Недостатки технологий опреснения морской воды

Перечисленные технологии опреснения не избавлены от минусов, существенно повышающих эксплуатационные расходы.

Образование накипи на теплопередающих поверхностях дистилляторов резко снижает их эффективность. Приходится часто останавливать и очищать испарители, использовать антинакипины, химреагенты, при менять дорогостоящие системы водоподготовки.

Такие же проблемы возникают и при использовании мембранных технологий. Например, подаваемая под давлением 50—150 атм на мембраны вода (при содержании солей 40 г/л) имеет жесткие ограничения по содержанию взвесей, коллоидных загрязнений, свободного хлора, солей железа, кальция, магния и стронция. В ней не должно быть микробиологических загрязнений, ее температура не может превышать 35—45^оС и т.д.

То есть предварительная очистка (предподготовка воды) становится одним из главных этапов данных методов, а стоимость систем очистки иногда в 2—3 раза превышает стоимость самих опресняющих установок; она требует дополнительных энергозатрат, большого количества сменных материалов и реагентов, что, в свою очередь, весьма негативно сказывается на состоянии окружающей среды.

Кроме того, для крупных опреснительных комплексов необходимы мощные котельные (ТЭЦ) или атомные реакторы. При опреснении методами дистилляции затраты на используемое тепло достигают 40—50% от стоимости полученной воды.

Традиционные системы опреснения морской воды требуют значительного количества энергии. Проблемой является обеспечение достаточной энергией (теплом) крупных опреснительных комплексов. Необходимы мощные котельные (ТЭЦ) или атомные реакторы. Стоимость тепла - 40-50% от стоимости опреснения дистилляций.

       В лучших опреснительных установках необходимо не менее 1 т. у. т. для получения 80-100 м³ пресной воды. Так что для получения, например 10 км³ пресной воды требуется не менее 100 млн. т. у. т., и, чтобы увеличить потребление пресной воды на 1000 км³ за счет опреснения, потребуется, по крайней мере 10 млрд. т. у. т., т. е. удвоить современное потребление энергии, что является недопустимым с точки зрения возможного воздействия на климат.

       Обращает на себя внимание высокая стоимость эксплуатационных расходов при использовании обратноосмотических и электродиализных (мембранных) методов. В этой связи уровень предварительной очистки становится одним из доминирующих аспектов данных методов опреснения, а стоимость предподготовки иногда существенно выше самих установок. Американская ассоциация мембранных технологий подсчитала, что стоимость существующих традиционных технологий получения воды составляет 0,9 до 2,5 долларов за тысячу галлонов воды, стоимость технологий по опреснению солоноватой воды колеблется от 1,5 до 3 долларов, а морской воды – от 3 до 8 долларов за аналогичный объём.

 

По словам председателя Института исследований, в области развития и безопасности окружающей среды Тихоокеанского региона Петра Глейка, мембраны обратного осмоса способны удалить только 50% бора, входящего в химический состав морской воды. Для обратного осмоса и для электродиализа наиболее опасными являются соли жёсткости, в особенности кальциевая жесткость. Для морской (океанической) воды с общей жёсткостью до 140 мг-экв/кг эффективных методов снижения жёсткости не существует вообще.

Именно на основании краткого обзора основных технологических решений по опреснению воды сложилась эта формулировка: "Себестоимость получения воды с помощью вихревого влаго конденсатора примерно сопоставима с методом опреснения (с допущением того, что наша Себестоимость может быть выше чем 1,75 долларов), но качество пресной воды - не сопоставимо, при этом это абсолютно экологически безопасная технология."

 

Предлагаемое решение VGS.

 

Созданная технология атмосферной без ресурсной (возобновляемого сырья) влаги конденсации VGS создает новое измерение рынка пресной воды. Впервые возникает возможность получать воду из практически неограниченного ресурсного (возобновляемого) источника - атмосферы Земли.

 

Атмосферный без ресурсный влаго конденсатор представляет собой технологическое устройство способное извлекать воздух непосредственно из атмосферы. При этом производительность такой технологии составляет от 10 литров (ведро) до 500 тонн (десяток ж.д. цистерн) пресной воды в сутки в зависимости от потребности в пресной воде. Технология построена на новых эффектах газодинамики и не имеет мировых аналогов.

 

Главное преимущество данной технологии является ее практическая автономность, независимость от исходных источников сырья и весьма ограниченные энергозатраты в сравнении с существующими технологиями. При добавлении в структуру комплекса оборудования для минерализации воды можно получить станции обеспечения питьевой водой. Атмосферные влаго конденсаторы можно объединять в специализированные водные станции, способные обеспечить пресной водой любых потребителей через специальные накопительные резервуары.

 

Вихревой кондиционер-влаго конденсатор – два в одном, который одновременно решает две задачи:

 

1. Получение пресной воды из атмосферного воздуха

2. Подача охлажденного (нагретого) воздуха в жилое помещение

 

Данная технология более 10-ти лет разрабатывалась группой русских учёных под руководством Андрея Ченцова. В настоящее время получены результаты разработок, которые позволили создать управляемый смерч (торнадо) в замкнутом пространстве, что в свою очередь позволяет разложить любую газовую смесь на составляющие молекулярного уровня.

По эффективности и экономическим показателям данная технология в разы обгоняет лучшие существующие в мире разработки в данной области.

Себестоимость получения воды с помощью вихревого влаго конденсатора примерно сопоставима с методом опреснения, но качество пресной воды - не сопоставимо, при этом это абсолютно экологически безопасная технология.

 

Краткое научное обоснование

 

Существуют два основных способа получения воды из воздуха:

 

● конденсация на холодной поверхности

● поглощения сорбентами, жидкими (абсорбенты)

● поглощения сорбентами, твердые (адсорбенты).

 

В средних широтах атмосферная влага возвращается на землю в виде дождя и снега, конденсируясь в облачных структурах. В тропиках воздушные вертикальные потоки направлены вниз, что приводит к неблагоприятным условиям для конденсации влаги на высоте 1,5-3 км.

 

Для получения значительного количества конденсата необходимо выполнение двух условий: температура должна быть ниже точки росы и наличие центров конденсации. Это следует из формулы В. Томсона (лорда Кельвина) для критического радиуса капли R_к: R_к=2œV₁/V₂(P - P_п),

 

Как отмечалось выше, - туманы, как правило, не образуются при 100%-ной влажности, так как для их образования необходимы центры конденсации. Наиболее интересными системами, которые не требуют расходования энергии на производство влаги, были феодосийские сооружения, которые, к сожалению, в настоящее время разобраны. В г. Феодосия в России до 80-х годов прошлого века не было водоснабжения из одного какого-либо мощного источника, но в довольно большом количестве имелись "фонтаны". Вода к ним была подведена самотеком по гончарным трубам в направлении с окружающих город гор, на которых никаких признаков источников или каких-либо сооружений для водопровода не было. Дело в том, что конденсат собирался со скалы, на которой были установлены специальные щебневые кучи.

 

Как всегда, подсказку даёт сама Природа. Физическое явление, заложенное в принцип действия разработанной технологии известно, – это смерч.

 

Смерч (синонимы – торнадо, тромб, мезо-ураган) – это очень сильный вращающийся вихрь с размерами по горизонтали менее 50 км и по вертикали менее 10 км, обладающий ураганными скоростями ветра более 33 м/с. Энергия типичного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с, по оценкам С.А. Арсеньева, А.Ю. Губаря и В.Н. Николаевского, равна энергии эталонной атомной бомбы в 20 килотонн тротила, подобной первой атомной бомбе, взорванной США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945 г.