Опреснение как спасение. Когда в Крыму питьевой станет морская вода

5 ноября 2020, 21:40
19128

Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock

<p>Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock</p>

В Российском химико-технологическом университете предложили свой вариант успешной и проверенной в жарких странах технологии.

Что происходит с водой в Крыму

Происходит то, что после известных событий в 2014 году полуострову перекрыли Северо-Крымский канал и люди остались без источника практически всей своей питьевой воды. И на сегодняшний день у них есть только несколько водохранилищ. А поскольку минувшее лето оказалось засушливым, эти водохранилища обмелели и стало совсем плохо. В Симферополе воду включают лишь на несколько часов утром и вечером. К примеру, в микрорайоне "Загородный" с 6 до 9 утра и с 6 до 9 вечера, а, скажем, в "Каменках" вообще только с 18 до 22. Для нормальной жизни городу нужно около 160 тысяч кубометров воды в сутки, и 60 тысяч сейчас катастрофически не хватает.

Что делать собираются?

Во-первых, бурить скважины. Глава Крыма Сергей Аксёнов в конце октября сообщил, что сейчас активно работают три и они дают 11 тысяч кубометров в сутки. Принято решение о бурении ещё трёх, и это удвоит объём получаемой воды. Кроме того, по словам главы региона, в районе Вилинского водозабора бурят ещё пять скважин на 15 тысяч кубов в сутки (в общей сложности). Однако, как признаёт он сам, использование подземных вод в таких объёмах "чревато последствиями".

Далее — есть план по очистке воды из реки Салгир, куда сливают канализационные стоки. Надо сказать, это будет весьма непростая задача: уровень загрязнения в реке примерно в 1000 раз выше предельно допустимых норм. Крымское правительство направило федеральным властям свою программу по строительству под Симферополем очистных сооружений.

И, наконец, совершенно уникальный для России проект — опреснение морской воды. Как рассказал Аксёнов в эфире "Крым 24", этот процесс планируется запустить в селе Фрунзе Сакского района. Ранее сообщалось, что местом строительства будущей станции станет село Николаевка.

Сначала будут ставиться опытные образцы — две установки по 20 тысяч кубических метров в сутки

Сергей Аксёнов

Глава Крыма

<p>Сначала будут ставиться опытные образцы — две установки по 20 тысяч кубических метров в сутки</p>
<p>Сначала будут ставиться опытные образцы — две установки по 20 тысяч кубических метров в сутки</p>

Ведущие российские университеты подключились к спасению полуострова и предложили свои варианты опреснительной станции. Одна из концепций разработана в Российском химико-технологическом университете. Там рассказали, что в любом случае будущий опреснитель должен работать по технологии обратного осмоса — она позволяет получать пресную воду при минимальных затратах электричества.

На данный момент энергопотребление для производства одного кубометра пресной воды по технологии обратного осмоса будет составлять для Черноморского побережья около двух киловатт на кубометр, в то время как другие альтернативные технологии, допустим установки мгновенного вскипания, будут тратить от 30 киловатт на кубометр и выше, то есть в 15–20 раз выше

Андрей Лойко

Научный сотрудник Мембранного центра РХТУ им. Д.И. Менделеева

<p>На данный момент энергопотребление для производства одного кубометра пресной воды по технологии обратного осмоса будет составлять для Черноморского побережья около двух киловатт на кубометр, в то время как другие альтернативные технологии, допустим установки мгновенного вскипания, будут тратить от 30 киловатт на кубометр и выше, то есть в 15–20 раз выше</p>
<p>На данный момент энергопотребление для производства одного кубометра пресной воды по технологии обратного осмоса будет составлять для Черноморского побережья около двух киловатт на кубометр, в то время как другие альтернативные технологии, допустим установки мгновенного вскипания, будут тратить от 30 киловатт на кубометр и выше, то есть в 15–20 раз выше</p>

Что такое обратный осмос

Для начала так: бывает, так скажем, естественный осмос. По сути, вроде диффузии. Имеется некая ёмкость, и она разделена на две половины специальной полупроницаемой мембраной. Это значит, что мембрана воду пропускает, а то, что в этой воде плавает, — нет. Кстати говоря, такая мембрана — изобретение самой природы: она есть, например, у куриного яйца прямо под скорлупой.

Так вот, с одной стороны мы наливаем слабый раствор, допустим, той же соли. А с другой стороны наливаем ядрёный рассол. И вот он, осмос: если не предпринимать никаких дополнительных усилий, вода из слабого раствора естественным образом понемногу будет переходить сквозь мембрану туда, где находится суровый концентрат, и этот концентрат будет разбавляться. Из рассола вода на ту сторону тоже уходит, но сравнительно мало, потому что огромное количество кристалликов соли не даёт ей пройти. То есть в результате мы через какое-то время получаем с обеих сторон раствор в одинаковой концентрации.

Но нам-то надо наоборот, чтобы из рассола вода активно шла на другую сторону, а соль оставалась на мембране. Для этого надо что-то сделать. А именно — создать давление с той стороны, где рассол. Примерно в 50–100 атмосфер. Это будет продавливать концентрат через мембрану. Поэтому процесс и называют обратным осмосом.

Как работает опреснительная станция

По обратноосмотическому принципу так: сначала морская вода собирается в специальный бак, а оттуда насосами закачивается, собственно, туда, где установлены мембраны и создано очень сильное давление.

Исходная вода, прежде чем поступить в аппарат обратного осмоса, должна пройти качественную очистку по коллоидным веществам. Это прежде всего фитопланктон, микроколлоиды органического и неорганического типа. И в дальнейшем после установки ультрафильтрации вода уже может поступать на обратноосмотическое опреснение

Андрей Лойко

Научный сотрудник Мембранного центра РХТУ им. Д.И. Менделеева

<p>Исходная вода, прежде чем поступить в аппарат обратного осмоса, должна пройти качественную очистку по коллоидным веществам. Это прежде всего фитопланктон, микроколлоиды органического и неорганического типа. И в дальнейшем после установки ультрафильтрации вода уже может поступать на обратноосмотическое опреснение</p>
<p>Исходная вода, прежде чем поступить в аппарат обратного осмоса, должна пройти качественную очистку по коллоидным веществам. Это прежде всего фитопланктон, микроколлоиды органического и неорганического типа. И в дальнейшем после установки ультрафильтрации вода уже может поступать на обратноосмотическое опреснение</p>

В РХТУ отметили, что их проект опреснительной станции предусматривает использование только отечественных мембран. По словам Андрея Лойко, они уже не первый год успешно используются везде, где нужен обратный осмос.

Институт принимал активное участие в разработке мембран для обратного осмоса. В 2013–2014 годах под эгидой Роснанотеха было запущено современное перспективное производство этих мембран. Завод находится в городе Владимире

Андрей Лойко

Научный сотрудник Мембранного центра РХТУ им. Д.И. Менделеева

<p>Институт принимал активное участие в разработке мембран для обратного осмоса. В 2013–2014 годах под эгидой Роснанотеха было запущено современное перспективное производство этих мембран. Завод находится в городе Владимире</p>
<p>Институт принимал активное участие в разработке мембран для обратного осмоса. В 2013–2014 годах под эгидой Роснанотеха было запущено современное перспективное производство этих мембран. Завод находится в городе Владимире</p>

Специалист подчеркнул, что вуз предлагает свою помощь и в решении важнейшего вопроса, куда девать рассол. Обычно его сливают в море подальше от берега — и он благополучно перемешивается с окружающей водой. Но не везде есть подходящая для этого скорость движения воды. Если он будет застаиваться, это может обернуться бедой для экологии.

Концентрированный рассол имеет существенно более высокую плотность. Естественно, при сбросе он будет опускаться на дно, и если конвективные потоки, перемешивающие общую массу, будут слабые, то с течением времени может получиться не очень хорошая ситуация

Андрей Лойко

Научный сотрудник Мембранного центра РХТУ им. Д.И. Менделеева

<p>Концентрированный рассол имеет существенно более высокую плотность. Естественно, при сбросе он будет опускаться на дно, и если конвективные потоки, перемешивающие общую массу, будут слабые, то с течением времени может получиться не очень хорошая ситуация</p>
<p>Концентрированный рассол имеет существенно более высокую плотность. Естественно, при сбросе он будет опускаться на дно, и если конвективные потоки, перемешивающие общую массу, будут слабые, то с течением времени может получиться не очень хорошая ситуация</p>

Где в мире опресняют морскую воду

Естественно, там, где очень жарко. Крупнейшие в мире комплексы находятся в Саудовской Аравии. Они производят более миллиона кубометров пресной воды в сутки. Чуть менее мощную станцию — на 909 тысяч кубов — строят сейчас в Объединённых Арабских Эмиратах. А в Израиле путём опреснения получают около половины всей питьевой воды.

А вот в казахстанском Актау (в прошлом Шевченко) на берегу Каспийского моря вообще нет природных источников питьевой воды — город построили в безводной пустыне, он живёт только на опреснении. Ещё в конце 60-х здесь появились первые "самовары" — испарительные установки: станция работала на технологии выпаривания.

Опреснители морской воды с испарительными установками в городе Шевченко (ныне Актау). Фото © Википедия

Опреснители морской воды с испарительными установками в городе Шевченко (ныне Актау). Фото © Википедия

Пар, идущий с ТЭЦ, использовали в качестве дистиллята и смешивали со слабоминерализованной артезианской водой. Получалась пригодная для питья вода. А с 1972 года станцию "подключили" к ядерному реактору БН-350. Так появился первый в мире атомный опреснитель. Он вырабатывал 120 тысяч кубов воды в сутки. Завод приготовления дистиллята в Актау существует и сейчас, только он работает уже не от атомной энергии, а от газовых ТЭС.

Когда построят в Крыму?

Как обещает глава Крыма, возведение опреснительной станции одновременно с прокладкой водовода займёт "ориентировочно один год и два месяца".

Если решения будут приняты в середине ноября, то ориентировочно мы ожидаем (в случае самого худшего варианта, что у нас вообще не будет осадков) вернуться к нормальному водоснабжению к концу 2021 года

Сергей Аксёнов

Глава Крыма

<p>Если решения будут приняты в середине ноября, то ориентировочно мы ожидаем (в случае самого худшего варианта, что у нас вообще не будет осадков) вернуться к нормальному водоснабжению к концу 2021 года</p>
<p>Если решения будут приняты в середине ноября, то ориентировочно мы ожидаем (в случае самого худшего варианта, что у нас вообще не будет осадков) вернуться к нормальному водоснабжению к концу 2021 года</p>

Между тем, по расчётам специалиста РХТУ, на строительство может понадобиться примерно 2,5 года.

Основное время будет потрачено на проектирование и прохождение всех необходимых экспертиз. На это уйдёт не меньше года, может быть, и полтора года. А после утверждения проекта строительство может быть достаточно стремительным, в течение года эта станция может быть построена

Андрей Лойко

Научный сотрудник Мембранного центра РХТУ им. Д.И. Менделеева

<p>Основное время будет потрачено на проектирование и прохождение всех необходимых экспертиз. На это уйдёт не меньше года, может быть, и полтора года. А после утверждения проекта строительство может быть достаточно стремительным, в течение года эта станция может быть построена</p>
<p>Основное время будет потрачено на проектирование и прохождение всех необходимых экспертиз. На это уйдёт не меньше года, может быть, и полтора года. А после утверждения проекта строительство может быть достаточно стремительным, в течение года эта станция может быть построена</p>

В РХТУ поведали, что удельные капитальные затраты на производство одной тонны пресной воды в час по технологии обратного осмоса составляют 15–20 тысяч долларов. Заявленная общая мощность двух будущих "пробных" опреснителей — 40 тысяч тонн в сутки (тонна и кубометр — одно и то же), значит, 1,6 тысячи тонн в час. Получается, что на их строительство понадобится минимум 25 миллионов долларов, это около двух миллиардов рублей. Ранее были названы более внушительные цифры: 20–30 миллиардов рублей на опреснитель только для нужд Симферополя. В любом случае, как заверили в химико-технологическом, это не слишком дорогостоящий проект, с учётом острейшей нехватки питьевой воды расходы быстро окупятся.

Авторы

Комментариев: 0

avatar
Для комментирования авторизуйтесь!
Layer 1