ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ

ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ — способ обработки высокоминерализованной воды с целью снижения или полного удаления растворенных в ней солей.

Недостаток пресной воды уже сейчас ощущается во многих странах мира. В СССР недостаток пресной воды ощущается на территории Туркмении, Казахстана, Узбекистана, Азербайджана, в ряде р-нов Северного Кавказа, Украины, Западной и Южной Сибири, Урала, Поволжья, где он в значительной мере может быть покрыт за счет опреснения имеющихся в этих р-нах значительных ресурсов высокоминерализованных подземных или морских вод.

О. в. осуществляется либо путем отделения собственно молекул воды, либо удалением ионов солей из р-ра. Исходя из этих особенностей, методы опреснения делятся на две группы: с изменением и без изменения агрегатного (фазового) состояния воды. К первой группе относятся термическое опреснение (дистилляция) и процессы с использованием холода (вымораживание), ко второй — химические, мембранные, экстракционные и адсорбционные, а также биол, методы.

Наиболее распространенными методами О. в. являются дистилляция, вымораживание, электродиализ, обратный осмос и ионный обмен.

Метод дистилляции (см.) основан на том, что при нагревании воды молекулы ее за счет теплового и колебательного движения приобретают энергию, достаточную для преодоления сил межмолекулярного притяжения, и образующийся пар при последующей конденсации дает опресненную воду. По характеру кипения и конструктивным особенностям различают опреснители кипящие, адиабатные (низкотемпературное кипение в вакууме), тонкопленочные, гигроскопические, гидрофобные и термодиффузионные. Применение дистилляции наиболее экономично при опреснении соленых (морских) вод для получения значительного количества пресной воды.

Опреснение методом вымораживания (естественного и искусственного) основано на использовании разницы температур замерзания пресной (0°) и солоноватых вод с минерализацией до 10 г/л (—1,6°). Метод естественного вымораживания используется в р-нах с холодным климатом. Искусственное вымораживание предусматривает охлаждение воды внесением гидрофобного хладоагента (бутанов, фреонов) непосредственно в опресняемую воду, испарение охлажденной воды в вакууме, использование в качестве хладоагента воды с более низкой температурой. Теоретические расчеты показывают, что метод вымораживания может быть одним из наиболее экономически выгодных. Однако технол, трудности, большая металлоемкость опреснителей и большой расход опресненной воды в технологическом процессе такого опреснения задерживают промышленное внедрение этого метода.

Метод электродиализа (электрохимический) основан на переносе ионов растворенных в воде солей в электрическом поле между электродами, погруженными в опресняемую воду; при этом катионы движутся к катоду, а анионы к аноду. Для предотвращения обратной реакции вблизи электродов устанавливают катио-но- и анионоселективные мембраны, к-рые не пропускают противоположно заряженные ионы. Метод электродиализа наиболее целесообразен для опреснения солоноватых вод (с минерализацией до 10 г/л).

Метод обратного осмоса основан на создании в системе с пористыми синтетическими мембранами давления, превышающего осмотическое; при этом происходит фильтрование молекул воды через мембраны и задержка солей.

Метод ионного обмена основан на последовательном фильтровании воды через фильтры, загруженные ка-тионо- и анионообменными смолами — ионитами (см.). Процесс опреснения проходит в две последовательные стадии: удаление катионов и анионов. Метод наиболее перспективен для опреснения маломинерализованных вод (с минерализацией до 2,5 г/л).

В зависимости от метода опреснения устанавливаются конкретные гиг. условия применения и режимов эксплуатации опреснительных установок, включающие методы предварительной подготовки исходной воды, дополнительной ее очистки, коррекции солевого состава, обеззараживания и кондиционирования опресненной воды, а также условия применения конструктивных и технол, материалов и реагентов.

Вода, получаемая различными методами опреснения, должна соответствовать действующему государственному стандарту на питьевую воду (см. Вода, санитарно-гигиенические требования), а также быть физиологически полноценной. Употребление для питьевых целей чистого дистиллята неблагоприятно отражается на состоянии жел.-киш. тракта и водно-солевого обмена человека. Согласно «Методическим указаниям по гигиеническому контролю за проектированием, строительством и эксплуатацией групповых систем сельскохозяйственного водоснабжения» № 2058—79, утвержденным М3 СССР, приняты минимально необходимый уровень минерализации (100 мг/л) и оптимальные уровни минерализации опресненной питьевой воды хлоридно-суль-фатного (200—400 мг/л) и гидрокарбонатного (250—500 мг/л) классов. Регламентируется также минимальный уровень кальция (1,5 мг—же/л), максимально (6,5 мг — экв/л) и минимально (0,5 мг — экв/л) допустимые уровни щелочности, минимально необходимый уровень жесткости (1,5 мг — экв/л), максимально допустимая концентрация бора (0,5 мг/л) и брома (0,2 мг/л).

Библиография: Апельцин И. Э. и Клячко В. А. Опреснение воды, М., 1968; Рахманин Ю. А. и др. Экспериментальные и клинико-физиологические материалы к обоснованию нижних пределов минерализации опресненной питьевой воды, Гиг. и сан., № 7, с. 16, 1975; Сидоренко Г. И. и Рахманин Ю. А. Опреснение как гигиеническая проблема в СССР, там же, № 12, с. 14, 1977.

Г. И. Сидоренко.