Опріснення солоної води

Один з найбільш ефективних і перспективних шляхів забезпечення прісною водою – опріснення солоних вод Світового океану, тим більше що великі площі посушливих і малообводненних територій примикають до його берегів або знаходяться поблизу від них.

Таким чином, океанські та морські води служать сировинними ресурсами для промислового використання. Їх величезні запаси практично невичерпні, але вони на сучасному рівні розвитку техніки не скрізь можуть рентабельно експлуатуватися за високого вмісту в них розчинених речовин.

В даний час відомо приблизно 30 способів опріснення морської води.

Зокрема, прісна вода виходить при:

  • випаровуванні;
  • дистиляції;
  • виморожуванні;
  • використанні іонних процесів;
  • екстракції і т. д.

Опріснення океанських і морських вод в рамках світового господарства тісно пов’язане не тільки з технічними, але і з економічними та географічними факторами. Для економічної ефективності установок важливо правильно обрати спосіб опріснення. Наприклад, опріснення за допомогою іонообмінних смол доцільно для вод з малою солоністю.

При більш високому вмісті солей застосовується дистиляція.

Із збільшенням потужності опріснювача підвищується його рентабельність, яка, правда, лімітується витратами на будівництво трубопроводів, передавальних воду споживачам. При зростанні продуктивності установки від 60 тонн до 4 тис. тонн води на добу вартість одиниці продукції зменшується в 4 рази, якщо довжина трубопроводу не перевищує 150-200 км.

Економічність установки залежить від того, як використовується опріснена вода. Найбільш ефективні опріснювачі, що дають питну воду, що постачають опрісненою водою підприємства і забезпечують зрошення цінних культур (цитрусових, бавовнику та ін), так як продукція цих галузей сільського господарства виправдовує витрати на створення установок.

Всі способи перетворення соленої води в прісну вимагають великих витрат енергії.

Наприклад, при опріснення шляхом дистиляції витрачається 13-14 кВт-год на 1 тонну продукції. Загалом на частку електроенергії припадає приблизно половина всіх витрат на опріснення, їх інша половина йде на ремонт та амортизацію обладнання. Таким чином, вартість опріснення води залежить в основному від вартості електроенергії.

Однак там, де для життєзабезпечення людей не вистачає прісної води і є умови для будівництва опріснювачів, вартісної фактор відступає на другий план. У деяких районах опріснення, незважаючи на його високу вартість, економічно вигідніше, ніж привезення води здалеку. В даний час удосконалення конструкцій опріснювачів і збільшення їх потужності дозволили знизити вартість виробленої ними води до 1 дол. за 1 тонну. На великих установках в Кувейті і на Канарських островах вона знизилася до 10 центів за 1 тонн.

Вельми перспективно для опріснення води використання атомної енергії. У цьому випадку атомна електростанція (АЕС) «злучається» зазвичай з Дистиляційна опріснювачем, який вона живить енергією. Звичайний реактор потужністю 1-1,5 млн. кВт забезпечує потреби АЕС потужністю 200-300 кВт і роботу опріснювальної установки, що виробляє 75-100 тис. м3/год чистої води. Однак таке поєднання маловигідні при невеликій потужності опріснювача.

Більш ефективні реактори на швидких нейтронах, які виконують троякую функцію.

  • по-перше, вони відтворюють ядерне пальне, так як використання в них урану-235 призводить до утворення плутонію-239;
  • по-друге, забезпечують роботу АЕС великої потужності;
  • по-третє, дають енергію для потужних опріснювачів продуктивністю в кілька мільйонів кубометрів води на добу.

Це означає, що опріснення стає більш конкурентоспроможним у порівнянні з іншими джерелами отримання прісної води і може бути значно збільшено її виробництво. Правда, у води як товару немає загальнонаціонального та світового ринків збуту, і питання про її вартість вирішується в регіональному аспекті, що позначається на розміщенні опріснювальних установок і будівництві нових.

За даними на 1970 рік, у світі функціонувало 800 великих опріснювачів загальною продуктивністю 1,25 млн. м3/добу. В останнє десятиліття опріснення солоних вод розвивалося інтенсивно, в результаті чого кожні 2-3 роки сумарна продуктивність установок подвоювалася. Очікується подальше збільшення темпів їх приросту, тому до кінця поточного сторіччя опріснення стане вельми істотною складовою водозабезпечення людства.

Опріснення океанських і морських вод можна назвати глобальною проблемою.

Нею займаються органи ООН, Міжнародне агентство з атомної енергії, національні організації понад 15 країн світу. Регулярно проводяться міжнародні конференції та наради з різних аспектів опріснення солоних вод. Зусилля вчених та інженерів спрямовані на розробку ефективних заходів з комплексного використання вод Світового океану, при якому вилучення з них корисних компонентів поєднується з виробництвом чистої води. Такий шлях дозволяє найбільш ефективно освоювати водні багатства океану.

Колосальні ресурси чистої прісної води (близько 2 тис. км3) укладені в айсбергах, 93% яких дає материкове заледеніння Антарктиди.

Водний запас крижаних гір, щорічно відколюються від льодовиків і плавають в океані, приблизно дорівнює кількості води, що міститься в руслах всіх річок світу і в 4-5 разів перевищує те, що зможуть дати всі опріснювачі наприкінці нашого століття. Вартість прісної води, що міститься в айсбергах, що утворюються тільки за рік, оцінюється в трильйони доларів виходячи із сучасних цін на опріснену воду.

Однак при використанні водних ресурсів айсбергів великі складнощі виникають на стадіях розробки і здійснення способів доставки їх до посушливим районам узбережжя. Відомо чимало інженерно-економічних розрахунків і проектів транспортування айсбергів до місць споживання води, що вказують на реальність такої незвичайної морської операції. Так, для буксирування айсберга в 10 млрд. тонн зі швидкістю 2 км/год необхідна тягова сила, рівна 225 тис. к. с. Таке зусилля можуть створити декілька морських буксирів або криголамів.

Відповідно до одного із зарубіжних проектів, розробленим для доставки до берегів Саудівської Аравії айсберга обсягом близько 180 млн. м3 (довжина – 1 км, ширина – 600 м, висота – 300 м) з середньою швидкістю 1852 м/год, буде потрібно 5-6 буксирів потужністю 15 тис. к. с. кожен, використовуваних нині для буксирування морських бурових платформ.

На час транспортування айсберг повинен бути захищений від спеки пластиковим матеріалом, який дозволить втратити за час шляху невелику кількість його обсягу.

Проекти транспортування айсбергів до берегів Каліфорнії та Австралії рекомендують маршрути руху в першому випадку по холодна Перуанська течія, а в другому – спочатку по холодному Антарктичному круговому течією, потім по такому ж Західно-Австралійському течією.

Шлях до Південній Африці прокладається по Антарктичному круговому течією і далі по Бенгальському течією. За існуючими оцінками, вартість води, отриманої з антарктичних айсбергів, дорівнює приблизно півдолара, а при масовій їх доставці до посушливих районах вона може понизитися в 5 разів, що зробить цей спосіб отримання прісної води нерентабельним.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Правління П. А. Столипіна