Опріснення води

Опріснення води - зниження кількості солей, що містяться у природних водах. Для питних цілей воду зазвичай опріснюють частково, знижуючи вміст солей до величини, коли вода по своїм смаковим якостям стає придатною для пиття (менш 1000 мг/л).
Для опріснення води використовуються різні методи. Хімічний метод іонного обміну, заснований на фільтрації води через спеціальні зернисті матеріали - іоніти, широко застосовується на практиці для знесолення вод з загальним вмістом солей до 2 - 3 г/л. Знесолення води электродиализом засноване на тому, що в електричному полі катіони і аніони води рухаються до зануреним у воду катода і анода. Электродиализаторы розділені проникними для катіонів і аніонів перегородками (мембранами), а в середній їх частині, між перегородками накопичується опріснення вода.
При опреснении води дистиляцією утворюється пара, вільний від солей, тому при його конденсації виходить дистильована вода.
Опріснення води заморожуванням засноване на тому, що при повільному охолодженні води нижче 0° кристали прісного льоду, які змерзаються в агрегати, утворюються раніше, ніж замерзає розсіл. При поступовому нагріванні замерзлий між прісним льодом розсіл перейде у рідкий стан і буде стікати раніше, ніж почнуть танути кристали прісного льоду. При подальшому таненні утворюється прісна вода.
Перед подачею опрісненої води у водопровідну мережу її необхідно знезаражувати.
Опріснення води з допомогою опріснювальних ядерних установок проводиться методами дистиляції, електродіалізу та заморожування. Перевага віддається дистиляції. Скид розсолів на поверхню землі або в місцеві водойми неприпустимий. Опріснення вода позбавлена мікроелементів, зовсім несмачна, малопридатна для пиття, приготування напоїв та їжі. Потребує збагачення мінеральними солями.

Опріснення води - часткове знесолення засоленої і морської води з метою зменшення вмісту розчинених солей до ступеня, що робить воду
придатною для господарсько-питних цілей. Опріснення води відрізняється від пом'якшення, тобто часткового видалення з води катіонів кальцію і магнію. У зв'язку з освоєнням нових районів з обмеженими ресурсами прісної води і з зростанням потреби в питній воді все частіше виникає необхідність використання джерел засолених вод і навіть морської води (райони Казахстану, Прикаспію і ін).
Опріснення води досягається зміною її агрегатного (фазового) стану (дистиляція, заморожування) і видаленням з неї розчинених солей (хімічні, електрохімічні та іонообмінні методи). Методом дистиляції, застосовуваним приблизно на 80% існуючих установок, О. в. ведеться при температурі трохи більше 90°, що сприяє одночасно і знезараження питної води (див.). Існують установки, що працюють при низьких температурах. Виходить шляхом дистиляції вода, позбавлена солей, володіє неприємним смаком і зовсім не містить мікроелементів; тому до неї додається вихідна мінералізована вода, але не більше ніж це допускається стандартом якості питної води. У природних умовах опріснення води шляхом її виморожування і сонячного опріснення можливо лише в певних кліматичних районах. При О. в. виморожуванням не можна допускати забруднення льоду, резервуарів і транспортних засобів.
Нові перспективи в області О. в. виникли у зв'язку з виробництвом синтетичних іонообмінних речовин. Ці тверді нерозчинні у воді зернисті органічні кислоти та основи мають властивість обмінювати входять до їх складу іони на іони, що містяться в опресняемой воді. Розрізняють іонообмінні смоли як катіоніти, що витягують з води катіони (Са+2, Mg+2, Na+ та ін), і аніоніти, котрі витягують з води аніони - хлор-іон (Cl-), сульфат-іон (SO-24) та ін.
Опріснення води іонообмінним методом здійснюється фільтруванням через фільтри напірні (підземні води, які не вимагають попереднього очищення і знезараження) і безнапірні (води поверхневого вододжерела, підлягають попередньому очищенню і подальшого знезараженню). Іонообмінні смоли не повинні змінювати органолептичних властивостей води, викликати появу речовин, які можуть виявитися небезпечними для здоров'я (формальдегід, бластомогенные та інші небезпечні речовини, використовувані при виробництві органічних іонітів).
Електрохімічний метод опріснення води заснований на явищі електродіалізу: практичне застосування його стало можливим із здешевленням електроенергії і після заміни інертних діафрагм ионитовыми (з катіоно - і аніонообмінних смол), відповідно пропускають катіони і аніони. Використання знов рекомендованих іонообмінних матеріалів допускається лише з дозволу санітарних органів.
Опріснювальні ядерні установки. На Женевській конференції з мирного використання атомної енергії в 1964 р. було вказано на доцільність будівництва комбінованих ядерних опріснювальних установок, розрахованих на одночасне опріснення води і вироблення електроенергії. Опріснення морської води на ядерній установці може проводитися методами дистиляції, електродіалізу та заморожування. В даний час перевага віддається дистиляції. Експериментальні установки, побудовані в США і СРСР, продемонстрували ефективність і рентабельність двухцелевых станцій, призначених для опріснення води та електроенергії. Радянська опріснювальна установка розрахована на 150 мгвт електроенергії і 120 000 м3 прісної води в день. Попередні розрахунки, зроблені в США, показують, що вартість 1 м3 опрісненої води не буде перевищувати 7 центів на великих установках і 14 центів на малих.
Однак опріснення води та використання опрісненої води в народному господарстві - проблема не тільки технічна, ной гігієнічна. Опріснення вода позбавлена мікроелементів, необхідних для організму людини, зовсім несмачна, малопридатна для пиття, приготування напоїв та їжі. Вона потребує збагачення мінеральними солями; необхідно визначити, які мінеральні елементи і в яких кількостях слід додавати до опрісненої води, предназначаемой для пиття і приготування їжі, яку кількість мінеральних елементів допустимо в опрісненої води. Як відомо, в морській воді кількість мінеральних солей досягає 35 000 частин на мільйон (ч/млн); у солонуватою воді степів і пустель - від 2 000 до 4 000 ч/млн; в іригаційної дренажній воді - 4000 ч/млн і вище. Комітету експертів ВООЗ у 1964 р. були надані рекомендації щодо вмісту мінерального залишку в опрісненої води: від 500 до 1000 частин на 1 мільйон.
При опреснении води на ядерних установках скид розсолів, що залишається після упарювання гірко-солоної води, на поверхню землі або відведення його в місцеві водойми неприпустимі. В країнах жаркого клімату для атмосферного упарювання стічних вод до сухого осаду можна влаштовувати ставки, викладені поліетиленовою плівкою. На установках, розташованих на узбережжі, відходи після дистиляції води скидаються в море.