«Вода, вода везде, но ни капли не пить». Это якобы плач неизвестного моряка, нуждается в гидратации, но без пресной воды, но вынужден смотреть на бесчисленные галлоны непригодных для питья вода океана. Практически каждый знает, насколько соленая или соленая вода, и что это делает ее непригодной для питья. Мы называем непригодную для питья воду непригодной для питья из-за прогрессирующего нарушения химического равновесия в организме.
На воду океана приходится около 97 процентов воды на Земле; почти все 3 процента, которые считаются «пресными», находятся под землей или иным образом недоступны для использования человеком, и только около 1/400 пресной воды Земли занимает реки, ручьи и озера. Учитывая, сколько там соленой воды, разве не должно быть эффективных средств сделать ее пригодной для употребления в пищу человеком?
Фактически процесс называется опреснение выполняет именно это. Важность опреснения на планете с постоянно растущим населением и многими регионами нехваткой воды в любое время увеличивается с каждым днем, а преимущества опреснения делают этот процесс заслуживающим рассмотрения в деталь.
Типы опреснения
Все виды механического опреснения можно классифицировать как термическое опреснение или же мембранное рассоление.
В промышленных опреснительных установках обычно используется своего рода мембранное опреснение, включающее обратный осмос, который происходит через полупроницаемую мембрану. Мембранная дистилляция, или MD, при которой поток горячей соленой воды движется против потока обычной воды на противоположном участке водоотталкивающей мембраны, бывает нескольких типов. В результате водяной пар, свободный от соли, выталкивается через поры к более холодной стороне мембраны с более низким давлением.
Термическое опреснение включает добавление значительного количества тепла и часто также включает процессы дистилляции. Дистилляция - это кипение раствора, в котором растворенное вещество имеет более высокую температуру кипения, чем растворитель (например, соль), позволяя собирать образующийся газовый пар в виде дистиллята, в то время как остающийся солевой концентрат отброшен.
Преимущества процессов опреснения
Преимущества самого опреснения просты: больше чистой питьевой воды для жителей Земли, треть из которых не имеет постоянного доступа к этому жизненно важному ресурсу. Что касается преимуществ одних видов над другими, их довольно легко описать.
Установки термического опреснения, которые производили большую часть опресненной воды в мире по состоянию на 2020 год, просты в использовании. строить и эксплуатировать, в основном потому, что они не имеют движущихся частей, кроме насосов, и состоят в основном из плотно упакованный сети труб. Эти опреснители также могут достигать очень высокого уровня очистки.
Мембранные процессы, включая опреснение путем электролиза, обычно намного менее энергоемки. чем тепловые, и не полагаются на ископаемое топливо или ядерную энергию, как большинство работающих тепловых электростанций. Cегодня. Они предлагают более низкие рабочие температуры и давления, чем их тепловые аналоги.
Недостатки процессов опреснения
Проблемы опреснения включают загрязнение, создаваемое крупномасштабными установками по опреснению термической воды, и большое количество энергии, необходимое для их работы. По мере того, как мир движется к все более широкому использованию альтернативных источников энергии, эта озабоченность должна со временем утихнуть.
Хотя мембранные процессы чище и безопаснее, строительство промышленных опреснительных установок такого типа также обходится дороже. Кроме того, мембраны разрушаются из-за чрезмерного смачивания и других видов загрязнения, и в настоящее время этот процесс не так эффективен, как большинство типов термического опреснения.
Совсем недавно, в 2019 году, исследователи смогли создать технику солнечной дистилляции, которая включает в себя фокусировку солнечного света на определенных точках селективно проницаемая мембрана, в которой собирается кипящая вода, проталкивающая ее на противоположную сторону мембраны, где она собирается заново.