Каковы основные методы обессоливания воды?

Хорошо освоенным и широко применяемым методом обессоливания является дистилляция (как и в природе испарение воды). Для обессоливания морской воды используются установки единичной мощностью от 15 до 40 тыс.м3/сут. Основной их недостаток - большой расход энергии: лучшие из них расходуют не менее 0,02 Гкал на 1 м3 получаемой воды.

В южных странах и в Среднеазиатских республиках для опреснения солёных вод в основном для питьевых целей используют солнечную энергию.

В отдельных случаях для удаления солей применяют вымораживание. Известно, что при медленном охлаждении соленой воды из неё в первую очередь вымораживаются кристаллы льда, практически не содержащего солей.

Весьма перспективными и уже получившими широкое распространение методами удаления солей являются мембранные - электродиализ и обратный осмос. Электродиализ основан на направленном переносе ионов диссоциированных солей в поле постоянного тока через селективные мембраны из естественных или синтетических материалов. Метод позволяет разделять не только сточные воды на обессоленную чистую воду и концентрированный раствор солей, но и раствор солей на кислоты, щёлочи и другие составляющие. За рубежом метод электродиализа широко применяется для обессоливания воды. Обычно мощность установок составляет 150-250м/сут, однако уже действуют установки производительностью 20 и даже 400 тыс. м3/сут.

Во всех странах мира широкое распространение получило обессоливание воды с применением ионитов. Несмотря на значительные успехи в развитии методов химического обессоливания воды и дистилляции ионный обмен до сих пор остается основным методом приготовления глубокообессоленной воды для АЭС и ТЭС с паровыми котлами высокого, сверхвысокого и критического давления, а также для получения ультрачистой и обессоленной воды для химической, электронной и некоторые других отраслей промышленности.

Появление таких методов обессоливания воды, как электродиализ и обратный осмос, не ослабил интереса к ионообменному обессоливанию. Надо полагать, что на ближайшие 10-15 лет этот метод будет самым распространенным и экономически наиболее предпочтительным методом глубокого обессоливания воды со средней степенью минерализации (содержание солей до 2 г/л).

Основными недостатками общепринятых технологических схем ионообменной очистки является значительное количество солей, образующихся при регенерации ионообменных фильтров (к извлекаемым из очищаемой воды солям прибавляется в 2-4 раза большее количество солей от регенерации ионообменных смол).

Экономический анализ показывает, что при использовании дистилляционного опреснения целесообразно применение высокопроизводительных станций (мощностью несколько десятков тыс.м3/сут) и сильноминерализованных вод (более 10 г/л). Мембранные методы обессоливания в настоящее время целесообразно применять для опреснения вол с содержанием солей до 15 г/л. Электродиализ и обратный осмос позволяют получать воду относительно низкой стоимости на установках малой и средней (до нескольких тыс.м3/сут) производительности. В ряде случаев хорошие результаты достигаются при комбинации методов: дистилляции и электродиализа или обратного осмоса, ионного обмена или обратного осмоса и электродиализа и др.

Переработка рассолов и рапы. Все обессоливающие установки наряду с очищенной пресной водой производят определенное количество растворов со значительной концентрацией солей - рассолов и даже рапы. Эти концентрированные растворы должны быть либо утилизированы в производственных процессах, либо подвергнуты дальнейшему концентрированию до получения твердых солей с последующим их использованием или безопасным захоронением.

В ряде водооборотных схем, разработанных и внедренных в нашей стране, выделенные при очистке сточных вод вещества широко используются для получения товарной продукции. Следует, однако, отметить, что в целом проблема переработки рассолов и рапы решается крайне медленно. В то же время без решения данной проблемы может замедлиться создание замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятии. В любой замкнутой системе водоснабжения неизбежно накапливаются соли, которые должны быть выведены и переработаны, и чем больше замкнутых систем промышленного водопотребления будет создано, тем более острой будет проблема переработки этих рассолов и рапы.

Какой метод очистки воды от солей в природе имеет наибольшее значение?

Огромное значение для очистки воды в природе имеет естественное испарение. Оно происходит с поверхности водных объектов, растений, льда, снега и т. д. за счет энергии, получаемой Землей от Солнца. Испарение идет тем интенсивнее, чем больше разница между количеством пара, которое может содержаться в воздухе при данной температуре, и его фактическим содержанием в воздухе. Ему способствует ветер.При испарении вода очищается, освобождается от растворенных и нерастворенных примесей. Таким образом в атмосфере оказывается чистая вода (до 99%). Мировой океан является гиганским испарителем и источником «чистой» воды. Хорошо освоенным и применяемым в быту методом обессолевания является дистилляция, основанная на принципах естественного испарения.