Опреснение: Как работает обессоливание

Вследствие усиления глобального водного кризиса, мы слышим с каждым разом всё больше и больше поддержки в пользу обессоливания, как одного из самых целесообразных способов добычи питьевой воды. Традиционно процесс обессоливания или опреснения описывался как энергоёмкий способ отделения воды от соли, и используемый на кораблях, где он является единственным способом пополнения запасов воды; или в ближневосточных поселениях, где запасы солёной воды и ископаемого топлива находятся в избытке.

Однако новые технологии уменьшили и затраты энергии, и степень воздействия заводов по обессоливанию воды, и вот в окружении возросшего спроса в условиях ограниченных запасов пресной воды, технология обессоливания попадает в центр внимания. Но что есть такое обессоливание воды? Когда целесообразно его использовать? Насколько популярной оно может быть? Мы собираемся исследовать всё, что касается этого противоречивого вопроса.

Что такое обессоливание?

Если кратко, то процесс обессоливания представляет собой удаление соли и прочих минералов с целью образования пресной (опреснение), пригодной для питья воды. Обессоливание используется там, где запасы пресной воды ограничены, а морская вода находится в достаточном количестве для доставки разливной воды по домам, производства или сельского хозяйства.

Хотя обычно эта технология является дорогой и энергоёмкой, иногда она является единственным способом для поддержания жизни человеческого сообщества. Это как раз и есть то место, где начинаются противоречия – стоит ли это того урона, который наносится окружающей среде при работе завода по обессоливанию воды, если имеются другие способы консервации и сбора воды? Но поскольку всё меньшее количество доступных вариантов находится в распоряжении людей так как запасы грунтовых вод уменьшаются, а реки и озёра находятся на грани своего существования, обессоливание становится более привлекательным способом добычи пресной воды.

Технологии обессоливания

Наиболее популярными методами обессоливания являются многоступенчатая равновесная перегонка, при которой используется испарение воды с выпадением соли в осадок и которая по доли использования составляла 84% от всех способов производства пресной воды; а также обессоливание путём обратного осмоса, которое менее энергоёмко, однако также требует много энергии для прокачивания воды через фильтрационные мембраны.

Несмотря на улучшения, затраты энергии при обессоливании воды по-прежнему высоки, а другие технологии, использующие меньше энергии, остаются пока мало исследованными, среди которых прямой осмос и низкотемпературное обессоливание.

Прямой осмос является смесью мембранной и термальной очистки, использующий удаляемые растворы, которые притягивают к себе воду. Йельский университет разработал газообразную смесь нашатыря и диоксида углерода, которая вытягивает воду из солевых источников. Соли, полученные из аммиака и диоксида углерода, подогреваются и переходят в газообразное состояние снова, оставляя при этом очищенную воду. Это гораздо более эффективный способ с энергетической точки зрения, чем другие процессы, а в Йельском университете он успешно использовался на пилотном предприятии в рамках проекта Оазис.

При низкотемпературном термальном обессоливании происходит кипячение воды при относительно низких температурах, когда охлаждающая вода проходит по змеевикам и охлаждает пар испарившейся воды, придавая воде снова жидкое состояние. Этот вид технологии позволяет использовать энергетические установки солнечной энергии малых мощностей, или возможно использование энергии, получаемой из отходов с тем, чтобы уменьшить степень воздействия производства пресной воды на окружающую среду.

Важные технологические улучшения в обессоливании воды не ограничиваются на системе фильтрации. Улучшения происходят в сфере производства энергии. Такие идеи, как использование тепла энергетических станций уже опробованы с целью уменьшения зависимости от ископаемых видов топлива, и такое сочетание технологий представляется достаточно привлекательным. Австралия с успехом использует завод по опреснению воды, работающий на естественной энергии, но и менее традиционные идеи, говоря буквально, витают в воздухе. Вот идея Алатико:

Более умная система фильтрации?

Как и в случае с любой другой технологией, статьи расходов зависят от переменных величин – если доставка воды из существующих источников выгоднее сооружения завода по обессоливанию, то выбирают этот вариант. В случае когда выбирают использование технологии обессоливания, то учитывают такие факторы, как расстояние до источника морской воды, расстояния до других источников пресной воды, восстанавливаемость источников пресной воды, выбор топлива для работы завода по опреснению, стоимость инфраструктуры и т.д.; всё необходимо взвесить и определить, является ли опреснение самым выгодным вариантом поставки пресной воды в данном месте.

Другие факторы, которые учитываются в затратной части, касаются взаимодействия с окружающей средой. Прямой забор воды из моря приводит к уничтожению рыбной икры, личинок и планктона, а помещение промышленной установки непосредственно в море, увеличивает содержание соли в морской воде и может нанести вред морской флоре и фауне, обитающей вблизи. Исходя из этого, способы забора воды должны быть продуманными. Некоторые предприятия производят забор полупресной воды или производят выброс рассола в местах промышленного сброса воды, где вода используется в производственном цикле.

Вот интервью с инженером городского хозяйства Ричмондом Симоничем из Сэнд Сити, штат Калифорния, где недавно был построен завод по опреснению воды. В этом месте сооружение такого предприятия было достаточно оправданным. Некоторые из факторов, которые они постарались держать с учётом требований к охране окружающей среды, приводятся здесь.

В конечном счёте, опреснение является выгодным решением для поселений, находящихся в идеальной близости и к морской воде, и к источнику энергии. Но это не означает наличие недорогой пресной воды в большинстве районов, включая и те, где нехватка пресной воды ощущается предельно остро. В течение многих лет, водные фильтрационные системы как, например, сбор дождевой воды и очистка вторичных стоков, являются наиболее разумным решением проблем нехватки пресной воды.

Где мы можем ожидать появления заводов по опреснению воды

Обессоливание воды, как отрасль народного хозяйства, следует ожидать в городах, испытывающих нехватку воды. Недавнее исследование показало, что расходы на опреснение воды должны удвоиться в следующую декаду в Саудовской Аравии, ОАЭ, США, Китае и Израиле, которые являются главными потенциальными потребителями таких продуктов. Даже в Лондоне поговаривают о создании завода по опреснению воды на Темзе для обеспечения горожан водой. В Австралии в нескольких районах также имеются заводы по опреснению воды, а также определённые достижения по уменьшению воздействия на природу, включая переход на восстанавливаемые источники энергии.

Фактически же, восстанавливаемая энергия станет важной частью процессов по опреснению воды. Районы, расположенные вблизи береговой линии и имеющие достаточное количество солнечного света или ветра, будут иметь приоритетное положение в производстве пресной воды.

В Соединённых Штатах, прибрежные районы со слабыми системами водоснабжения будут первыми претендентами на поставку технологии обессоливания воды, а Калифорния станет лидером среди них. От запланированной постройки большого завода для Карлсбада в южной части штата и вплоть до графства Монтеррей в районе залива, где уже ожидают переход на обессоливание, как основного источника пресной воды, города Калифорнии изучают возможности обеспечения горожан, проживающих в засушливом штате.

Сбор дождевой воды и регенерация воды: альтернативы опреснению

Опреснение является возможным решением только для тех мест, где имеется в нужных пропорциях морская вода и энергия. Для районов же, далёких от водных источников, или где нет финансовых возможностей для сооружения и производства по опреснению воды, необходимо искать альтернативные варианты.

В некоторых местах, где очень остро стоит проблема нехватки воды, люди больше полагаются на восстановление воды. Возвращаемые в оборот сточные воды представляются идеальным способом по получению воды, например, для ирригации. В ОАЭ, где обессоливание уже применяется достаточно широко, альтернативные источники получения пресной воды рассматриваются самым серьёзным образом.

Сбор дождевой воды, а также захват дождевой воды и её последующее хранение – также являются альтернативами; однако они являются также предметами споров таких, который наблюдался в Колорадо. Районы подобные западному побережью США, которые также пытаются смягчить проблемы нехватки воды, самым серьёзным образом изучают возможности сбора и хранения дождевой воды.

Источник: http://www.treehugger.com/files/2010/07/how-desalination-works.php

• < Защита дикой природы в конфликтных зонах
• Ленивое детство для творческого будущего детей >

Комментарии: