§ 52. Опреснение воды гиперфильтрацией

Этот способ опреснения заключается в фильтровании соленой воды через специальные полупроницаемые мембраны из ацетил-целлюлозы, которые пропускают воду, а задерживают ионы раство­ренных в ней солей. При этом необходимо создать избыточное дав­ление для фильтрования воды через мембрану в направлении, про­тивоположном осмотическому переносу, т. е. со стороны соленой воды. Иначе говоря, необходимое давление должно быть выше ос­мотического.

В имеющихся опытных установках пока еще малой производи­тельности соленая вода подается насосом под давлением 50— 100 ати. Некоторые исследователи считают этот способ опреснения воды весьма перспективным. Исследования в этом направлении ве­дутся во ВНИИ ВОДГЕО (проф. В. А. Клячко).

§ 53. Обессоливание воды с изменением ее агрегатного состояния

В данной книге не рассматриваются подробно способы опресне­ния воды, изменяющие ее агрегатное состояние¹. Отметим, что в настоящее время при высоком солесодержании воды наибольшим распространением пользуются дистилляционные опреснители. Ос­новная функция их состоит в испарении воды с последующей кон­денсацией пара, которая и приводит к получению пресной воды.

Наиболее экономичны: многоступенчатые установки с верти­кально-трубчатыми испарителями-конденсаторами и многоступен­чатые адиабатные испарители (типа «флеш») с мгновенным вскипа­нием опресняемой воды.

Установка первого типа построена в г. Шевченко; она имеет пять ступеней и позволяет опреснять 13,6 тыс. м³/сутки морской воды².

¹ Подробнее см. в книге: И. Э. Апельцин и В. А. Клячко. Опреснение воды. Стройиздат, 1968.

² В 1969 г. завод «Уралхиммаш» разработал десятикорпусную установку производительностью до 700 т/ч дистиллята.

280

Из числа введенных в действие установок с мгновенным вскипа­нием воды самая большая находится в Кувейте (производительно­стью 22,5 тыс. м³/сутки).

В г. Шевченко строится первый в мире опреснитель производи­тельностью 120 тыс. м³/сутки с использованием тепла ядерного ре­актора на быстрых нейтронах. Одновременно с опреснением воды атомная электростанция мощностью 150 тыс. квт будет ежегодно вырабатывать 5 млрд квт∙ч электроэнергии (рис. 81).

Рис. 81. Схема двухцелевой ядерно-энергетической водоэлектро­станции с многоступенчатыми испарителями с мгновенным испаре­нием воды

1—атомный реактор; 2—пар; 3 — турбина; 4—бак подкисления; 5 —резер­вуар пресной воды; 6 —пресная вода; 7 — подогреватель; 8 — испаритель с мгновенным испарением воды; 9 — соленая вода; 10 — водоприемник

Опреснение воды с применением искусственного замораживания основано на отъеме тепла при кипении воды в вакууме ниже точки ее замерзания. При вспрыскивании соленой воды тепло, затрачи­ваемое на испарение воды, отнимается от неиспарившейся ее части. Вследствие этого вода замерзает, образуя суспензию кристаллов пресного льда в рассоле. Эти кристаллы отделяют, обмывают пресной водой и подают в камеру для таяния, происходящего за счет тепла, которое выделяется при конденсации паров воды, отса­сываемых из вакуумной камеры.

При этом способе исключаются косвенные неудобства, свойст­венные другим способам опреснения, — накипеобразование, биооб­растание и коррозия.

Некоторым видоизменением описанного процесса кристаллиза­ции является опреснение воды при помощи получения кристалло­гидратов пропана. Первый этап состоит в связывании части воды соленого раствора в кристаллогидраты пропана. Затем производит­ся сепарация кристаллов от маточного раствора, очистка их от рассола и, наконец, плавление кристаллов для получения пресной воды.