Опреснение морской воды

Опреснение морской воды – одна из самых серьезных задач, решение которой позволит избежать многих проблем в будущем. В настоящий момент, 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. Огромный слой соленой воды, покрывающий большую часть Земли, представляет собой единое целое и имеет примерно постоянный состав. Мировой океан огромен. Его объем достигает 1,35 миллиардов кубических километров. Он покрывает около 72% земной поверхности. Почти вся вода на Земле (97%) находится в мировом океане. Приблизительно 2,1% воды сосредоточено в полярных льдах и ледниках. Вся пресная вода в озерах, реках и в составе грунтовых вод составляет лишь 0,6%. Остальные 0,1% воды входят в состав соленой воды из скважин и солончаковых вод.

При опреснении воды методом обратного осмоса пресную воду отделяют от растворенных в ней солей при помощи мембраны, проницаемой для воды, но непроницаемой для солей. Для этого необходимо наличие селективной мембраны, пропускающей только воду, но задерживающей растворенные в ней вещества.

Если поместить такую мембрану между рассолом и пресной водой, тенденция к выравниванию концентраций по обе стороны мембраны заставит воду проникать через мембрану в рассол. Этому процессу можно воспрепятствовать, прикладывая давление со стороны рассола. При достаточно большом давлении проникновение воды через мембрану в рассол прекратится.

Давление, необходимое, чтобы воспрепятствовать просачиванию воды через мембрану в раствор, называется осмотическим. Для морской воды при нормальных условиях осмотическое давление составляет приблизительно 25 атм.

Если прикладываемое к рассолу давление превысит осмотическое, то вода будет проходить через мембрану в обратном направлении, другими словами, пресная вода будет выдавливаться из рассола через мембрану. Этот процесс называется обратным осмосом.

Морскую или солоноватую воду накачивают под высоким давлением в камеры, стенки которых изготовлены из полупроницаемых мембран. При прохождении воды через мембраны локальная концентрация солей у стенки мембраны повышается, что приводит к повышению осмотического давления и уменьшению потока пресной воды. Чтобы воспрепятствовать этому, через камеру нужно непрерывно прокачивать морскую воду.

Мембраны обратного осмоса, которые используются для опреснения морской воды, имеют тенденцию к биологическому обрастанию и загрязнению тонкодисперсным илом. В связи с этим при опреснении морской воды требуется проведение эффективной предочистки. Традиционные системы очистки либо не обеспечивают получение воды надлежащего качества, либо требуют создания нескольких барьеров, сильно увеличивая площадь станции водоподготовки и потребность в инвестициях. Эффективным решением является комбинирование ультрафильтрации и обратного осмоса, что позволяет значительно увеличить срок службы обратноосмотических мембран и снизить эксплуатационные затраты.

Донецкий институт воды предлагает использовать технологию опреснения морской воды для обеспечения питьевой водой населенных пунктов маловодных территорий, расположенных на побережье Азовского и Черного морей, в случае отсутствия возможности обеспечения исходной водой из поверхностных и подземных источников.