Как сделать соленую воду питьевой
Несколько способов, как сделать из морской воды пресную
Пресная вода является основой жизни всех организмов. Из-за недостатка пресной воды актуальной проблемой стало ее получение. Одним из основных методов считается опреснение морской воды.
Статья раскрывает суть методов опреснения и детально отвечает на вопрос, как сделать пресную воду из морской самостоятельно.
Можно ли опреснить?
Да, опреснить жидкость можно. Процесс опреснения представляет собой вывод из воды растворенных солей.
Насущной проблемой является создание такой технологии, которая была бы дешевле по сравнению с существующими методами. Тогда увеличится и доступность пресной воды.
Как опресняют на производствах?
Опреснение воды в промышленных масштабах — трудоемкий и энергоемкий процесс. Производственные установки громоздки и сложны в обслуживании.
Все исследования в этой области направлены на создание более экономичных методов отделения H2O от солей. Далее описаны наиболее популярные методы.
Вымораживание
Свойство воды таково, что в твердое состояние переходят только молекулы самой воды, а остальные содержащиеся в ней элементы заморозке не подвергаются. Лед всегда исключительно пресный.
Процесс опреснения проходит следующие этапы:
Ультрафильтрация или обратный осмос
Ультрафильтрацию стали применять для опреснения только в конце 20 века, ранее ее применяли в других сферах. Технология предполагает наличие мембраны в фильтрационном аппарате.
Мембранами выстилают тысячи тонких труб, по которым прогоняют концентрированную солями воду.
Принцип использования мембраны основан на физических свойствах молекул воды и частиц солей. Волокна мембраны способны пропустить молекулы воды и задержать более крупные частицы соли.
Простейший механизм для фильтрации обратным осмосом представлен следующими этапами:
Перспектива этого метода в создании более эффективных мембран.
Электродиализ
Еще один мембранный способ. Здесь вместо насоса, создающего давление, применяются электродиализные установки.
Под воздействием электричества ионы, из которых состоят молекулы растворенных солей, проходят через мембраны:
Затем концентрированные рассолы утилизируют при помощи проточной воды.
Химический способ
Химический способ основан на свойствах растворенных в воде примесей. При взаимодействии с реагентами они образуют нерастворимый осадок и опускаются на дно.
Дистилляция или перегонка
Морскую воду подвергают испарению. Более летучая составляющая превращается в пар в большом количестве и переходит в дистиллят, оставшаяся менее летучая часть переходит в кубовый остаток.
Существуют одноступенчатые и многоступенчатые дистилляторы. Многоступенчатые намного более производительны при сравнительно небольшом потреблении энергии.
В процессе разработки находится электрохимический способ отделения от примесей солей. Для этого применяют высокотехнологичную микросхему, которая будет разделять воду на потоки с высоким и низким содержанием солей.
Пошаговая инструкция, как получить пригодную для питья H2O в домашних условиях
Опреснение не обязательно требует громоздких установок. Очистить воду от солей можно и дома. Если появилась такая необходимость, следует применить пошаговую инструкцию, заранее выбрав приемлемый способ.
Заморозка
Данный способ по принципу аналогичен производственному методу вымораживания. Лед состоит исключительно из молекул воды, соли в нем нет.
Шаги для получения пресной воды дома:
Готово! Вода из растопленного льда будет пресной.
Дистилляция
Метод предполагает сооружение установки, состоящей из кастрюли с крышкой, трубки и емкости для сбора дистиллята.
Этапы:
Метод дистилляции можно использовать и без применения огня. Понадобятся две бутылки и скотч:
Видео по теме статьи
О том, как опреснить воду, расскажет видео:
Заключение
Опреснение воды является востребованным процессом и представляет широкий интерес для исследователей. Актуальность проблемы диктуется неравномерным распределением пресной воды на земном шаре.
Существующие методы очистки можно сгруппировать в химические методы, дистилляционные и физические. Все промышленные методы требуют больших финансовых и энергетических затрат.
В домашних и диких условиях возможно использовать метод дистилляции и заморозки. Они основаны на физических законах и просты в применении.
Из морской в питьевую: как опресняют воду
Опреснить воду в принципе можно, даже не используя специальные технологии. Для этого просто нужно взять обычную пластиковую бутылку, разрезать ее пополам, в часть с донышком залить морскую воду, закрыть ее второй частью, предварительно согнув края вверх на срезе, и оставить самодельный опреснитель на солнцепеке, рассказывает автор видео на YouTube: “Налитая морская вода будет от солнечных лучей испаряться и конденсироваться, так как у нас на внутренней поверхности этой бутылки крышка закрыта. Конденсат должен стекать на те желобки, которые мы выдавили. Я надеюсь, что к завтрашнему утру здесь будет воды хотя бы на пару глотков”.
И, судя по реакции автора, на вкус вода ничем не отличалась от той, которую мы пьем каждый день.
В промышленных масштабах используют куда более технологичные способы опреснения. В регионах, где уже сейчас наблюдаются проблемы с питьевой водой, стоят целые опреснительные заводы. Например, Саудовская Аравия ежедневно опресняет 5,5 миллиона кубометров воды. Лидером же по опреснению воды считается Израиль – он опресняет 450 миллионов кубических метров питьевой воды в день. Там жидкость из моря до крана идет менее полутора часов. Всего в мире таких опреснительных предприятий – более 13 000. Каждый день они производят более 45 миллиардов литров пресной воды.
Как правило, их строят около атомных и электростанций. Преобразование морской воды в пресную требует огромной энергии. Так, в Саудовской Аравии, чтобы опреснить суточную норму, нужно потратить энергию, равную 350 000 баррелей нефти в день.
Атомные и электростанции обычно используют морскую воду для охлаждения конденсаторов. После этого по трубам она поступает на опреснительный завод. До того как из воды извлекут соль, она проходит несколько стадий очистки. Сначала её пропускают через сетку, которая задерживает крупный мусор, водоросли и прочие частицы, а потом в воду добавляют гипохлорит натрия (для дезинфекции) и хлорид железа. Последний связывает нежелательные песчинки вместе, утяжеляет и опускает их вниз. Так из воды извлекается большая часть грязи. Потом жидкость прогоняют через песочные фильтры, а на самой последней стадии очистки в нее добавляют диатомит – порошок, состоящий из ископаемых водорослей. Он удаляет самые мелкие частицы. Теперь морская вода полностью очищена и готова к удалению соли.
Есть всего 2 способа извлечения соли из жидкости. Первый – термический. Это именно то, что произошло с бутылкой на солнцепеке, говорит руководитель Лаборатории глубокой очистки воды Александр Смирнов.
СМИРНОВ: Первая процедура опреснения очень проста – это метод термической дистилляции. Воду нагревают таким образом, что её молекула улетучивается и получается пар, который конденсируется. И дальше из него готовят питьевую воду.
Второй способ – намного сложнее: воду загоняют в трубу со специальными встроенными мембранами. Она представляет собой цилиндр со слоями из пластиковых листов. В них – поры диаметром тоньше человеческого волоса. Они способны задержать молекулы соли, говорит Александр Смирнов.
СМИРНОВ: Это фильтрование смеси воды и солей (морская вода – это смесь воды и солей) через специальные фильтры-мембраны с очень маленьким отверстием, в которых соединения соли с крупными молекулами отделяются в виде концентрата. А вода и маленькие молекулы – проходят. В зависимости от того, какое у вас будет отверстие, пройдет больше или меньше.
Если после этого попробовать воду, то у нее будет очень странный вкус. Дело в том, что вместе с солью и прочими нежелательными частицами ушли и естественные минералы. Использовать ее в технических нуждах тоже не стоит – она повредит трубы. Чтобы эта жидкость стала настоящей водой, в нее добавляют известь и углекислый газ. Эти элементы восстанавливают кислотно-щелочной баланс, а также количество минеральных веществ и естественный вкус.
Конечно, опреснение воды стоит денег. По некоторым подсчетам, кубометр пресной воды стоит от 1 до 1,5 долларов, в некоторых случаях – больше. Например, в Израиле гражданин платит за воду, которую в основном берут в Средиземном море, 40 долларов в месяц.
Популярное
Америка становится жертвой собственного самомнения
СЕРГЕЙ МИХЕЕВ: «В этой жизни всё так. Что-то запускается и кажется, что оно тебя не достанет. А оно, как колесо, проворачивается, проворачивается. Ты его вперёд запустил, а оно тебя по затылку как шарахнуло. Так и с Америкой, и её премудрыми технологиями цветных революций и произошло».
СЕРГЕЙ МИХЕЕВ: «Западу выгодно, чтобы он вернулся. Я об этом говорил, когда вся эта штука развернулась. Я сразу сказал, что, как только он там задержался, сразу же здесь и доверие к нему, и репутация его стали разваливаться. Как только стало ясно, что его принимают на государственном уровне, что он выгоден иностранным государствам».
«COVID показал недееспособность копирования чужих методов решения проблем»
СЕРГЕЙ МИХЕЕВ: «COVID показал недееспособность копирования чужих методов решения проблем, потому что они оказались в ступоре. А структуры глобального управления, или претендующие на это, они, наоборот, говорят, надо разрушать национальные границы, чтобы «эффективнее бороться» с этими вещами».
Как сделать соленую морскую воду пригодной для питья: лайфхак выживания
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Жизнь может преподносить немало сюрпризов. И не всегда приятных. Надеемся, вам не придётся застрять на необитаемом острове или посреди африканской пустыни без доступа к питьевой воде. Но, всё же, советуем узнать, как опреснить морскую воду с помощью подручных средств. Вдруг пригодится?
Метод, описанный ниже, пользуется большой популярностью среди поклонников лайфхаков для выживания. И не зря: процесс прост, требует не так много «инвентаря» и относительно немного времени. Если начать процесс дистилляции на рассвете, уже к полудню морская вода станет пригодной для питья.
Чтобы опреснить морскую воду и сделать её питьевой, вам понадобятся:
1. Ведро, миска или кастрюля;
2. Тёмная ёмкость (чёрный цвет эффективнее притягивает солнечное тепло и нагревается);
3. Стакан или пластиковая бутылка без горла;
4. Плёнка, полиэтиленовый пакет или крышка;
5. Солнечный свет
Шаг 1
В большую миску или ведро поместите тёмную ёмкость.
Шаг 2
В середину конструкции поставьте стакан или пластиковую бутылку со срезанным горлом.
Шаг 3
Чёрную ёмкость наполните морской водой. Следите, чтобы она не попала в стакан посередине.
Шаг 4
Накройте всю конструкцию плёнкой или плотной крышкой. Герметичность – наше всё. Если используете плёнку, по центру, прямо над стаканом для опреснённой воды, положите камень или другой грузик.
Шаг 5
Оставляйте ваш дистилляционный аппарат на солнце и ждите. За 8-10 часов под плёнкой в условиях искусственной «жары» морская вода будет испаряться, превращаться в конденсат и в виде пресных «осадков» выпадать прямо в стакан.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Без особых хлопот и затрат: как сделать морскую воду в домашних условиях?
О пользе морской воды известно со времен античности. Сегодня для того, чтобы использовать ее в качестве лечения не обязательно ехать на море, существует несколько простых рецептов приготовления морской воды дома.
О том, как приготовить морскую воду в домашних условиях, читайте в статье.
Можно ли приготовить самому дома?
Приготовить морскую воду дома не составит труда, и с этим экспериментом справится даже первоклассник. Нетрудно догадаться, что в состав ее входит морская соль, купить которую можно как в аптеке, так и в магазине.
Пошаговая инструкция по приготовлению
При всей кажущейся простоте в приготовлении раствора не стоит забывать о том, что, прежде всего, необходимо строго следовать инструкции.
Выбор соли
Покупать соль в аптеке или магазине – выбор зависит от цели использования. Например, для рыб подойдет специализированная соль, приобрести которую можно в зоомагазинах, либо через интернет.
Для косметических процедур, конечно, можно использовать соль для ванн, представленную в большом разнообразии и с различными ароматами и добавками.
В лечебных целях рекомендуется приобретать ее в аптеке без добавок и ароматизаторов.
Важно помнить, что солевой раствор никогда не принимают внутрь (исключение составляет промывание носа и горла), ведь морская вода во много раз соленее, чем кровь человека, и ее безопасное усвоение организмом исключено. Последствиями такого поступка могут стать обезвоживание, отравление и почечная недостаточность.
Какую выбрать H2O?
Для домашней морской воды подойдет даже водопроводная, лучше использовать фильтрованную воду, очищенную от разного рода вредных веществ.
Как вариант, можно «засаливать» дистиллированную, но данный продукт довольно дорогой, так как изготовление его при помощи дистиллятора несет большие затраты электроэнергии при малой производительности.
Иные компоненты
В качестве дополнительных компонентов при изготовлении морской воды могут быть использованы:
При добавлении того или иного вещества лучше четко следовать рецептуре и избегать экспериментов.
Смешивание компонентов в зависимости от цели использования
Для разных целей существуют разные варианты приготовления:
Лечебные
Для ингаляций рекомендуется следовать такому алгоритму приготовления:
Для полоскания горла и ротовой полости можно приготовить раствор с добавлением соды.
Для этого необходимо:
Пользоваться таким соляным раствором можно несколько раз в день, тщательно очищая им ротовую полость в течение 30 секунд. Полученную воду для полоскания лучше хранить в холодильнике, и при каждом полоскании немного подогревать и взбалтывать.
При помощи морской воды домашнего изготовления можно также промывать нос при его заложенности, заменяя тем самым дорогостоящие препараты.
Для более концентрированного раствора используют 2 ч.л. Также в случае сильной отечности носовых пазух можно добавить туда чайную ложку сока лимона.
Принятие ванны
Для упругости кожи, снятия отеков и напряжения часто используют солевой раствор при принятии ванн.
Морскую воду можно приготовить самому, а можно использовать готовую соль для ванн или так называемые солевые «бомбочки», которые продаются в косметических магазинах.
Для самостоятельного изготовления соляного раствора следует запомнить, что в косметических целях в воду добавляют 200-300 грамм продукта, в качестве лечебного средства необходимо брать до 1 кг.
В зависимости от цели такой ванны в воду можно добавить для расслабления мяту или лаванду, как в виде травяного настоя, так и в виде масла.
Солевые ванны для ног помогают справиться с различными проблемами — это и отеки, и кожные наросты, и потливость. В основе таких ванночек такие пропорции – 3 ст.л. соли на каждые 2 л. воды.
В зависимости от имеющейся проблемы, в H2O добавляют:
Косметологические
В косметологии соль часто используют в масках для волос, в качестве антицеллюлитных скрабов для тела и даже для кожи лица, ведь она отлично очищает поры.
Для аквариума
Соленую воду для заполнения аквариума можно приготовить из водопроводной воды, однако сначала воду следует отстаивать минимум сутки, а затем пропустить через угольный фильтр.
Обычно количество используемой соли на литр H2O пишется на специализированном продукте для аквариумов, поэтому при изготовлении обязательно нужно следовать инструкции.
Раствор готовится на протяжении суток, и лишь потом, используя эту воду, можно обустраивать аквариум. Также рекомендуется последующие 2-3 недели регулярно делать тесты на соленость и жесткость воды специальным оборудованием.
О том, как сделать морскую воду для аквариума, расскажет видео:
Заключение
Опреснение морской воды: технологии современного мира
Вопросы, рассмотренные в материале:
Очищение и опреснение морской воды – это промышленный процесс, в результате которого из неё удаляются соли и получается продукт, пригодный для использования в быту и употребления. Наша статья расскажет о методах и технологиях опреснения морской воды.
Насколько актуально опреснение морской воды
Земная поверхность на 60 % состоит из территорий, где источников пресной воды или нет совсем, или есть, но очень небольшое количество. Поскольку во многих засушливых областях мало пресноводных водоемов, возникают проблемы с поливом почвы. Их можно было бы решить благодаря возможности использовать для этих целей опресненную морскую воду. На Земле присутствуют значительные запасы такой воды, но из-за высокого содержания солей ее невозможно применять в хозяйственных целях.
Чтобы выращивать сельскохозяйственные культуры, необходимо поливать их водой с очень низким содержанием солей. Если растения получат с влагой более 0,25 % солей, они просто не будут расти. Также на них отрицательно скажется присутствие в воде щелочей. Многие государства, в том числе и Россия, ищут пути опреснения соленых водных источников, что помогло бы справиться с проблемами засухи в областях, расположенных недалеко от моря.
В странах с хорошо развитой промышленностью все острее ощущается нехватка пресных водных запасов. В частности, это касается США и Японии, где требуемые для промышленности, сельского хозяйства и бытовых нужд объемы воды давно превысили имеющиеся.
Количество пресной воды не соответствует потребностям и в развитых странах с низким уровнем осадков, таких как Израиль и Кувейт.
Первое место в мире по наземным пресноводным ресурсам занимает Россия. Достаточно одного только Байкала, чтобы удовлетворить сегодняшнюю потребность российского населения и промышленности в пресной воде. Это озеро настолько глубокое, что если направить в его котловину потоки всех рек земного шара, то заполняться она будет почти 300 дней.
Однако большая часть водных ресурсов России сосредоточена в практически не заселенных и не освоенных районах Сибири, Севера и Дальнего Востока. На высокоразвитые центральные и южные регионы с высоким уровнем промышленности, сельского хозяйства и плотности населения приходится только 20 % пресноводных запасов.
Определенные страны Средней Азии (Туркмения, Казахстан), а также Кавказ, Донбасс и юго-восточная часть РФ обладают огромными минерально-сырьевыми ресурсами, а пресноводных источников не имеют.
Рекомендуемые статьи по данной теме:
В России есть большое количество подземных источников, уровень минерализации которых составляет от 1 до 35г/л. Они не могут применяться для нужд населения, так как содержат большое количество солей, но после опреснения их вполне можно будет использовать.
В процессе опреснения морской воды важным параметром является её соленость, под которой понимается масса сухих солей в граммах на 1 кг вещества. Количество солей в единице объема жидкости может существенно колебаться в зависимости от моря. Например, Черное, Каспийское и Азовское моря характеризуются как слабосоленые. Средний показатель солености Мирового океана составляет 35г/кг.
Кроме поваренной соли (NaCl), морская вода содержит и ряд других химических элементов, в основном в виде ионов, которые можно получать из нее в промышленных масштабах: K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Br-, F-, H3BO3. Всего в морских недрах обнаружено около 50 химических элементов в разной концентрации, среди которых литий (Li), рубидий (Rb), фосфор (P), йод (J), железо (Fe), цинк (Zn) и молибден (Mo).
Способы опреснения морской воды
Морские водные запасы содержат в своем составе более 50 химических элементов. Концентрация каждого из них крайне мала, но их общая масса определяет соленость жидкости. Для пищи может быть пригодна только вода, в которой содержится не более 0,001г/мл солей. Для того чтобы достичь подобной концентрации, применяются различные технологии опреснения морской воды. Специалисты пытаются разработать такие системы опреснения, которые бы потребляли мало энергии, но при этом максимально очищали воду для использования населением.
Сегодня применяются следующие методы опреснения морской воды: дистилляция, обратный осмос, ионизация и электродиализ.
В южных регионах активно используют солнечные опреснители, в которых происходит нагрев и испарение морской воды. Существует и противоположный способ, при котором солёную воду замораживают, а затем отделяют от нее пресную, поскольку она замерзает быстрее.
По какому принципу работают установки для опреснения морской воды
Опреснитель морской воды – устройство, которое может удалить из воды соли, растворенные в ней. После процедуры очистки получают воду, которую можно использовать не только для хозяйственных нужд, но и для питья. Конструкцию аппарата отличает удобство и практичность в эксплуатации.
Однако опреснённая вода не является вместе с этим чистой, ведь в ней сохраняются и другие компоненты, от плотности которых и зависит область ее применения. Так, на морских судах требуются разные виды водных запасов:
Для получения всех этих видов используют разные судовые опреснители.
Среди технологий опреснения выделяют следующие:
В израильском городе Хадере находится самый большой на планете опреснитель. Этот агрегат по размеру соизмерим с целым заводом. Каждый год он опресняет около тридцати трех миллиардов галлонов морской воды. Работает опреснитель по принципу обратного осмоса, вследствие чего средиземноморские воды не подвергаются тепловой обработке.
Установка полностью герметична, в ней создается эффект парника, при этом не допускается утечка испарений наружу. В итоге чистый водный остаток сохраняется в большем объеме. В конце откручивается пробка, и очищенная жидкость сливается в какую-либо емкость.
Подобные аппараты применяются в морском флоте. Они используют тепло жидкости, которая служит для охлаждения главных и вспомогательных дизелей. Очищенная вода, подогретая до 60 °С, на входе поступает через трубы батареи нагрева. При выходе температура жидкости снижается примерно до 10 °С.
Вакуумный опреснитель вырабатывает в час порядка 800 литров дистиллированной воды. Он может удовлетворить всю потребность в пресном водном запасе без излишних трат на топливную энергию, а полная автоматизация позволяет сэкономить на сервисном обслуживании. Поскольку температура испарений довольно низкая, водоопреснитель может работать от шести до двенадцати месяцев, не требуя очистки.
Известно, что население Израиля страдает от серьезной нехватки питьевых запасов. Работа описанного выше аппарата позволяет покрыть почти две трети потребности в воде целой страны.
Сегодня для опреснения морской воды используется самое разное оборудование, в том числе уникальные опреснители, работающие на солнечной энергии. В них заливается вода, которая под воздействием солнечного тепла превращается в пар, конденсируется на стенках корпуса и затем оседает в нижней части прибора.
Какие технологии используются в промышленном опреснении морской воды
На сегодняшний день в промышленности широко применяются два метода опреснения: мембранный (механический) и термальный (дистилляционный). В первом случае используется технология обратного осмоса. Морская вода пропускается через полунепроницаемые мембраны под давлением, существенно превышающим разницу давления пресной и морской воды (для последней это 25-50 атм.).
Микроскопические поры фильтров свободно пропускают только небольшие водные молекулы, задерживая более крупные ионы соли и других примесей. Материалом для таких мембран служит полиамид или ацетат целлюлозы, выпускают их в виде полых волокон или рулонов.
Метод глубокого обратноосмического опреснения воды обладает рядом плюсов по сравнению с другими способами. Во-первых, аппараты просты и компактны, а во-вторых, не требуют больших затрат энергии. К тому же, управление системой обратного осмоса происходит в полуавтоматическом и автоматическом режиме.
Но все же данный способ имеет и свои минусы. Качество очистки здесь зависит от того, насколько эффективной была предварительная обработка. Помимо этого, полученная питьевая вода всё равно содержит достаточно большое количество соли (500 мг/м3 общей концентрации солей). Также этот способ требует повышенных эксплуатационных расходов, поскольку необходима регулярная закупка сопутствующих химикатов и смена мембранных фильтров.
Wonthaggi Desalination Plant – самый большой в мире завод по опреснению воды с помощью мембранных фильтров, расположенный в Мельбурне. Он способен перерабатывать в день 440 тысяч кубометров воды. В израильском городе Ашкелоне располагается завод, где воду очищают от солей методом обратного осмоса. Он обрабатывает в день 330 тысяч кубометров воды.
Суть термального способа (дистилляции) в том, что на станции опреснения морской воды жидкость кипятят, а полученный в итоге пар аккумулируют и конденсируют. Так образуется дистиллят – пресная вода. Выпаривать воду можно и не доводя до кипения. В этом случае её нагревают при более высоком давлении, чем в камере испарения. Для образования пара используют теплоту самой воды. При этом она охлаждается до температуры насыщения оставшегося рассола. Минусы этого способа – затратность, высокая энергоемкость, наличие внешнего источника пара. Однако именно он дает самый большой объем пресной воды за единицу времени. К примеру, завод Shoaiba 3 (Саудовская Аравия) производит дистилляционным методом до 880 тысяч кубометров пресной воды в день.
Эти два метода можно сравнить по нескольким ключевым параметрам: