na břehu Kaspického moře poblíž dnešního Krasnovodska postaven lihovar, který měl posádku zásobovat sladkou vodou. Vyrobil 30 metrů čtverečníchčerstvou vodu za den. To je velmi málo! A už v roce 1967 tam vznikla instalace, která poskytovala 1200 metrů čtverečních vody denně. Nyní v Rusku působí více než 30 lihovarů, jejich celková kapacita je 300 000 metrů čtverečních sladké vody denně.

První velké závody na výrobu sladké vody z moře se samozřejmě objevily v pouštních oblastech světa. Přesněji – v Kuvajtu, na břehu Perského zálivu. Zde se nachází jedno z největších nalezišť ropy a zemního plynu na světě. Od počátku 50. let 20. století bylo v Kuvajtu postaveno několik zařízení na odsolování mořské vody. Výkonné destilační zařízení v kombinaci s tepelnou elektrárnou funguje na ostrově Aruba v Karibiku. Nyní se již odsolená voda používá v Alžírsku, Libyi, na Bermudách a na Bahamách a v některých částech Spojených států. V Kazachstánu na poloostrově Mangyshlak je závod na odsolování mořské vody. Zde v poušti v roce 1967 vyrostla umělá oáza – město Ševčenko. Mezi jeho hlavní lákadla patří nejen světoznámá výkonná jaderná elektrárna, velké zařízení na odsolování mořské vody, ale také pečlivě promyšlený systém zásobování vodou. Ve městě jsou tři vodovodní řady. Jedna je kvalitní čerstvá pitná voda, druhá je mírně brakická, lze ji omývat a zalévat rostliny, třetí je obyčejná mořská voda používaná pro technické potřeby včetně kanalizace.

Zařízení na odsolování vody jaderná elektrárna město Ševčenko (1982).

Ve městě žije více než 120 tisíc lidí a každý z nich má o nic méně vody než Moskvané nebo Kyjevané. Dostatek vody a rostlin. A pít je není tak jednoduchá záležitost: dospělý strom vypije 5-10 litrů za hodinu. Ale přesto na každého obyvatele připadá 45 metrů čtverečních zeleně. To je téměř 1,5krát více než v Moskvě, 2krát více než ve Vídni známé svými parky, asi 5krát více než v New Yorku a Londýně, 8krát více než v Paříži.

Problémy diskutované v materiálu:

• Proč je potřeba odsolování mořské vody?
• Jaké jsou způsoby odsolování mořské vody
• Jak odsolovat mořskou vodu doma
• Jaké problémy jsou vlastní procesu odsolování mořské vody

Čištění a odsolování mořské vody je průmyslový proces, v jehož důsledku se z ní odstraňují soli a získává se produkt vhodný pro domácí použití a spotřebu. Náš článek bude vyprávět o metodách a technologiích odsolování mořské vody.

60 % zemského povrchu tvoří území, kde buď nejsou žádné zdroje sladké vody, nebo existují, ale jen velmi malé množství. Vzhledem k tomu, že v mnoha suchých oblastech je málo sladkovodních nádrží, dochází k problémům se zavlažováním půdy. Daly se vyřešit díky možnosti využití odsolené mořské vody pro tyto účely. Na Zemi jsou značné zásoby takové vody, ale kvůli vysokému obsahu soli ji nelze využít pro hospodářské účely.

Pro pěstování plodin je nutné je zalévat vodou s velmi nízkým obsahem soli. Pokud rostliny přijmou více než 0,25 % solí s vlhkostí, jednoduše neporostou. Také přítomnost alkálií ve vodě je nepříznivě ovlivní. Mnoho států, včetně Ruska, hledá způsoby, jak odsolovat zdroje slané vody, což by pomohlo vyrovnat se s problémy se suchem v oblastech nacházejících se v blízkosti moře.

V zemích s dobře rozvinutým průmyslem je stále naléhavější nedostatek zásob sladké vody. Zejména se to týká USA a Japonska, kde je požadováno pro průmysl, Zemědělství a potřeby domácností, objemy vody již dávno převyšují dostupné.

Množství sladké vody neodpovídá potřebám ve vyspělých zemích s nízkými srážkami, jako je Izrael a Kuvajt.

Rusko zaujímá první místo na světě, pokud jde o suchozemské sladkovodní zdroje. Samotný Bajkal stačí k uspokojení současné potřeby ruského obyvatelstva a průmyslu po sladké vodě. Toto jezero je tak hluboké, že pokud nasměrujete toky všech řek do jeho povodí zeměkoule, pak se bude plnit téměř 300 dní.

Většina ruských vodních zdrojů je však soustředěna v prakticky neobydlených a nezastavěných oblastech Sibiře, severní a Dálný východ. Do vysoce rozvinutých středních a jižních regionů s vysoká úroveň průmysl, zemědělství a hustota obyvatelstva tvoří pouze 20 % zásob sladké vody.

Určité země Střední Asie(Turkmenistán, Kazachstán), stejně jako Kavkaz, Donbas a jihovýchodní část Ruské federace mají obrovské nerostné a surovinové zdroje, ale nemají zdroje sladké vody.

V Rusku existuje velké množství podzemních zdrojů, jejichž úroveň mineralizace se pohybuje od 1 do 35 g/l. Pro potřeby obyvatelstva je nelze použít, jelikož obsahují velké množství solí, ale po odsolení se dají celkem dobře využít.

V procesu odsolování mořské vody je důležitým parametrem její slanost, kterou se rozumí hmotnost suchých solí v gramech na 1 kg látky. Množství solí na jednotku objemu kapaliny se může výrazně lišit v závislosti na moři. Například černá, kaspická a Azovské moře charakterizované jako mírně slané. Průměrná slanost světového oceánu je 35 g/kg.

Až na stolní sůl(NaCl), mořská voda obsahuje i řadu dalších chemických prvků, především ve formě iontů, které z ní lze získat v průmyslovém měřítku: K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Br-, F-, H3BO3. Celkem bylo v podloží moře nalezeno asi 50 chemických prvků v různých koncentracích, včetně lithia (Li), rubidia (Rb), fosforu (P), jódu (J), železa (Fe), zinku (Zn) a molybdenu (Mo).

Mořské vodní zdroje obsahují více než 50 chemických prvků. Koncentrace každého z nich je extrémně malá, ale jejich celková hmotnost určuje slanost kapaliny. Pro potraviny může být vhodná pouze voda obsahující nejvýše 0,001 g/ml solí. K dosažení takové koncentrace se používají různé technologie odsolování mořské vody. Specialisté se snaží vyvinout odsolovací systémy, které by spotřebovávaly málo energie, ale zároveň co nejvíce čistily vodu pro využití obyvatelstvem.

Dnes se používají tyto způsoby odsolování mořské vody: destilace, reverzní osmóza, ionizace a elektrodialýza.

V jižních oblastech se aktivně používají solární destilátory, ve kterých se mořská voda ohřívá a odpařuje. Existuje i opačná metoda, kdy se slaná voda zmrazí a poté se z ní oddělí sladká voda, protože rychleji mrzne.

Výrobník mořské vody je zařízení, které dokáže z vody odstranit soli rozpuštěné ve vodě. Po proceduře čištění se získá voda, kterou lze použít nejen pro domácí potřeby, ale také k pití. Konstrukce zařízení se vyznačuje pohodlím a praktičností při provozu.

Odsolená voda však není zároveň čistá, protože jsou v ní zachovány i další složky, jejichž hustota určuje oblast jejího použití. Takže na námořních plavidlech, odlišné typy zásoby vody:

• pití, které se používá pouze k vaření a pití;
• voda pro osobní hygienu a mytí palub;
• voda pro parní generátory nebo napájecí voda;
• technická voda, která se používá jako chladicí kapalina pro motory;
• destilovaná voda.

K získání všech těchto typů se používají různé lodní destilátory.

Technologie odsolování zahrnují následující:

1. Destilace, při které odsolovač ohřívá a odpařuje mořskou vodu. Vzniklá pára se „chytne“ a přivede na požadovanou teplotu.
2. Filtrace, při které zařízení funguje na principu reverzní osmózy. Slaná voda se čistí, aniž by přecházela z jednoho stavu do druhého. Provoz takového zařízení je založen na optimalizaci koncentrace rozpuštěných nečistot. Velmi vysoký tlak umožňuje „vymáčknout“ přebytečné částice soli.

V izraelském městě Hadera se nachází největší lihovar planety. Tato jednotka je velikostí úměrná celému závodu. Každý rok odsolí asi třiatřicet miliard galonů mořské vody. Destilátor pracuje na principu reverzní osmózy, díky čemuž nejsou středomořské vody podrobeny tepelné úpravě.

Instalace je zcela hermetická, vytváří efekt skleníku, přičemž není dovolen únik zplodin ven. V důsledku toho je čistý zbytek vody zadržován ve větším objemu. Na konci se korek odšroubuje a vyčištěná kapalina se vypustí do nádoby.

Podobná zařízení se používají v námořnictvo. Využívají teplo kapaliny, které slouží k chlazení hlavního a pomocného dieselového motoru. Vyčištěná voda ohřátá na 60 °C vstupuje na vstupu potrubím topné baterie. Při opuštění kapaliny klesne teplota kapaliny na cca 10 °C.

Vysavač produkuje asi 800 litrů destilované vody za hodinu. Dokáže uspokojit veškerou poptávku po čerstvé vodě bez plýtvání energií paliva a plná automatizace šetří poprodejní servis. Vzhledem k tomu, že teplota odpařování je poměrně nízká, může výrobník vody pracovat šest až dvanáct měsíců bez nutnosti čištění.

Je známo, že obyvatelstvo Izraele trpí vážným nedostatkem zásob pití. Provoz výše popsaného zařízení umožňuje pokrýt téměř dvě třetiny potřeby vody v celé zemi.

Dnes se k odsolování mořské vody používá celá řada zařízení, včetně unikátních solárně poháněných odsolovacích zařízení. Nalévá se do nich voda, která se vlivem slunečního tepla mění v páru, kondenzuje na stěnách pouzdra a následně se usazuje ve spodní části zařízení.

Dosud se v průmyslu široce používají dva způsoby odsolování: membránové (mechanické) a tepelné (destilace). V prvním případě se používá technologie reverzní osmózy. Mořská voda prochází polonepropustnými membránami pod tlakem výrazně převyšujícím tlakový rozdíl mezi sladkou a mořskou vodou (u druhé je to 25-50 atm.).

Mikroskopické póry filtrů volně propouštějí pouze malé molekuly vody a zadržují větší ionty soli a jiných nečistot. Materiálem pro takové membrány je polyamid nebo acetát celulózy, vyrábějí se ve formě dutých vláken nebo rolí.

Metoda hlubokého odsolování vody reverzní osmózou má oproti jiným metodám řadu výhod. Za prvé jsou zařízení jednoduchá a kompaktní a za druhé nevyžadují velké množství energie. Systém reverzní osmózy je navíc řízen v poloautomatickém a automatickém režimu.

Tato metoda má však i své nevýhody. Kvalita čištění zde závisí na tom, jak účinná byla předúprava. Navíc výsledná pitná voda obsahuje ještě dost velké množství soli (500 mg/m3 celkové koncentrace soli). Tento způsob také vyžaduje zvýšené provozní náklady, protože je nutný pravidelný nákup souvisejících chemikálií a výměna membránových filtrů.

Wonthaggi Desalination Plant je největší světový závod na odsolování membránových filtrů se sídlem v Melbourne. Za den je schopen zpracovat 440 tisíc metrů krychlových vody. V izraelském městě Ashkelon je závod, kde se voda čistí od solí reverzní osmózou. Denně zpracuje 330 tisíc metrů krychlových vody.

Podstatou tepelného způsobu (destilace) je, že se na odsolovací stanici mořské vody vaří kapalina a vznikající pára se akumuluje a kondenzuje. Vznikne tak destilát – sladká voda. Můžete také vařit vodu, aniž byste ji přivedli k varu. V tomto případě se zahřívá při vyšším tlaku než v odpařovací komoře. Samotné teplo vody se využívá k tvorbě páry. Současně se ochladí na teplotu nasycení zbývající solanky. Nevýhodou tohoto způsobu je cena, vysoká energetická náročnost a přítomnost externího zdroje páry. Je to však on, kdo dává největší objem sladké vody za jednotku času. Například závod Shoaiba 3 (Saúdská Arábie) vyrábí destilační metodou až 880 tisíc metrů krychlových sladké vody denně.

Tyto dvě metody lze porovnat několika klíčovými způsoby:

Možnosti	Reverzní osmóza	tepelná metoda
Fyzikálně-chemický princip	Membránová difúze	Tepelné vypařování a kondenzace
Spotřeba energie (včetně spotřeby pomocných zařízení)	Elektřina: 3,5-4,5 kWh/m3	Elektřina: 2,5-5 kWh/m3, tepelná 40-120 kWh/m3
Nejvyšší teplota v procesu odsolování	teplota mořské vody
Kvalita vody (obsah soli mg/l)
Průměrná produktivita jednoho odsolovacího modulu	6000-24000 m3/den	120 000 m3/den
Hlavní zařízení	Čerpadla, membrány	Čerpadla, ventily, vakuové systémy
Celkové náklady
Úroveň automatizace výroby
Schopnost měnit složení mořské vody		středně vysoký
Požadavky na údržbu
Potenciál škálování		Středně nízký
Prostorové požadavky
Nejvíce potřebná vylepšení	Zlepšení předúpravy vody, zlepšení vlastností membrán	Levnější materiály a způsoby přenosu tepla

Potíže se zásobováním sladkou vodou nastaly na Krymu po známých událostech v roce 2014. Poté Ukrajina zablokovala kanál, kterým byla na poloostrov dodávána sladká voda, což mělo za následek nedostatek technických a pitných zásob vody.

Objevují se informace o plánované instalaci odsolovacího systému v Kerči, který vyrobí asi 50 tun vody za hodinu. Vodní zdroje vyčištěné od solí budou využívány především pro technické potřeby: napájení tepelných sítí a parních kotlů. Přispěje to ke snížení zátěže veřejného vodovodu.

Čištění vody v tomto závodě bude probíhat v několika fázích. Pro čiření se předpokládá použití kombinované membránové technologie, pro čištění od solí - metoda reverzní osmózy, pro leštění změkčení - metoda iontové výměny.

Systém bude pracovat v automatickém režimu, k řízení procesu je potřeba pouze jeden operátor.

Ziskovost zavlažování plodin odsolenou mořskou vodou je dnes velkou otázkou: stávající technologie bohužel neumožňují získat ze slané vody zároveň kvalitní i levnou sladkou vodu. Ale rozdílné země světa neustále pracují tímto směrem, protože ekologické problémy odsolování mořské vody se týká celého lidstva a vyžaduje povolení.

Vědci vkládají velké naděje do využití k čištění vodních zdrojů atomová energie, což by technologie odsolování výrazně zlevnilo.

Odsolování mořské vody svépomocí doma a v extrémních podmínkách

Pokud potřebujete během výšlapu vyčistit mořskou vodu od solí, nejlépe se k tomu hodí domácí destilátor, designově podobný známým destilačním přístrojům.

Podstata procesu v klasickém odsolovacím zařízení je následující: slaná kapalina se zahřeje k varu, poté se vzniklá pára akumuluje v nádobě a ochladí. Po proceduře se na stěnách komory usazují chlazené kapky vody, očištěné od solných nečistot.

Soli ze směsi vynikají, protože bod varu při solanka mírně vyšší než čistá voda. Čerstvá složka se proto rychleji odpařuje a usazuje se ve sběrné nádobě.

K odsolování mořské vody v polních podmínkách budete potřebovat:

• za prvé - samotná voda, která je na pobřeží moře nebo slaného jezera vždy hojná;
• varná konvice nebo kotlík jako nádoba na ohřev;
• hliníková trubka, která by měla být připravena před začátkem cesty;
• hluboká díra vykopaná v písku: bude sloužit jako chladicí zařízení;
• další nádoba (skleněná láhev, nerezová dóza apod.), kde se bude shromažďovat voda očištěná od nečistot.

Na břehu jezera nebo moře byste měli vykopat díru hlubokou až metr, do ní pod mírným úhlem umístit nádobu (láhev), do jejíhož hrdla je třeba vložit trubici.

Předem si připravte pryžové těsnění: s jeho pomocí bezpečně utěsníte spoj hliníkové trubky s hrdlem láhve.

Poté by měla být konstrukce pokryta pískem tak, aby zůstala otevřená pouze horní část hrdla s vloženou trubkou. Konec trubice bude nutné umístit nad konvici nebo otevřenou konvici s mořskou vodou. V tomto případě je oheň chován v malé vzdálenosti od láhve s trubicí.

Po rozhoření ohně se voda v nádobě ohřeje a začne vařit a pára se bude trubicí postupně šířit do láhve zahrabané v písku, kde se usadí jako kondenzát. Postupně se na dně nádoby vytvoří až 200-300 gramů čisté čerstvé tekutiny.

nejvíce jednoduchým způsobem k čištění vody ze soli doma je použití systému sestávajícího z řady filtrů zapojených v určitém pořadí. Ale ani složitá vícestupňová kombinace nedokáže z vody odstranit absolutně všechny škodlivé nečistoty. Mezi lidmi jsou proto velmi oblíbené dlouho známé metody domácího odsolování.

Voda se například nalije do láhve a vloží se do mrazáku, kde po chvíli čistá složka zmrzne. Část, která nezmrzne, obsahuje jen všechny škodlivé nečistoty, takže je vypuštěna. Zmrzlý zbytek vody, když taje při pokojové teplotě, může být použit k pití a dalším potřebám.

Existují dva další způsoby čištění soli z vody, které lze snadno implementovat doma. První je dlouhý var, v důsledku čehož se sůl usazuje na stěnách ve formě vodního kamene. Druhým je filtrace aktivním uhlím. V tomto případě bude množství použitého materiálu záviset na koncentraci soli.

Dnes je ze všech metod odsolování nejžádanější technologie reverzní osmózy. Jeho použití však vyžaduje vysoké náklady na výrobu a provoz membrán a také značné energetické kapacity. Navíc po odsolování tímto způsobem zůstává vysoce koncentrovaný solný roztok, který se vrací zpět do moře nebo oceánu, čímž se zvyšuje slanost vodních zdrojů. Z tohoto důvodu se proces čištění stává ještě komplikovanějším a náklady na odsolování mořské vody se každým rokem zvyšují.

Navíc pouze 1/3 světových zásob sladké vody je v půdě (2/3 jsou zamrzlé ve sněhových pokrývkách a ledovcích). A člověk je využívá tak rychle, že příroda nemá čas dohnat ztracené.

V tomto ohledu se nedostatek sladké vody v celosvětovém měřítku zvyšuje.

Odborníci předpovídají, že do roku 2030 budou více než dvě miliardy lidí pociťovat nedostatek vody. Tento problém je umocněn tím, že každá země používá různé objemy sladké vody.

Například Američan spotřebuje v průměru asi 400 litrů denně, zatímco obyvatel zaostalé země jen 19 litrů. Polovina světové populace nemá ve svých domovech vůbec tekoucí vodu. To vše jednou povede lidi k tomu, aby věnovali zvláštní pozornost oceánům jako zdrojům vody.

Hlavním úkolem při odsolování mořské vody je minimalizovat náklady na energii a vybavení. To je zvláště důležité, protože země, která potřebuje více čištěné vody, musí také odolat hospodářské soutěži se zeměmi, které mají levnější a vydatnější zdroje sladké vody.

Podle výsledků konstrukčního vývoje se ukazuje, že jen pro malý počet spotřebitelů bude levnější vozit vodu z přírodní nádrže na vzdálenost 400-500 km než ji odsolovat. Odhadujeme-li podzemní zásoby různého stupně slanosti v suchých oblastech, můžeme dojít k závěru, že odsolování je pro ně jediným ekonomicky životaschopným způsobem zásobování vodou, vzhledem k jejich vzdálenosti od sladkovodních zdrojů přírodního původu.

Dnes používané metody odsolování lze produktivně využít k navrácení použitých vodních zdrojů do přírody, aniž by se zhoršil stav sladkovodních útvarů.

Pokud kvalita vody příliš nevyhovuje…

Problém špinavé vody v domě lze částečně vyřešit instalací vysoce kvalitního filtru, ale v takových systémech je nutné pravidelně vyměňovat součásti, protože přímo závisí na tom, jak dobře bude pitná kapalina čištěna.

Nevyřešena přitom zůstává otázka, jak zajistit, aby naše pracoviště nebo dítě ve škole mělo vodu. nejlepší kvalita? Nejlepším řešením je nákup s doručením.

Společnost Iceberg nabízí výhodné podmínky pro obsluhu svých zákazníků:

• bezplatná dodávka vody k vám domů nebo do kanceláře: kupující platí pouze náklady na zboží;
• studny, ze kterých se naše voda čerpá, mají evidenční doklady ve Státním vodním katastru Ruské federace;
• pro těžbu a stáčení vody se používají pokročilé technologie, které napomáhají k zachování a zvýšení její kvality a přirozené čistoty;
• prodáváme také moderní vodní chladiče a další zařízení vyráběné známými evropskými značkami s ohledem na stávající standardy kvality. Velikosti čerpadel a stojanů na láhve se liší, což vám umožňuje instalovat zařízení i v malých místnostech;
• dodávka pitné vody k vám domů nebo do kanceláře je prováděna za nejnižší cenu díky neustálým akcím naší společnosti;
• spolu s vodou si můžete zakoupit jednorázové nádobí, čaj, kávu a další pomocné produkty.

Čistá voda je cenná, ale neměla by mít cenu zlata. Naším posláním je poskytnout každému domovu a pracoviště kvalitní pití vody Proto jsme pro naše zákazníky připravili ty nejvýhodnější podmínky.

Problém pitné vody je dnes ve světě stále naléhavější – je jí poměrně málo. Například Africe je tento zdroj poskytnut pouze ze 30 procent požadovaného množství.

Ostatní země na tuto pevninu provedlydodávka pitné vodymožné, ale stále to nestačí. Byla to tato situace, která přiměla vědce k zamyšlení, zda je možné vyrobit pitnou vodu z mořské vody? Vlastně možná i doma, i když je to dlouhý proces. To bude vyžadovat destilační kostku nebo destilační přístroj. V tomto případě se používá fyzikální zákon, podle kterého se soli nemohou zcela rozpustit ve vodě. To znamená, že po odpaření zůstávají minerály na dně.

záplava mořské vody

Proháněním mořské vody měsíčním svitem po převaření získáte pitnou vodu s minimálním množstvím nečistot připravenou k pití. Svým složením připomíná spíše destilovanou vodu, která nevede elektrický proud. Proto je docela těžké se jím opít. Ale v lékárnách se prodávají takzvané "obohacovače", přidáním několika kapek z nich získáte vodu, kterou lidské tělo potřebuje. Celkově tedy výroba pitné vody z mořské vody stojí o něco více než výroba minerální vody.

Jak vyrobit pitnou vodu z mořské vody v přírodních podmínkách?

Není těžké proměnit mořskou vodu na pitnou, pokud z improvizovaných prostředků vytvoříte jakýsi měsíční svit. To bude vyžadovat díru, která je uvnitř zabalena fólií, několika velkými kameny a senem. Voda nalitá do otvoru je pokryta senem. Nahoře jsou umístěny kameny, které jsou také pokryty filmem. Voda se po zahřátí začne vypařovat, a když se ochladí, sráží se na kamenech. Vody bude samozřejmě velmi málo, ale dost na to, abyste uhasili žízeň.

Voda je životně důležitá pro každého člověka na planetě. Bohužel není dostupná pro každého. Změnit by to ale mohl nový vynález vyvinutý výzkumnou skupinou na Alexandrijské univerzitě v Egyptě.

Princip fungování

Technologie využívá odsolovací techniku ​​zvanou pervaporace. Sůl se z mořské vody odstraňuje pomocí speciálně navržených syntetických membrán, které odfiltrují hrubé částice soli a nečistoty. Zbývající sůl se zahřeje, odpaří a poté kondenzuje zpět na čistou vodu.

V rozvojových zemích je kritické investovat čas a peníze do vývoje technologií filtrace vody. Technologie však musí být dostupná a snadno reprodukovatelná. Naštěstí membrány zahrnuté v tomto novém vynálezu mohou být vyrobeny v jakékoli laboratoři. Mohou být vyrobeny z levných materiálů dostupných lokálně. Důležitější je, že proces odpařování nevyžaduje elektřinu, díky čemuž je tento způsob úpravy pitné vody levný a vhodný do oblastí, kde není přívod elektřiny.

Navíc vědci našli další zajímavá vlastnost tato technika. Je schopen nejen odfiltrovat soli, ale odstraňovat další škodliviny.

Účinnost

Podle Helmiho El-Zanfaliho, profesora z Národního výzkumného centra v Egyptě, je technologie implementovaná ve studii mnohem lepší než technologie reverzní osmózy, které se v současnosti používají jak v Egyptě, tak na Středním východě a v severní Africe. Pomocí tohoto vývoje je možné účinně odsolovat vodu obsahující vysoké koncentrace soli v Rudém moři, kde je odsolování dražší.

V tuto chvíli není technologie ještě připravena pro domácí použití. Teoreticky bylo prokázáno, že vývoj je účinný, ale je třeba provést rozsáhlé demonstrace a akční plány, jak se s odpadem vypořádat.

Jeden z nejdůležitějších problémů moderní svět je nedostatek pitné vody. Otázka jeho nedostatku je aktuální téměř pro všechny země a kontinenty. Podstatou úkolu není těžba nebo dodávka sladké vody, ale její výroba ze slané vody (https://reactor.space/government/desalination/) .

Relevance problému

Pokud voda obsahuje do jednoho gramu soli na litr, je již vhodná ke konzumaci v omezeném množství. Pokud se však tento ukazatel blíží poměru deset gramů na litr, nelze takovou tekutinu již pít. Pro pitnou vodu platí také řada omezení ohledně obsahu mikroorganismů a organických složek v ní. Získání čisté kapaliny je tedy poměrně složitý víceúrovňový proces.

Nejoblíbenějším způsobem získávání pitné vody je odsolování. Navíc je tato metoda relevantní nejen pro regiony se suchým klimatem, ale také pro Evropu a Ameriku. Výroba sladké vody ze slané vody je Nejlepší způsobřešení problému.

Různé tekuté usazeniny s vysokým obsahem soli lze nalézt téměř v jakékoli oblasti planety. Nejsou zde žádné podmínky pro rozmnožování mikroorganismů. Solanky leží v poměrně velké hloubce, což vylučuje výskyt vnějšího znečištění nebezpečnými látkami chemické prvky. Čerstvou vodu můžete získat i z mořské vody. V tomto článku se podíváme na nejoblíbenější způsoby řešení tohoto problému.

Destilace vody varem

Tato technika se používá již od starověku. Dnes se používá několik typů destilace. Základem je přivést kapalinu k varu a kondenzovat páru. Výsledkem je odsolená voda.

K výrobě kapaliny ve významném objemu se používají dvě populární technologie. Jedna z nich se nazývá vícekolonová destilace. Podstatou technologie je přivést kapalinu do varu v první koloně. Vzniklá pára se používá k přenosu tepla do zbytku kolon. Tato technika je účinná. S jeho pomocí můžete získat čerstvou vodu v průmyslovém měřítku. Tato technologie je však velmi energeticky náročná. Proto se v naší době používá poměrně zřídka.

Bylo zjištěno, že blesková destilace je účinnější. Podstatou technologie je odpařování slané kapaliny ve speciálních komorách. V nich se indikátor tlaku postupně snižuje. V souladu s tím je pro získání vodní páry zapotřebí indikátor nižší teploty. Proto je tato technologie efektivnější.

Existují ještě dva způsoby destilace: membránová a kompresní. Vznikly v důsledku modernizace prvních dvou technologií. Membránová destilace je založena na použití membrány hydrofobního typu, která funguje jako chladicí spirála. Zadržuje vodu a zároveň propouští páru. Kompresivní destilace je založena na použití stlačené (přehřáté) páry v první koloně.

Všechny tyto technologie mají stejnou nevýhodu. Jsou příliš energeticky náročné. Zahřátí kapaliny z nuly na sto stupňů trvá čtyři sta dvacet kilojoulů. A změnit skupenství vody z kapalného na plynné už bude trvat dva tisíce dvě stě šedesát kilojoulů. Zařízení pracující na principu uvažovaných technologií spotřebuje tři a půl nebo více kilowattů za hodinu za hodinu metr krychlový výsledná odsolená kapalina.

Destilace na slunci

V jižní země sluneční energie se používá k provádění destilačního procesu. To umožňuje výrazně snížit náklady na odsolování slané vody. K provedení destilačního procesu můžete použít solární panely nebo přímo tepelnou energii ze Slunce. Technicky nejjednodušší je technologie založená na výparnících. Posledně jmenované jsou speciální hranoly ze skla nebo plastu, do kterých se nalévá slaná tekutina.

V důsledku toho sluneční energie zvyšuje teplotu vody. Kapalina se začne odpařovat a sráží se ve formě kondenzátu na stěnách. Kapky vystupující z páry proudí do speciálních nádob. Jak vidíte, technologie je velmi jednoduchá. Z jeho mínusů stojí za to zdůraznit nízkou míru účinnosti. Nepřesahuje padesát procent. Proto se tato technologie používá pouze v chudých regionech. Lze jej použít k poskytnutí čerstvou vodu v nejlepším případě malá vesnice.

Mnoho inženýrů nadále pracuje na modernizaci uvažované technologie. Jejich hlavním cílem je zvýšit výkon takových systémů. Například použití kapilárních filmů může výrazně zlepšit výkon solárních destilátorů.

Upozorňujeme, že systémy fungující na úkor alternativní zdroje energie není hlavním nástrojem při získávání sladké vody. Jejich použití však nevyžaduje významné náklady na destilační proces.

K odstranění solí z kapaliny lze použít i jiná technická řešení. Poměrně populární metodou čištění vody je elektrodialýza. K implementaci metody se používá dvojice membrán. Jeden z nich je nezbytný pro průchod kationtů a druhý se používá výhradně pro anionty. Částice jsou distribuovány přes membrány pod vlivem stejnosměrného proudu. Takové řešení se často realizuje ve spojení se solárními a větrnými generátory.

Reverzní osmóza

Technologie odsolování vody se neustále zdokonalují. Reverzní osmóza je v dnešní době stále populárnější. Základem je použití polopropustné membrány. Prochází jím solná kapalina. V důsledku toho zůstávají částice nečistot soli na straně, kde je indikátor tlaku nadměrný.

Metoda reverzní osmózy je nejekonomičtější. Zejména pokud se používá pro odsolování vody s nekritickým obsahem soli. V tomto případě může na výrobu jednoho metru krychlového vody stačit jedna kilowatthodina energie. Proto je technologie reverzní osmózy považována za nejslibnější.

Výsledek

Každá metoda odsolování vody má své vlastní charakteristiky. Pro výrobu sladké vody v průmyslovém měřítku je nutné zvolit nejúspornější a nejúčinnější možnost. Zdaleka nejúčinnější je metoda reverzní osmózy.