Опріснення води: від моря до скла

Дізнайтеся, як здійснюється опріснення, технологія, яка перетворює морську воду в питну і гарантує постачання мільйонів людей у ​​всьому світі

Стакан води

«MAG – Опріснювальний завод» (CC BY 2.0) Мелоді Ейрес-Гріфітс

Опріснення – це фізико-хімічний процес очищення води, при якому видаляються надлишки мінеральних солей, мікроорганізмів та інших твердих частинок, присутніх у солоній воді та солоній воді, з метою отримання питної води для споживання.

Опріснення води можна проводити двома звичайними методами: тепловою перегонкою або зворотним осмосом. Термічна дистиляція прагне імітувати природний цикл дощу. Використовуючи викопну або сонячну енергію, вода в рідкому стані нагрівається - процес випаровування перетворює воду з рідкого в газоподібний, і тверді частинки утримуються, водяна пара захоплюється системою охолодження. При дії нижчих температур водяна пара конденсується, повертаючись у рідкий стан.

Зворотний осмос, з іншого боку, прагне зробити процес протилежним природному явищу осмосу. У природі осмос — це витіснення рідини через напівпроникну мембрану з менш концентрованого середовища до більш концентрованого, шукаючи баланс між двома рідинами. Для зворотного осмосу необхідна насосна система, здатна чинити тиск, більший, ніж у природі, щоб подолати природний напрямок потоку. Таким чином, солона або солонувата вода, яка є найбільш концентрованим середовищем, рухається до найменш концентрованої. Напівпроникна мембрана дозволяє пропускати лише рідини, утримуючи тверді частинки, забезпечуючи опріснення морської води.

Придатність

Міжнародне агентство з відновлюваної енергії (Ірена) опублікувало у своїй доповіді про опріснення та відновлювану енергетику (Опріснення води з використанням відновлюваної енергії), що опріснення є найбільшим джерелом води для втамування людської спраги та зрошення на Близькому Сході, у Північній Африці та на деяких островах Карибського басейну. Згідно з інформацією, розміщеною на сайті в Міжнародна асоціація опріснення (IDA), понад 300 мільйонів людей щодня отримують постачання через опріснення у світі.

Існує щонайменше 150 країн, які використовують метод опріснення для свого регулярного постачання, особливо ті, що знаходяться в пустельних регіонах або в тих, хто має труднощі з постачанням, наприклад, на Близькому Сході та в Північній Африці. Одним із лідерів цієї технології є Ізраїль, де близько 80% споживаної населенням питної води надходить з моря.

ООН у своїй доповіді про воду та енергетику підкреслює, що опріснення та перекачування опрісненої води покращує певні регіони, але вказує на нездійсненність цієї технології в бідних районах, особливо для широкомасштабного водокористування, наприклад у сільському господарстві та в випадки, коли ділянка знаходиться занадто далеко від опріснювальної установки. Основною перешкодою є те, що як процес опріснення води, так і перекачування в дуже віддалений регіон вимагають багато енергії для роботи, що робить метод непридатним для цих ситуацій.

Ірена зазначає, що, окрім високої енергетичної вартості процесу, опріснення води, як правило, використовує викопну енергію як джерело, яке не є стійким, часто змінюється в ціні та важко транспортується. Організація також захищає, що, оскільки відновлювані джерела енергії стають дешевшими, їх слід застосовувати. Використання сонячної енергії та відновлення енергії зі стічних вод є альтернативами, зазначеними як ООН, так і Іреною для зниження витрат на опріснення. Іншими відповідними джерелами енергії були б вітер та геотермальна.

Іншою проблемою, пов’язаною зі стічними водами опріснення, є той факт, що вони можуть негативно впливати на морські екосистеми при скиданні безпосередньо в океан. О Тихоокеанський інститут, незалежний дослідницький інститут у Каліфорнії, США, вивчав вплив опріснення води в затоках Сан-Франциско та Монтерей, обидва в Каліфорнії.

Згідно з повідомленням Ключові проблеми опріснення морської води в Каліфорнії: морські наслідкистічні води мають концентрацію солі, набагато більшу, ніж природну концентрацію в морській воді, і містять залишки, токсичні для деяких морських істот, наприклад, хімічні добавки, які вводяться в систему обробки води, і важкі метали, які виділяються в результаті корозійних процесів, які виникають всередині труб. У разі установок, які використовують термічну дистиляцію, все ще існує додаткова проблема, що стічна вода має набагато вищу температуру, ніж морська вода.

Завдяки розробці нових технологій, які зменшують споживання енергії та мінімізують вплив на навколишнє середовище, опріснення може стати альтернативою проблем, пов’язаних із дефіцитом води в усьому світі, сприяючи покращенню якості життя мільйонів людей.