Опреснение воды

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
ОА ОБ ОВ ОГ ОД ОЖ ОЗ ОИ ОЙ ОК ОЛ ОМ ОН ОО ОП ОР ОС ОТ ОУ ОФ ОХ ОЦ ОЧ ОШ ОЩ ОЯ
ОПА
ОПЕ
ОПЁ
ОПИ
ОПЛ
ОПО
ОПП
ОПР
ОПС
ОПТ
ОПУ
ОПЫ
ОПЬ

Опреснение воды, способ обработки воды с целью снижения концентрации растворённых солей до степени (обычно до 1 г/л), при которой вода становится пригодной для питьевых и хозяйственных целей. Дефицит пресной воды ощущается на территории более 40 стран, расположенных главным образом в аридных, а также засушливых областях и составляющих около 60% всей поверхности земной суши (по расчётам, к началу 21 в. достигнет 120—150·109м3 в год). Этот дефицит может быть покрыт опреснением солёных (солесодержание более 10 г/л) и солоноватых (2—10 г/л) океанических, морских и подземных вод, запасы которых составляют 98% всей воды на земном шаре (см. также Водные ресурсы). Недостаток пресной воды может быть ликвидирован и подачей её по трубопроводам или каналам из районов, в которых она имеется в избытке. Например, в СССР сооружены каналы Северский Донец — Донбасс (около 130 км), ИртышКараганда (около 460 км), 3 очереди крупнейшего в мире Каракумского канала, имеются (в Казахской ССР) водопроводы Ишимский и Булавинский, протяжённостью более 1700 км каждый. Однако при значительном удалении пресноводных источников опреснение солёной воды на месте стоит дешевле пресной воды, поступающей по водоводам. При водопотреблении до 1000 м3/сут опреснение солёной воды на месте выгоднее, чем подача пресной воды на расстояние, большее 40—50 км, при водопотреблении 100 000 м3/сут — выгоднее, чем подача пресной воды на расстояние, большее 150—200 км.

Во всём мире в 1974 находилось в эксплуатации св. 800 крупных стационарных опреснительных установок (ОУ) суммарной производительностью около 1,3 млн. м3/сут пресной воды. Наиболее крупные из них имеют производительность 160 тыс. м3/сут (в г. Шевченко, СССР; тепло поступает от атомной электростанции с реактором на быстрых нейтронах) и 220 тыс. м3/сут (в г. Эль-Кувейте, Кувейт; котельная ОУ работает на попутном газе нефтедобычи). Большинство морских судов имеет свои ОУ (только дистилляционного типа).

  Опреснение воды может быть осуществлено как с изменением агрегатного состояния воды (дистилляция, замораживание), так и без изменения её агрегатного состояния (электродиализ, гиперфильтрация, или обратный осмос, ионный обмен, экстракция воды органическими растворителями, экстракция воды в виде кристаллизационной воды кристаллогидратов, нагрев воды до определённой температуры, сорбция ионов на пористых электродах, биологический метод — с использованием способности некоторых водорослей поглощать соли на свету и отдавать их в темноте и др.). В соответствии со способами Опреснение воды существуют различные типы ОУ. Дистилляционные ОУ (однокорпусные и многокорпусные, по способу опреснения — парокомпрессионные и солнечные) применяются при опреснении морской воды и солёных вод. Опреснение воды электродиализом и гиперфильтрацией (обратным осмосом) экономично при солесодержании 2,5—10 г/л, ионным обменом — менее 2,5 г/л. Из всего объёма получаемой в мире опреснённой воды 96% приходится на долю дистилляционных ОУ, 2,9% — электродиализных, 1% — гиперфильтрационных и 0,1% — на долю замораживающих и ионообменных ОУ. В зависимости от производительности ОУ состоит из одного или нескольких включенных параллельно опреснителей.

  Дистилляционные опреснители бывают одноступенчатые (рис. 1), многоступенчатые с трубчатыми нагревательными элементами, или испарителями (рис. 2), многоступенчатые с мгновенным вскипанием (рис. 3) и парокомпрессионные. Многоступенчатый испаритель состоит из ряда последовательно работающих испарительных камер с трубчатыми нагревательными элементами. Нагреваемая солёная вода движется внутри трубок нагревательного элемента, греющий пар конденсируется на внешней их поверхности. Нагрев и испарение воды в первой ступени осуществляются паром котла, работающего на дистилляте; греющим паром следующей ступеней служит вторичный пар предыдущей испарительной камеры. В опреснителях с мгновенным вскипанием солёная вода проходит последовательно, от последнего к первому, через конденсаторы, встроенные в испарительные камеры, нагреваясь за счёт тепла конденсации, поступает в головной подогреватель, нагревается выше температуры кипения воды в первой испарительной камере, где вскипает. Затем пар конденсируется на поверхности трубок конденсатора, а конденсат стекает в поддон и насосом откачивается потребителю. Неиспарившаяся вода перетекает через гидрозатвор в следующую камеру с более низким давлением, где она снова вскипает, и т.д. Расход тепла на получение 1 кг пресной воды в одноступенчатом дистилляционном опреснителе составляет около 2400 кдж; рекуперация тепла фазового перехода в многоступенчатом опреснителе позволяет снизить расход тепла на 1 кг пресной воды до 250—300 кдж.

Рис. 1. Схема одноступенчатого дистилляционного опреснителя: 1 — корпус испарительной камеры; 2 — нагревательный элемент; 3 — конденсатор; 4 — насос; 5 — брызгоулавливатель. Опреснение воды.

Рис. 1. Схема одноступенчатого дистилляционного опреснителя: 1 — корпус испарительной камеры; 2 — нагревательный элемент; 3 — конденсатор; 4 — насос; 5 — брызгоулавливатель.

Рис. 2. Схема многоступенчатого дистилляционного опреснителя с трубчатыми нагревательными элементами: 1 — испарительные камеры 1, 2, 3 и 4-й ступеней; 2 — трубчатые нагревательные элементы; 3 — концевой конденсатор; 4 — брызгоулавливатель; 5 — насос. Опреснение воды.

Рис. 2. Схема многоступенчатого дистилляционного опреснителя с трубчатыми нагревательными элементами: 1 — испарительные камеры 1, 2, 3 и 4-й ступеней; 2 — трубчатые нагревательные элементы; 3 — концевой конденсатор; 4 — брызгоулавливатель; 5 — насос.

Рис. 3. Схема многоступенчатого дистилляционного опреснителя с мгновенным вскипанием: I, II, III, IV и N — камеры испарения; 1 — насос; 2 — паровой эжектор; 3 — конденсатор эжектора; 4 — подогреватель; 5 — брызгоулавливатель; 6 — конденсатор; 7 — поддон для сбора конденсата. Опреснение воды.

Рис. 3. Схема многоступенчатого дистилляционного опреснителя с мгновенным вскипанием: I, II, III, IV и N — камеры испарения; 1 — насос; 2 — паровой эжектор; 3 — конденсатор эжектора; 4 — подогреватель; 5 — брызгоулавливатель; 6 — конденсатор; 7 — поддон для сбора конденсата.

Электродиализный опреснитель (рис. 4) представляет собой многокамерный аппарат фильтр-прессового типа, состоящий из камер, ограниченных с одной стороны катионитовой, с другой — анионитовой мембранами. Камеры размещены между катодом и анодом, к которым подведён постоянный электрический ток. Опресняемая вода поступает в опреснительные камеры. Под действием электрического поля катионы растворённых в воде солей движутся в направлении катода, анионы — анода. Т. к. катионитовые мембраны проницаемы в электрическом поле для катионов, но непроницаемы для анионов, а анионитовые мембраны проницаемы для анионов, но непроницаемы для катионов, солёная вода в опреснительных камерах опресняется, при этом удаляемые из неё соли концентрируются в рассольных камерах, откуда они удаляются вместе с промывочной солёной водой. Расход электроэнергии на Опреснение воды электродиализом зависит от солёности опресняемой воды (2 вт·ч на 1 л при опреснении воды с солесодержанием 2,5—3 г/л и 4—5 вт· ч на 1 л при опреснении воды с содержанием солей 5—6 г/л).

Рис. 4. Схема многокамерного электродиализного опреснителя: 1 — анод; 2 — катод; 3 — анионитовая мембрана; 4 — катионитовая мембрана; В — опресняемая вода; Р — рассол. Опреснение воды.

Рис. 4. Схема многокамерного электродиализного опреснителя: 1 — анод; 2 — катод; 3 — анионитовая мембрана; 4 — катионитовая мембрана; В — опресняемая вода; Р — рассол.

  Гиперфильтрационные опреснители состоят из насоса высокого давления (5—10 Мн/м2, или 50—100 бар), прокачивающего солёную воду через плоские или трубчатые мембраны или полое волокно, изготовленное из ацетилцеллюлозы или полиамидных смол, способных под давлением выше осмотического пропускать молекулы воды, но не пропускать гидратированные ионы растворённых в воде солей.

  В пустынных южных районах и на безводных островах применяются солнечные опреснители; они дают в летние месяцы около 4 л воды в сутки с 1 м2 поверхности, воспринимающей солнечную радиацию.

 

  Лит.: Апельцин И. Э., Клячко В. А., Опреснение воды, М., 1968; Павлов Ю. В., Опреснение воды, М., 1972: Слесаренко В. Н., Современные методы опреснения морских и соленых вод, М., 1973, Spiegler К. S. [е. d.], Principles of desalination, N. Y. — L.,1966.

  В. А. Клячко.

Так же Вы можете узнать о...


Влоцлавек (Włocławek), город в Польше, на нижней Висле, в Быдгощском воеводстве.
Георгий Акрополит (Georgios Akropolites) (1217, Никея, — после 1282, Константинополь), византийский писатель, государственный деятель.
Гусятин, посёлок городского типа, центр ского района Тернопольский обл.
Дреда Скотта дело, судебное дело американского раба-негра Дреда Скотта (Dred Scott).
Зюкаика, посёлок городского типа в Верещагинском районе Пермской области РСФСР.
Камышлы, город на С. Сирии, близ границы с Турцией.
Когтистые лягушки (Xenopinae), подсемейство земноводных семейства пиповых.
Криптозойский эон (от крипто... и греч. zōē — жизнь, образ жизни), то же, что докембрий.
Лимберг Александр Карлович [14(26).11.1856, местечко Теве, ныне Эстонской ССР, — 16.
Математические знаки, см. Знаки математические.
Морского флота институт Центральный научно-исследовательский (ЦНИИМФ), находится в Ленинграде.
Новороссийский университет, один из старейших университетов России (в Новороссии), основан в 1865 в Одессе на базе Ришельевского лицея, существовавшего с 1817.
Пакетный выключатель, электрический аппарат с ручным приводом для включения, отключения и переключения тока в электрических цепях низкого напряжения (до 500 в при силе тока до нескольких сотен а).
Подводная археология, археологическое исследование древних и средневековых памятников, находящихся под водой (в морях, реках, озёрах).
Пусковой момент ,вращающий момент, развиваемый двигателем на валу в процессе пуска.
Русская плита, часть Восточно-Европейской платформы, расположенная между Балтийским и Украинским щитами, Уралом и Тиманским кряжем и покрытая мощным чехлом осадочных отложений.
Симидзу, город в Японии, на юге о. Хонсю, в префектуре Сидзуока.
Стебник, посёлок городского типа в Львовской области УССР.