Опреснительные установки

Историческая справка

Очищать воду от соли люди начали ещё до нашей эры. Аристотель описывал способ опреснения воды путем сбора пара от кипячения воды губками. Леонардо да Винчи в средние века описал метод дистилляции воды в перегонном кубе. В России первая опреснительная установка на базе метода дистилляции появилась на берегу Каспийского моря в XIX веке.

Где применяются установки?

Опреснительные установки актуальны в местах, где есть недостаток чистой пресной воды: в прибрежных регионах и в море. Объектами установки могут быть промышленные предприятия, электростанции, ЖКХ, сельское хозяйство. Особое место они занимают на судах: там вода используется для парогенераторов, аккумуляторов, охлаждения двигателей, бытовых нужд экипажа.

Методы опреснения воды

Существует несколько методов опреснения воды:

Химический – с использованием реагентов для осаждения примесей.
Дистилляция – нагрев воды до кипения, сбор и конденсация пара.
Технология обратного осмоса – вода под давлением проходит через полупроницаемую мембрану, которая задерживает бактерии, загрязнения, молекулы соли и других примесей.
Электродиализ – перемещение ионов солей с помощью электрического тока и ионообменных мембран.
Вымораживание – при замерзании чистая пресная вода превращается в лед быстрее, ее отделяют для последующих ступеней очистки.

От конкретного метода зависит конструкция опреснительной установки и особенности конечного потребления. Также вероятна комбинация нескольких методов. Это улучшает качество воды, позволяет обеззараживать её и минерализовать.

Технология обратного осмоса

Самый распространённый метод — обратный осмос. В основе технологии лежит полупроницаемая мембрана — очень тонкий, но прочный материал, который пропускает только молекулы воды, задерживая соли, бактерии, вирусы, тяжёлые металлы и другие загрязнители.

Очистка от солей производится путем прохождения воды под давлением через мембрану, способную задерживать загрязнители и примеси на уровне молекул размером до 0,0001 микрона. В такую систему также могут встраиваться дополнительные элементы для очистки и изменения характеристик воды. Метод применяют как в бытовых фильтрах, так и на промышленных предприятиях, морских судах, а также в космосе.

Интересный факт: Технологии обратного осмоса лежат в основе прототипов жизнеобеспечения для космических миссий. После очистки воду используют для получения кислорода методом электролиза. Другим продуктом данного физико-химического процесса является водород, из которого синтезируют топливо по реакции Сабатье.

Из чего состоят опреснительные установки?

Все опреснительные устройства имеют собственные характеристики в зависимости от метода работы, качества воды, условий эксплуатации. В целом, такие системы включают несколько ключевых блоков:

Теплообменные устройства в зависимости от технологии нагревают или охлаждают воду: конденсаторы, испарители, водонагреватели.
Дистилляционные, циркуляционные, питательные, рассольные насосы подают или перегоняют воду, отводят растворы солей.
Модули очистки.
Трубопроводы связывают все модули установки и обеспечивают подачу воды на всех этапах.
Контрольно-измерительные, автоматические и сигнальные приборы используются для мониторинга и безопасности.
Система управления оборудованием.