Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Поделиться:

Опреснение воды

Опреснение воды состоит в полном или частичном удалении растворенных солей из морской или любой другой соленой воды. В настоящее время опреснение используется при производстве деминерализованной воды для промышленных химических процес- сов и, в ограниченных количествах, для Ъужд человека в безводных районах (например, в областях, прилегающих к Аравийскому морю, и на некоторых островах в Карибском море) . С увеличением населения в США также возросли потребности в пресной воде до такой степени, что они не могут быть удовлетворены лишь запасами природной пресной воды. Таким образом, опреснение становится очень важным способом получения пресной воды.[ ...]

Однако опреснение вод стало считаться доступным способом лишь в последние годы. Первые опреснительные установки появились на островах Кюрасао и Аруба в Карибском море, где развитие нефтяной промышленности и увеличение населения привели к значительному дефициту питьевой воды. Подобная же ситуация возникла в нефтедобывающих районах, прилегающих к Аравийскому морю, главным образом в Саудовской Аравии и Кувейте. Позже производство пресной воды в Западной Европе и США разрослось настолько, что возникла необходимость проведения серьезных научных исследований и разработки новой технологии и аппаратуры. Такая работа началась в 1951 г. и продолжается до настоящего времени.[ ...]

Е. D. Howe. Department of Mechanical Engineering, University of California, Berkeley, California 94720.[ ...]

Необходимость широких научных исследований и практических разработок была обусловлена большим разнообразием методов опреснения воды. Соли, растворенные в используемой соленой воде, нелетучи, поэтому можно отделить чистую воду от солевой части как выпариванием, так и вымораживанием. Значительная ионизация растворенных солей позволяет применять для очистки электрохимические методы. Явления капиллярности и осмоса и связанные с ними взаимодействия с мембранами и другими твердыми веществами также могут быть положены в основу схем разделения. В настоящее время производство пресной воды из соленой воды различного происхождения основано на процессах дистилляции, электродиализа, ионного обмена, экстракции растворителями, вымораживания, гидратного разделения и обратного осмоса.[ ...]

Из перечисленных выше методов лишь дистилляция, электродиализ и обратный осмос разработаны до степени, которая позволяет рассматривать их как промышленные. Дистилляция дает возможность обрабатывать воду любой солености, включая морскую, в то время как электродиализ и обратный осмос можно применять лишь для воды сравнительно низкой солености. Ионный обмен в настоящее время применяется главным образом в завершающей стадии получения высокочистой воды, используемой в ядерных реакторах и в других агрегатах. Использование ионного обмена для умягчения пресной воды продолжается, однако применение этого процесса для широкого диапазона операций обессоливания ограничено высокой стоимостью регенераторов. Разделение вымораживанием применяли в течение недолгого времени на Ближнем Востоке до сооружения больших установок дистилляции. Экстракция растворителями и метод гидратного разделения до настоящего времени находятся на стадии лабораторных разработок. Развитие метода осаждения тормозится из-за отсутствия дешевых реагентов для осаждения хлорида натрия, составляющего основную часть солевых компонентов морской воды.[ ...]

Для сравнительной оценки различных методов опреснения необходимо не только понимание роли воды в окружающей среде, но и критическая оценка степени ее чистоты, необходимой для различных областей применения.[ ...]

Окружающую нас среду составляют вода, земля и воздух. Скорость вращения Земли, ее размеры по сравнению с Солнцем и расстояние между Землей и Солнцем обусловили существование воды в виде жидкости на поверхности Земли и пара в атмосфере.[ ...]

Если концентрация солей в воде больше чем во внутриклеточной жидкости, то происходит осмотический переход воды в обратном направлении, и растение (или животное) обезвоживается. Опыты по определению максимально допустимой концентрации солей в воде показали, что эта величина специфична для различных растительных и животных организмов. Питьевая вода для людей и большинства животных должна содержать не более 500 млн-1 растворенных солей. Для большинства растений эта величина больше; так, многие растения употребляют воду, которая содержит до 1200 млн“1 солей. Так как большая часть воды на Земле океаническая со средней концентрацией солей около 35 ООО млн-1, возникает вопрос о поиске источника относительно чистой воды, необходимой для человека, животных и растений.[ ...]

Пресная вода образуется в природном процессе круговорота воды, который начинается с нагревания воды в океане при поглощении солнечной энергии, что приводит к частичному испарению воды и повышению влажности воздуха. Влажный воздух переносится ветром; при столкновении с холодными массами воздуха влага конденсируется и осаждается в виде дождя или снега. На солнце снег плавится, и талая вода, так же как и дождевая, сливается в реки или проникает в землю и медленно просачивается через почву снова к морю. Течение рек и медленное стекание подземных вод к морю завершают круговорот. Животные организмы пополняют свои запасы пресной воды из природных источников воды, вызывая тем самым лишь небольшие отклонения в мировом балансе воды.[ ...]

Проблемы водных запасов обусловлены неоднородным распределением осадков как во времени, так и по земной поверхности. В результате многие земли между 40° северной и 40° южной широты, где климат наиболее подходящий для жизни, являются либо засушливыми, либо полусухими. В этих районах пониженного уровня осадков почвенная вода может быть соленой и, следовательно, не годится для питья. В таких случаях возникает необходимость доставки малосоленой или пресной воды, причем часто очень издалека, либо обессоливания местной соленой воды.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Х1Х-2. Реальная стоимость водных запасов