В предыдущей статье было показано,насколько мизерный процент воды доступен человечеству для использования в своей жизнедеятельности.И что с увеличением популяции населения(80 млн человек ежегодно),необходимо изобретать новые способы получения пресной воды.Были разработаны опресняющие технологии,которые делятся на два типа:
1)Без вмешательства в агрегатное состояние воды.
2)Преобразование воды в газообразное или твердое состояние.
Теперь поговорим о каждом методе более подробно:
А)Химическое опреснение морской воды.
В соленую воду добавляют реагенты, которые соединяются с ионами солей, образовывая нерастворимые вещества.Для успешного завершения процесса объем реагентов обычно составляет около 5% от имеющегося объема воды.В качестве реагентов используют ионы бария и серебра.
Химическое опреснение применяется весьма редко из-за относительной дороговизны реагентов, больших временных затрат и ядовитости солей.
Б)Электродиализ морской воды.
Для электродиализа используются специальные активные диафрагмы.Их изготавливают из пластмассы, катионитовых или анионитовых смол и резиновых наполнителей.Ванна, наполненная морской водой, ограничивается положительной и отрицательной диафрагмами.Самые главные камеры,предназначенные для опреснения,отделяются от остальных отсеков ионитовыми полупроницаемыми мембранами.
В)Обратный осмос морской воды.
Его суть заключается в оказании давления на раствор с той стороны мембраны,где соль не будет проникать вместе с водой.Специальные обратноосмотические системы, имеющие производительность 4 кубических метра в сутки и оказывающие на соленую воду давление примерно 160 кгс/см₂, оснащены мембранами из ацетилцеллюлозы.С обратной стороны мембран находятся пористые плиты из бронзы,способные оказывать сопротивление сильному давлению.
Среди недостатков обратного осмоса отмечаются короткий эксплуатационный срок мембран и внушительные размеры поверхности, предназначенные для фильтрации.
Г)Вымораживание морской воды.
Поскольку океанский и морской лед не содержит солей,этот способ опреснения является довольно распространенным.Ради более качественного опреснения замороженную морскую воду плавят при температуре 20 градусов:таящая вода вымывает соли изо льда гораздо тщательнее.
Этот метод отличается простотой и экономичностью,однако для вымораживания необходимо громоздкое и профессиональное оборудование.
Д)Термическое опреснение морской воды.
Суть процесса довольно проста:во время кипячения выходящий пар подвергается конденсации,вследствие чего получается опресненная вода (дистиллят).
По данным Международной ассоциации по опреснению воды,в настоящее время в 120 странах действует около 17000 заводов по опреснению воды.Найболее востребована в них технология обратного осмоса.
С 2005 года в Израиле построены 4 опреснительных завода,обеспечивающие 35% потребности в питьевой воде.Введенный в 2017г в эксплуатацию 5й завод,увеличил этот показатель до 40%.Завод "Сорек",расположенный в 15км к югу от Тель-Авива,производит 624 000м³ воды в день,являясь крупнейшим и найболее эффективным в мире.Себестоимость производства в нём одна из самых низких в мире.
В Сингапуре этот показатель достигает 0,49 долларов/м³
Для Евпатории расчеты показывают стоимость 38₽/м³.
В ОАЭ питьевую воду добывают на 32 опреснительных заводах, некоторые из которых работают на атомной энергии. Стоимость составляет 2 доллара/м³, что чрезвычайно дорого. Тем не менее, по потреблению воды на душу населения — 700 литров в день — Эмираты находятся на одном из первых мест в мире.
Не стоит забывать,что себестоимость зависит от затрат на электроэнергию,а также от солености воды.
В Израиле эти затраты составляют 2-3кВт на кубометр воды,при солености 33г соли на литр.Для Крыма этот показатель будет равняться не более 2кВт,при солености 17г/л.
Для частного использования,например на яхтах,разработано оборудование напряжением 12/24 вольта,стоимостью от 900000р,и с производительностью 70л/ч.
Главной проблемой любого типа опреснительных технологий,является способ утилизации рассола после опреснения.При доведении до предельной концентрации,его сбрасывают в естественные водоемы,овраги,что наносит вред окружающей среде.Изредка рассол транспортируют на испарительные площадки для получения многокомпонентной соли,для последующей продажи либо захоронения в могильниках.
В заключении данной статьи,можно сделать определенные выводы:
- Найболее распространенные способы опреснения:обратный осмос и дистиляция.
- Стоимость 1м³ опресненной воды составляет от 50 центов.
- Необходимые затраты электроэнергии 2-3 кВт/м³
- В данное время не существует способа полной утилизации отходов после опреснения.
В третьей части цикла,постараюсь рассмотреть географические особенности наличия доступа к питьевой воде,а значит и предпосылки к войне за неё.
Комментарии
Вода это просто производная от энергии. Если у тебя достаточно много дешевой и доступной энергии (на душу населения), то и вода будет.
А если нет энергии, или энергопоток снижается на душу населения, то с ресурсами начинаются проблемы. Вода - это частный случай.
В каких-то регионах, где пресной воды избыток могут начаться другие проблемы - например, с доступностью металлов и цементов.
Центральная Азия даже при наличии хорошего энергопотока,не сможет обеспечить водой свои нужды.И при недостатке чистой питьевой воды,на энергию будут обращать меньше внимания.
Я согласен,что проблему нужно рассматривать в связке с проблемами энергопотока,притом добыча при опреснении напрямую зависит от качества самого энергопотока,но по важности эти проблемы равнозначны,как мне видится..
Не забывайте и про воду как власть (или самовластие) - Каддафи строил Великую Рукотворную Реку, и где он теперь?
Ну так он хотел гешефт братьям-французам обломать.Поэтому бомбили его подобрячему..
Прооблема народов Средней Азии - не в отсутствии воды , а в отсутствии головы...Есть такая страна киргизия - она обладает избыточными энергресурсами...И есть такая страна Узбеистан - он дефициен по воде...Что бы нормальные люжи сделали - ои бы договорились...Нет..Так не пойдеь ...хитрые узбеки - самые типа умные соорудии газопролвод в Китай и типа получают валюту за газ...Ну и естсевенно - киргизы делают избыточные сбросы воды дабы себя обеспечить эдектроэнергией... Узбекистану бы не мешало обратиться к опыту израиля - кк они превратили пустнюню нагев в теплицу всего мира ...И кастати в Крыму тоже...Нахер вынести из оборота хлопок ( в Крыму уже к счастью вынесли из оборота рис), создатьзакрытый орашаемый грунт с капельным поливом - и могли бы всю россию завалить дешевыми весенними овощами...Но для этого голову надо иметь
В первую очередь не голову, а договороспособность и понимание, что нельзя выигрывать в карты каждый день - потеряешь партнёров.
а это и есть наличие серого вещества в межушии...
К сожалению, Вы правы только частично. Большинство населения планеты живет с местах недостаточного увлажнения и имеют дефицит питьевой воды. Наиболее развитые страны уже давно озабочены проблемой питьевой воды. Даже в настоящий момент (относительно дешевой энергии) 2-3 кВт за куб воды - это очень дорого. А ведь ее надо еще и доставить. Представляете, сколько она стоит при нормальном потреблении 150-250 л на человека в сутки ( в США - 400-600 л)?
Напомню, что в РФ средний тариф - 20-30 рублей за куб.
В таких странах,как Казахстан,даже при наличии АЭС,тупо негде взять воду.Грунтовых мало,выходов к океану нету,с Каспийского много не дистилируешь.А ведь,если учитывать,что 70% уходит на сельское хозяйство,то необходимы очень большие объемы воды..И имей ты хоть 10 АЭС,с них ты не напъешься.
)))
Это не совсем так. На юге Казахстана есть горы (и ледниковая вода), в центре - грунтовые воды, на севере - реки. С водой там все в порядке. Проблема только в Актау - там стоит АЭС и опресняет воду.
Актау и вообще Мангышлак. Решается отчасти водоводом "Астрахань-Мангышлак", отчасти всякими опреснителями( самоварами), а так да-с водой не очень. В домах есть холодная питьевая и холодная техническая. Самый прикол, что сети залегают неглубоко, а летом-бывает продолжительное время-очень жарко. Поэтому, время от времени-водой из вроде как крана "холодной воды"-можно заваривать чай( утрирую, но мысль понятна). И вообще-самый оптимальный вариант для чая-супчика и почистить зубы-это покупная питьевая.
Зато нэзалэжьные и бахатовекторные все такие. ))
АЭС в Актау уже давно не работает. На газ перевели.
Там ледников практически не осталось, только сезонные осадки и их мало.
Не знаю, может быть.
Шымкент, Тараз, Алматы и т.д. питаются водой с гор. Она великолепного качества и ее очень много.
Стояла...Ее же давно закрыли...Теперь вон собраираютяс ТЭС открывать с заводом опреснения.
3 квтч на куб воды это для морской воды средиземного моря...стоковые воды имеею на порядок меньшу соленность - и на порядок меньшую стоимость переработки..В израиле об этом кстати знают... У них в первую очередь перерабатываются стоковые воды....На питье нужно от силы 3 литра на человека...Все отстальное помывка.. Поробуйте использовать душ с таймером, вместо ванны, стирка - там нахрен не нужна вода питьевого качества...
Издеваетесь? !!??? ))))))
Мы в России живем и нам эти перверсии Ваши не нужны. Сами попробуйте пить воду из канализации. )))) (шутка).
У нас воды этой - завались. У нас одна из главных проблем - куда деть лишнюю воду.
Хватит умничать. Поближе к реалиям!!!
Знаегь в чем проблема хохлов - в том что уровень образования упал до средневековья - поэтому они забрасывют камнями едущих на крантин...Ты из той же серии, только с российской стороны... Нихера не понимаешь в технологии - зато язык длинны - шо у бабы на базаре... После обратного осмоса - вода даже не дистилированная выходит - а деионизированная (бактерии отфильтровываются кщк на уровне ультрафильбтрации, а вирусы - на уровне нанофильтрации вместе с макромолекулами_ ...Ею можно генераторы охлаждать...Прежде чем языком как помелом работать - открой книгу по водоподготовке...
Понеслось... г-но по трубам. Что Вы, такой красивый, будете делать с водой, которая стоит в 10 раз больше, чем обычная из соседней речки взятая и которую нельзя использовать для питья? Генераторы охлаждать? ))))
Не желаете получить под свое имя деньги в банке и такой завод поставить? Будете богатым.... возможно. )))))
Почему завод по производству воды в Актау на базе обратного осмоса так и не запустили на полную мощность?
Откуда вы, такие умные и, по Вашим словам, образованные, лезете? Вы скамейку у себя во дворе покрасьте, а потом будете людей учить, что и как им сделать. Хоть один серьезный проект поднимите. Теоретики...
Если человек умер - это надлолго
Если чеовек идиот - это навсегда
-----------------------------------------
>>>>>>>>>Понеслось... г-но по трубам. Что Вы, такой красивый, будете делать с водой, которая стоит в 10 раз больше, чем обычная из соседней речки взятая и которую нельзя использовать для питья? Генераторы охлаждать? ))))
Для альтернативно обдаренных сообщаю ...В РФ нет необходимости массового опреснения воды кроме Крыма... В северном и восточном Крыму нет речек - в котрых можно взять воду не для питья
>>>>>>>>>>>>Почему завод по производству воды в Актау на базе обратного осмоса так и не запустили на полную мощность?
Я не в переговорной группе и не слежу за переговорами правительства казахстана с французами... О том, что такие переговоры проводятся случайно узнал в интернетах
>>>>>>>>>>> Откуда вы, такие умные и, по Вашим словам, образованные, лезете? Вы скамейку у себя во дворе покрасьте, а потом будете людей учить, что и как им сделать. Хоть один серьезный проект поднимите. Теоретики...
У меня есть момнение что школота занает в необходимом объеме химию , физику и английский язык
Но вот есть такая страна Израиль -вот у нее з несколько завоадов каждый по 100 миллионов кубов в год
https://www.irishtimes.com/news/ireland/irish-news/how-israel-used-desalination-to-address-its-water-shortage-1.3959532
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0011916404003297
https://smartwatermagazine.com/news/smart-water-magazine/israels-ashdod-desalination-plant-will-be-repaired-and-privatized
https://www.ide-tech.com/wp-content/uploads/2013/09/Sorek-150-Million-m3year-Seawater-Desalination-Facility-Build-Operate-and-Transfer-BOT-Project.pdf
Обратная сторона обилия располагаемой энергии это термическое загрязнение энергиями низкой плотности. Возможности по сбрасыванию избыточного тепла Землёй также ограничены.
Греть воду гелиоконцентраторами.
Да, один из вариантов природоподобных технологий - минимальное, если не нулевое привлечение дополнительной энергии.
Вопрос.
В израливке и оаэ много солнца.
Что позволяет использовать термическии нагрев. Никаких солнечных батареи и прочая. Солнца много. Ночь - пофигу. Аккумулировать энергию нет необходимости.
Почему не используют? Зелень знлень... А тут не используют
Полагаю что малая производительность. Притом накачивать, перекачивать готовую и сливать осадок с обслуживанием надо всё-равно. На дом или посёлок возле моря, может и потянет, а дальше уже нет. Но чисто умозрительно, без цифр.
Накачивать, перекачивать и чистить надо будет при любом способе очистки
таки и где гешефт?
Термическим нагревом от солнца много воды не дистилируешь..Да и объективно,будут влиять все тучки и дымки..КПД низкое,площади оборудования большие-дешевле и выгодней нашревать электричеством.Особенно при наличии АЭС рядом.
Реальная экономика не вытанцовывается.
Простое кипячение воды - ну очень дорого даже "как бы бесплатным" солнцем. На один куб уходит порядка 10-30кВт*ч (рекуперация энергии из рассола очень сложна). Но главное-то - не выкипятить воду, а сконденсировать её. Куда сбрасывать десяток киловатт*часов на каждый опреснённый куб?
Выгоднее (вот на самом деле выгоднее) поставить солнечные батареи и их электричеством питать насосы высокого давления для обратного осмоса. Да, это очень дорого. Но всё же не так дорого, как выпаривать.
Ага. Спасибо. Я не подумал что потом ее же надо и охлаждать. Одно дело на дом - змеевик и все дела. Другое дело в промышленных масштабах.
в море и сбрасывайте - постройте конденсатор и сбрасывайте в море...А шоб меньше сбрасывать - сделайте многоступенчатую дистиляцию- как делают опресняющих заводах стран персидского залива (да и израиля тоже), кои испозьзуют дистиляцию для опреснения. И пар естественно нужно не 110 градусов - а градусов эдак 300...Прада если это все собести - а это сделать реально при современном уровне развития, то вероятно эта установка все равно будет дороже обратноосматической
Потому шо электроэжнергия не занет какая она зеоленая или из египетского газа произведеная...Посему когда напряжение в узле (пункте питания падает) - солнце закрылось тучами , или вчере наступил... диспечтер дает комманду - и начинеает в большей степени вырабатываться энегия угольной электростанции - коя стоит рядом с заводом опреснения...А после рассвета наоборот - снижается зачкчка пылеугльной смеси в топку и жнергия генерируется на близдезжащих полях солнечных батарей
Речь не о солнечных батареях. Тут электричестао не используеться.
Прямои нагрев солнцем воды. И вся недолга
Ну в книгах видел и такие дистилляторы - но это балавство для небольших поселений... С точки зрения использьзования площадей - - не самое лучшее решение...в пуствне их ведь не поставишь - надо где-то воду брать и для диситиляции и для охлаждения ... надо куда-то рассол сбрасывать...В любом случае нужна игнженерная ифраструктура...
Пустыня и море - израливка и оаэ. Так что проблемы с транспортировкои нет.
В каспииском море был залив в который вода затекала настолько стремительным потоком что в советские времена там даже пвтались плотину поставить. Вода в заливе же испарялась из за температуры
А соль куда девать будете...В упомянутом Кара-Богаз-Голе - соль добывали ...а вокруг пустыня...А в ОАЭ и ищраиле вокрун населенные районны с дефицитом земли...Посему воду для конденсатора нужно в море брать и в море же сбрасывапть
Соли применение тоже найдут. Было бы желание.
Брпть воду и сбрасывать - не проблема.
В общем там явно есть какои то техническии затык с этим делом. И мне не понятно какои
кому они гахер нужны соли....израиль опресняет что-то около 0,6 миллиарда кубов морской воды в год (в принципе все оценивается исходя из 0,2 кубов на человека в день -) ... куб океанской воды содержит 36 кг соли (средизесного моря поболе - но это не существенно)...Итого 21 миллион тонн в год на 8 миллионов человек- соли - нахер она кому нужна в таком количестве
А вы ее что жрать собираетесь?)))
У соли много применении помимо пищевых
какие? и в каком оличестве ...а главное рааскажите мне очем закончится судьба атомов хлора
А при чем тут атомы хлора? Сам натрии хлор активно используеться в химическои промышленности.
Плюсом в морскои воде побочного продукта очень много.
>>>>>>>>>А при чем тут атомы хлора?
А все при то же ... Прежде чем грандиозные идеи толкать - надо на грешную землю спуститься и изучить матчасть
Итак весь мир добывает примерно 210 миллионов тонн соли...
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C
А как посчитано выше, псли не сбрасывать соль назад в океан .ю только несчастный израиль с его населением 8 миллионов (0,1%) тонн, удовлетворяя только половину своих потребностей в пресной воде будет производить 21 миллион тонн соли (10% от мирового производства). Соль малоценный минерал и перевозить его далеко дорого - а на ближнем востоке она нахер некому не нужна...
>>>>>>>>>>Сам натрии хлор активно используеться в химическои промышленности.
Теперь об использовании NaCl.https://web.archive.org/web/20131011024954/http://www.maldonsalt.co.uk/About-Salt-The-many-uses-of-Salt.html
Только 12%+8%+6% -пища , реагенты от гололеда и обезвеживание воды - относительно безвредно смываются в унитазы, затем в реки и назад в океан
Остальное (68%) - пестициды, плюс химия - среди которызх первейшей значение имеет производсьтво соды (за тем стекла), производства хлора и каусиика (затем из хлора либо солянку деляют - либо пластики), слульфата натрия и т.д. Пр этом хвостами этого произвосдства яалются хлорид кальция/магния - огромные озера, с которым не занают что делать на содовых заводах, либо хлороргнаика (например всем широко известный дихлоэтан), либо злоорганические пластики - все эти вещества предсталяюют огрмную головную боль при утилизации ибо содержат хлор, и при горении образуют крайне токсичные для дюдей диоксины/дифураны, которые накарлтваются в пищевыз цепях... Так что каждый вновь добавляемый миллион тонн хлора в экономиечкский оборот - приводит к увеличению проболем с его утилизацией - это оборотная стороназакона сохранения материи имени Михайло ломоносова
Теперь к составу океанской воды.... и тоже в помощь вика
Cl - 1.9%
Na - 1.05%
Mg -0.135%
S -0.084%
Ca -0.04%
K-0.038%
Остальные эдементы сотые проценты...То еесть океанская вода это в первую очередь - нахер никому не нужная в таких количествах поваренная соль с примесями сульфата магния - также имеюшего незначительное применение
Посему критически важжно если нет впадин с водоупорами - сбрасывть назад рассол в океан при опреснении...
Ну а в чем пробоема сбрасывать то?
А проблема в том , что не везде это можно делать - морские течения медленные (в ламинарном режиме) . соленность воды при недостаточной скорости пермешивания может локально поовышаться, что приводит повышению к нагрузки на экосистему моря - самой фертильной ее части пребрежного шельфа
Не думаю что это проблема. От опреснителя остатки и так и так останкться. В любом случае, при любом раскладе. При любом способе опреснения, неважно, солнечный, осмосный, атомный... Рассол в любом случае надо будет куда то девать.
Вывод - проблема остатков соли в рассматриваемом вопросе не актуальна.
Мы, напомню обсуждали отличия солнечного опреснителя от других способов. А рассол повторюсь останеться при всех вариантах.
Тем более что можно проложить трубопровод и рассол отправить хоть на сотню км от берега. И он подешевле будет газопровода.
Ок, спасибо!
И да, срок службы современных обратноосмотических мембран вовсе не так мал (уже годы!), при условии правильного их обслуживания.
И ещё ОО-системы прекрасно масштабируются.
Всё дело в наличии энергии.
Проблема в том, что для долгой службы мембран в воду нужно добавлять лимонную кислоту. А после этого отходы уже сложно утилизировать - у неё высокая кислотность и сильное органическое загрязнение.
Вы не совсем правы. В нашей компании (промышленная очистка воды и стоков) есть целый департамент, занимающийся химреагентами для обслуживания разнообразных очистных систем. Разработкой и производством. Там не только лимонная кислота (кстати, крайне безвредная) применяется, но и куда более интересные компоненты (коммерческая тайна, но лицензирование мы проходим и сертификаты на всю продукцию получаем, разумеется). Так вот: очистная химия сейчас имеет тенденцию во-первых, к тому, чтобы быть использованной в замкнутом цикле, а во-вторых, становится всё более безопасной.
«Во-первых означает, что очистка систем происходит по замкнутому циклу, с последовательным отключением промываемых блоков. «Во-вторых» и так понятно.
Ну то есть в пермеат ничего такого не попадает в принципе.
А утилизация концентрата — это да. Это проблема проблем, конечно. Хотя по сути-то концентрат — богатейший источник всякого-разного полезного. Просто пока извлекать это полезное экономически не выгодно. Хотя, конечно, возможно. Опять же, всё упирается в энергию.
Совсем плохо с пунктуацией. Нечитаемо начиная с залоловка.
Страницы