Тэг: опреснение морской воды

Современные недорогие способы получения питьевой воды высокого качества

Несмотря на то, что более семидесяти процентов земной поверхности покрывают реки, озера, моря и океаны, только чуть больше 2% мировых водных ресурсов пригодны для питья. При этом большая часть запасов воды, пригодной для питья приходится на ледники и грунтовые воды и совсем небольшая доля на реки и озера. Вдобавок современная индустрия и сельское хозяйство непрерывно загрязняют природную среду (а значит и питьевую воду!) тяжелыми металлами, токсичными и ядовитыми химическими соединениями, нитратами и пестицидами. Учитывая бурный рост населения земли и развитие промышленности, нехватка качественной питьевой воды с каждым годом становится все более острой проблемой.

В прошлом получением пресной воды из морской в промышленных масштабах занимались только богатые государства, чьи территории расположены в самых засушливых уголках планеты (такие как Израиль и страны Персидского залива). Теперь опреснительные фабрики и заводы строятся повсеместно. Ежедневно путем опреснения вырабатывают десятки миллионов тонн питьевой воды. Поэтому актуальной задачей становится нахождение недорогих и эффективных способов ее получения, как из морской воды, так и минерализованной и загрязненной.

Существующие способы получения пресной воды из морской и минерализованной

Обычная морская вода содержит 3,4-3,5% солей (примерно 34 – 35 граммов на литр). Пресной условно принято считать воду, у которой уровень минерализации не превышает одного процента (менее 1 грамма солей на литр). Согласно рекомендации Всемирной организации здравоохранении концентрация растворенных солей в питьевой воде не должна превышать 600 миллиграммов на литр.

Казалось бы, совсем нетрудно снизить содержание солей в растворе с 35 до 1 процента, но на практике это оказывается совсем непростой инженерной задачей, требующей изготовления сложного оборудования и значительных расходов энергии. Существует множество способов опреснения, различающихся по сложности и эффективности.

• Дистилляция. Перегонка – самый старый и простой способ получения питьевой воды из морской. Однако превращение жидкости в пар и последующая конденсация требуют очень больших энергозатрат, поэтому обычная дистилляция в промышленных масштабах практически не применяется. Более эффективной оказывается перегонка при низком давлении, так как позволяет понизить температуру закипания воды, а также многоступенчатая дистилляция, при которой конденсирующийся пар из первого дистилляционного аппарата нагревает воду во втором, а пар из второго – в третьем и т.д.
• Вымораживание. Этот способ основан на разной температуре замерзания чистой воды и рассола: рассол превращается в лед при более низких температурах, чем вода без примесей. Сравнительно дешевый и эффективный способ опреснения, требующий наличия громоздкой и дорогостоящей холодильной аппаратуры. Более экзотичным способом опреснения является превращение морской воды в газогидратный лед (нестойкое химическое соединение воды с некоторыми газами), который затем разлагается на чистую воду и газ.
• Химическое опреснение. В этом способе в морскую воду добавляются химические реагенты (обычно соли бария или серебра), которые при взаимодействии с морской солью образуют нерастворимые, выпадающие в осадок соединения. Это самый дорогой способ и в промышленных масштабах не применяется. В то же время химические опреснители часто входят в спасательные наборы катеров и яхт.
• Ионообменный способ. Здесь минерализованная вода последовательно пропускается через фильтры, изготовленные из синтетических ионообменных смол двух видов – катионитовых и анионитовых. В катионитовых фильтрах задерживаются (или, вернее, замещаются) положительные ионы натрия, кальция и магния, а в анионитовых – отрицательные ионы хлора и сульфат-анионы. Ионообменный способ опреснения сравнительно дорог и применяется только для слабоминерализованной воды.
• Электродиализ. В основе этого способа лежит явление электролитической диссоциации. В простейшем случае электродиализ производят в сосуде, разделенном на три части двумя мембранами – катионитной и анионитной. В боковых частях устанавливаются электроды, причем катод ставится рядом с катионитной мембраной, а анод – с анионитной. После приложения постоянного напряжения к аноду и катоду ионы солей начнут накапливаться в боковых частях сосуда, а обессоленная вода – в центральной.
• Осмос – прямой и обратный. Эти два способа опреснения основаны на использовании мембран, пропускающих молекулы воды, но непроницаемых для ионов солей. При прямом осмосе одна часть емкости, разделенной полупроницаемой мембраной, заполняется морской водой, а другая – высококонцентрированным раствором какого-либо легкоразлагаемого вещества. Под действием осмотического давления молекулы воды начнут просачиваться в ту часть емкости, где концентрация раствора выше. После того, как большая часть молекул воды перейдет в концентрат, его нагревают, вследствие чего вещество разлагается, выпадая в осадок или переходя в газообразное состояние. В итоге получается пригодная для питья вода. Метод дорог и на практике применяется сравнительно редко.

При обратном осмосе молекулы воды проходят сквозь мембрану под действием внешнего давления, обратному осмотическому.

Обратный осмос – наиболее недорогой, простой и надежный способ получения пресной воды из морской и минерализованной.

На сегодняшний день технология опреснения соленой воды методом обратного осмоса является самой перспективной. Опреснительные установки, работающие по этому способу, сравнительно недорогие, экономичные и высокопроизводительные. Низкие энергозатраты, достаточно большой срок службы и дешевизна сменных фильтров и мембран делают себестоимости опреснения минимальной.

Установки YOUBER – простые, надежные и высокоэкономичные мобильные опреснительные агрегаты

Компания YOUBER имеет многолетний опыт разработки и производства портативных опреснительных установок. Собственная исследовательская лаборатория и конструкторское бюро компании, используя новейшие научные достижения и самые передовые технологии, проектируют и создают инновационные очистительные и опреснительные агрегаты. На собственном заводе компании выпускается до 200000 опреснительных установок ежегодно. Мембранные опреснители YOUBER успешно работают на семейных фермах и виллах, в гостиницах и ресторанах, на нефтяных платформах и военных кораблях, на промысловых и коммерческих судах, на катерах и яхтах. Как минимум 5 миллионов человек во всем мире используют продукцию компании YOUBER для получения высококачественной питьевой воды.

Важно отметить, что установки YOUBER можно использовать не только для опреснения, но и для улучшения качества речной, колодезной и водопроводной воды.

Является ли приобретение опреснительных агрегатов экономически обоснованным?

Как известно, качество водопроводной воды в России оставляет желать лучшего. Поэтому стала массовым явлением покупка питьевой бутилированной воды. Сейчас (в 2020 г.) ее минимальная цена (без стоимости доставки) составляет 10 рублей за литр. Самая низкопроизводительная и недорогая опреснительная установка YB-SWRO-500LPD за 10 часов работы произведет 250 литров питьевой воды отличного качества, расходуя за это время около 20 киловатт-часов электроэнергии. При средней цене 4 рубля за 1 киловатт-час себестоимость 1 литра полученной питьевой высококачественной воды окажется равной 4*20/250=0,32 рубля – всего 32 копейки!

Разумеется, здесь не учтены стоимость замены расходных материалов (мембран и фильтров) и себестоимость воды, поступившей на обработку. Но очевидно, что для компании или организации, ежедневно тратящей полторы – две тысячи рублей на покупку питьевой воды, расходы на приобретение опреснителя окупятся максимум за год. Особенно выгодной покупка опреснительных установок может оказаться для владельцев ресторанов, гостиниц, санаториев и домов отдыха, расположенных вблизи морей, рек и озер.

Описание работы и технические характеристики опреснительных установок YOUBER

Опреснительная установка – сложный агрегат, в котором вода проходит многоступенчатую обработку. На входе морскую или минерализованную воду засасывает насос низкого давления. Далее вода последовательно проходит через фильтры грубой и тонкой очистки. В фильтре грубой очистки задерживается песок и крупный органический мусор. Затем, в фильтрах тонкой очистки, из воды удаляются слизь и взвешенные илистые частицы. Подготовленная вода поступает в насос высокого давления, который прокачивает её через резервуар обратного осмоса с мембранами. В резервуаре происходит сепарация чистой воды от рассола. На последнем этапе полученную пресную воду стерилизуют ультрафиолетом и пропускают сквозь высокоэффективный угольный фильтр (высококачественный активированный уголь фильтра изготовлен из скорлупы кокосовых орехов). На выходе получается чистая, обеззараженная, полностью готовая к употреблению вода высшего качества.

Отличительные особенности опреснительных установок YOUBER

• Компания использует только ультрасовременные мембраны самого высшего качества.
• Несмотря на свою сложность, опреснительные агрегаты YOUBER в эксплуатации предельно просты и надежны.
• Все процессы полностью автоматизированы, агрегат включается одной кнопкой.
• Двойная система контроля непрерывно отслеживает качество воды на входе и на выходе.
• Высоконадежные и долговечные насосы сделаны из нержавеющей стали по немецкой технологии.
• Агрегаты имеют защиту от поражения электрическим током.
• Конструкция выполнена из нержавеющей стали, имеет современный дизайн, проста и удобна в установке и эксплуатации.

Время службы фильтров и мембран сильно зависит от качества поступающей на обработку воды. В нижеприведенной таблице срок службы рассчитан для малозагрязненной морской воды при 20-ти часовой суточной работе опреснительного агрегата.

Срок службы расходных материалов

Фильтры грубой очистки	Около 1 года
Фильтры тонкой очистки	15 – 60 дней
Мембраны обратного осмоса	До 3-х лет

Модели YB-SWRO-500LPD, YB-SWRO-1000LPD, YB-SWRO-2000LPD, YB-SWRO-3000LPD

Все модели имеют одну и ту же конструкцию, но разное число мембранных фильтров. Поэтому, несмотря на одинаковую потребляемую мощность, производительность каждой установки уникальна. Так, самая дешевая станция YB-SWRO-500LPD в час производит в 6 раз меньше питьевой воды, чем самая дорогая YB-SWRO-3000LPD. Очевидно, что себестоимость полученной воды у YB-SWRO-500LPD также в 6 раз выше, чем у YB-SWRO-500LPD (без учета стоимости расходных материалов и самих установок).

...	YB-SWRO-500LPD	YB-SWRO-1000LPD	YB-SWRO-2000LPD	YB-SWRO-3000LPD
Производительность	25 литров в час	50 литров в час	100 литров в час	150 литров в час
Выход пресной воды *	4%	8%	15%	20%
Напряжение	220 В, 50 Гц	220 В, 50 Гц	220 В, 50 Гц	220 В, 50 Гц
Потребляемая мощность	1,9 кВт	1,9 кВт	1,9 кВт	1,9 кВт
Уровень минерализации воды на входе, не более	45 г. на литр	45 г. на литр	45 г. на литр	45 г. на литр
Уровень минерализации воды на выходе, не более	600 мг. на литр	600 мг. на литр	600 мг. на литр	600 мг. на литр
Рабочее давление, не более	68,046 атмосфер (6,9 мПа)	68,046 атмосфер (6,9 мПа)	68,046 атмосфер (6,9 мПа)	68,046 атмосфер (6,9 мПа)
Рабочая температура	5-45℃	5-45℃	5-45℃	5-45℃
Допустимый уровень остаточного хлора в воде на входе, не более	0,1 мг. на литр	0,1 мг. на литр	0,1 мг. на литр	0,1 мг. на литр
Коллоидный индекс (илистость) воды на входе, не более	5	5	5	5
Мутность воды на входе, не более	1 NTU	1 NTU	1 NTU	1 NTU
Показатель PH воды на входе	нейтральная	нейтральная	нейтральная	нейтральная
Габариты	64х50х55 см.	64х50х55 см.	110х50х50 см.	110х50х65 см.
Вес установки, кг.	60	70	80	90
Вес брутто, кг.	80	90	101	115

* Выход пресной воды – отношение объема пресной воды на выходе к общему объему соленой воды, поступившей на обработку. Например, если за час было произведено 25 литров воды, то при 4% выходе, всего за это время было обработано 625 литров морской (минерализованной) воды.

Модели YB-SWRO 700-2, YB-SWRO 1400-2, YB-SWRO 2000-2

Модели с улучшенным дизайном. Различаются только по количеству мембран:

• YB-SWRO 700-2 один мембранный фильтр
• YB-SWRO 1400-2 – два мембранных фильтра
• YB-SWRO 2000-2 – три мембранных фильтра

Более мощные и производительные модели.

...	YB-SWRO 2500-2	YB-SWRO 4000-2	YB-SWRO 5000-2
Производительность	100 литров в час	165 литров в час	205 литров в час
Выход пресной воды *	15%	23%	29%
Напряжение	110-440 В, 50/60 Гц, 1 или 3-х фазное	110-440 В, 50/60 Гц, 1 или 3-х фазное	110-440 В, 50/60 Гц, 1 или 3-х фазное
Потребляемая мощность	2,8 кВт	2,8 кВт	2,8 кВт

Модели YB-SWRO 7000-2, YB-SWRO 10000-2

Самые мощные и производительные модели. Рекомендованы к покупке организациям и компаниям с большим суточным потреблением питьевой воды, а также предприятиям, специализирующимся на ее изготовлении и продаже.

...	YB-SWRO 7000-2	YB-SWRO 10000-2
Производительность	290 литров в час	410 литров в час
Выход пресной воды *	20%	25%
Напряжение	380-440 В, 50/60 Гц, 3-х фазное	380-440 В, 50/60 Гц, 3-х фазное
Потребляемая мощность	4,6 кВт	4,6 кВт