Жизнь может преподносить немало сюрпризов. И не всегда приятных. Надеемся, вам не придётся застрять на необитаемом острове или посреди африканской пустыни без доступа к питьевой воде. Но, всё же, советуем узнать, как опреснить морскую воду с помощью подручных средств. Вдруг пригодится?
Метод, описанный ниже, пользуется большой популярностью среди поклонников лайфхаков для выживания. И не зря: процесс прост, требует не так много «инвентаря» и относительно немного времени. Если начать процесс дистилляции на рассвете, уже к полудню морская вода станет пригодной для питья.
Чтобы опреснить морскую воду и сделать её питьевой, вам понадобятся:
1. Ведро, миска или кастрюля;
2. Тёмная ёмкость (чёрный цвет эффективнее притягивает солнечное тепло и нагревается);
3. Стакан или пластиковая бутылка без горла;
4. Плёнка, полиэтиленовый пакет или крышка;
5. Солнечный свет
Шаг 1
В большую миску или ведро поместите тёмную ёмкость.
Шаг 2
В середину конструкции поставьте стакан или пластиковую бутылку со срезанным горлом.
Шаг 3
Чёрную ёмкость наполните морской водой. Следите, чтобы она не попала в стакан посередине.
Шаг 4
Накройте всю конструкцию плёнкой или плотной крышкой. Герметичность – наше всё. Если используете плёнку, по центру, прямо над стаканом для опреснённой воды, положите камень или другой грузик.
Шаг 5
Оставляйте ваш дистилляционный аппарат на солнце и ждите. За 8-10 часов под плёнкой в условиях искусственной «жары» морская вода будет испаряться, превращаться в конденсат и в виде пресных «осадков» выпадать прямо в стакан.
Главная проблема любого потерпевшего кораблекрушение — нехватка питьевой воды. Серьёзно, райские острова, с обильными фруктами и чистыми источниками — скорее исключение из правил. Чаще всего приходится выживать на куда менее приспособленных для жизни территориях. И если можно отложить на потом, то проблема добычи воды встаёт сразу и весьма резко.
На самом деле, вариантов достаточно. Можно собирать , можно постараться раскопать на песчаном берегу «колодец», в котором вода, будучи пропущенной через метры песка, окажется вполне питьевой. А можно призвать себе на помощь школьные познания физики и соорудить простейший опреснитель морской воды .
Итак. Для опреснения воды вам понадобятся:
- пластиковая бутылка
- большая светлая ёмкость
- небольшая тёмная ёмкость
- полиэтиленовая плёнка
Дальше всё просто. Закапываем большую ёмкость в землю до краёв, в неё помещаем среднюю тёмную посудину, заполненную морской водой. А в неё помещаем стакан, либо обрезанную пластиковую бутылку, причём всячески стараемся, чтобы солёная вода туда не попадала. Всю эту конструкцию оставляем на солнцепёке, герметично прикрыв плёнкой. Также рекомендуется положить небольшой груз непосредственно на плёнку над стаканом — это предоставит воде возможность стекать туда. И, собственно, всё. Через 8 часов у вас как раз и наберётся стакан миллилитров на 200, в среднем.
Принцип работы прост: под действием солнечных лучей темный материал нагревается, испарение воды усиливается. Полиэтиленовая плёнка не выпускает водяные пары наружу, а стенки большой ёмкости обеспечивают перепад температур, необходимый для конденсации.
Собственно, рецепт может меняться. Некоторые, например, советуют не использовать большую ёмкость, а просто выкапывать в песке яму и именно там размещать тёмную посудину. Другие предпочитают использовать непрозрачный полиэтилен. Короче, варианты есть.
В любом случае, для эффективного опреснения воды одной такой конструкции будет реально мало. А вот штук пять-шесть уже вполне смогут обеспечить вас дневной нормой, ещё и освободят время для более полезных дел. Основная проблема заключается в том, что что потерпевший кораблекрушение часто не располагает вообще никаким имуществом, поэтому о кастрюлях речь не идёт вообще. В таком случае, рецепт преображается и упрощается.
Благодаря загрязнению мирового океана, на побережье практически любых островов можно найти пластиковые бутылки и старые пакеты. Грязные, мятые, местами дырявые, но это лучше, чем ничего. Поэтому копаем яму, кидаем на дно ветки и листья, смоченные морской водой, в цент помещаем обрезанную пластиковую бутылку. Сверху — полиэтилен в несколько слоёв. Периодически воду придётся доливать.
Теоретически, полиэтилен можно заменить широкими листьями, но эта замена ещё сильнее снижает эффективность процесса опреснения воды . Короче, тут уж на высокую результативность рассчитывать не придётся. Но и это лучше, чем ничего.
Моряки и кораблестроители первыми задумались о том, как опреснять воду морей и океанов. Ведь для мореходов пресная вода — самый ценный груз на борту. Можно уцелеть во время шторма, вынести тяжкий зной тропиков, пережить разлуку с землей, месяцами есть солонину и сухари. Но как обойтись без воды? И в трюмы загружали сотни бочек обычной пресной воды. Парадокс! Ведь за бортом бездна воды. Да, воды, но соленой, и до такой степени, что она в 50-70 раз солонее, чем пригодная для питья вода. Естественно поэтому, что идея опреснения воды стара как мир.
Еще древнегреческий ученый и философ Аристотель (384-322 до н.э.) писал: «Испаряясь, соленая вода образует пресную…» Первый зафиксированный в письменных источниках опыт искусственного опреснения воды относится к IV веку до н.э.
Легенда гласит, что святой Василий, потерпевший кораблекрушение и оставшийся без воды, понял, как спасти себя и своих товарищей. Он кипятил морскую воду, пропитывал её паром морские губки, выжимал их и получал пресную воду… С тех пор прошли века и люди научились создавать опреснительные установки. История опреснения воды в России началась в 1881 году. Тогда в крепости на берегу Каспийского моря, близ нынешнего Красноводска, был построен опреснитель для снабжения гарнизона пресной воды. Он производил 30 квадратных метров пресной воды в сутки. Это очень мало! А уже в 1967 году там была создана установка, которая давала 1200 квадратных метров воды в сутки. Сейчас на территории России действует более 30 опреснителей, их суммарная производительность — 300000 квадратных метров пресной воды в сутки.
Первые большие заводы по производству пресной воды из морской появились, конечно же, в пустынных районах мира. Точнее — в Кувейте, на берегу Персидского залива. Здесь находится одно из самых крупных нефтегазоносных месторождений мира. С начала 1950-х годов в Кувейте построено несколько предприятий по опреснению морской воды. Мощная перегонная установка в комплексе с тепловой электростанцией работает на острове Аруба в Карибском море. Сейчас опресненную воду уже используют в Алжире, Ливии, на Бермудских и Багамских островах, в некоторых районах США. Есть установка по опреснению морской воды и в Казахстан на полуострове Мангышлак. Здесь, в пустыне, в 1967 году вырос рукотворный оазис — город Шевченко. В числе его главных достопримечательностей не только всемирно известная мощная атомная электростанция, крупный опреснитель морской воды, но и тщательно продуманная система водоснабжения. В городе проложены три водопроводные линии. По одной идет высококачественная пресная питьевая вода, по второй — чуть солоноватая, ею можно мыться и поливать растения, по третьей — обычная морская вода, используемая для технических нужд, в том числе для канализации.
Установка для опреснения воды на атомной электростанции города Шевченко (1982 год).
В городе живет более 120 тысяч человек, и на каждого приходится воды ничуть не меньше, чем на москвичей или киевлян. Хватает воды и растениям. А напоить их — дело не такое уж простое: взрослое дерево выпивает 5-10 л в час. Но тем не менее на каждого жителя здесь приходится 45 квадратных метров площади, занятой зелёными насаждениями. Это больше почти в 1,5 раза, чем в Москве, в 2 раза — чем в славящейся парками Вене, примерно в 5 раз — чем в Нью-Йорке и Лондоне, в 8 раз — чем в Париже.
На сегодняшний день в мире все более актуальной становится проблема с питьевой водой – её достаточно мало. Африка, к примеру, обеспечена этим ресурсом всего на 30 процентов от необходимого количества.
Другими странами на этот материк осуществляется доставка питьевой воды по возможности, но этого все равно не хватает. Именно такая ситуация натолкнула ученых на размышления о том, возможно ли из морской воды сделать питьевую? На самом деле, возможно, даже в домашних условиях, хотя это и долгий процесс. При этом потребуется перегонный куб или же самогонный аппарат. В данном случае используется закон физики, согласно которому соли не могут полностью растворяться в воде. То есть, после испарения минералы остаются на дне.
Прогонка морской воды
Прогнав морскую воду через самогонный аппарат, предварительно вскипятив её, получится готовая к употреблению питьевая вода с минимальным количеством примесей. По своему составу она больше похожа на дистиллированную воду, которая не проводит электричество. Поэтому и напиться ею довольно сложно. Но в аптеках продаются так называемые «обогатители», добавив всего несколько их капель можно получить ту воду, которая и необходима человеческому организму. Так что, в общей сложности, производство питьевой воды из морской стоит чуть дороже, чем производство минералки.
Как из морской воды сделать питьевую в природных условиях?
Морскую воду превратить в питьевую несложно, если создать своего рода самогонный аппарат из подручных средств. Для этого потребуется ямка, которая изнутри укутана пленкой, несколько крупных камней и сено. Вода, залитая в ямку, закрывается сеном. Сверху кладутся камни, которые также накрываются пленкой. После того, как вода нагреется – она начнет испаряться, а когда станет прохладно - конденсируется на камнях. Конечно же, воды будет очень мало, но достаточно для того, чтобы хотя бы утолить жажду.
Одной важнейших проблем современного мира является дефицит питьевой воды. Вопрос ее недостачи актуален практически для всех стран и континентов. Суть задачи состоит не в добыче или доставке пресной воды, а ее производстве из соленой (https://reactor.space/government/desalination/) .
Актуальность проблемы
Если вода содержит в себе до одного грамма соли на литр, она уже пригодна для употребления в ограниченном количестве. Однако если этот показатель приближается к соотношению десять грамм на один литр, такую жидкость уже нельзя пить. Есть также ряд ограничений для питьевой воды относительно содержания в ней микроорганизмов и органических компонентов. Таким образом получение чистой жидкости представляет собой довольно сложный многоуровневый процесс.
Наиболее популярный способ получения питьевой воды — опреснение. Причем этот метод актуален не только для регионов с засушливым климатом, но и для Европы и Америки. Получение пресной воды из соленой — это лучший способ решения проблемы.
Разнообразные залежи жидкости с большим содержанием соли можно найти практически в любом регионе планеты. В них отсутствуют условия для размножения микроорганизмов. Рассолы залегают на относительно большой глубине, что исключает возникновение внешнего загрязнения опасными химическими элементами. Получать пресную воду также можно из морской. В этой статье мы рассмотрим наиболее популярные способы решения этой задачи.
Дистилляция воды кипячением
Данная методика применялась еще в древности. В наше время используют несколько вариантов дистилляции. Суть состоит в том, чтобы довести жидкость до кипения, и сконденсировать пар. В результате получается опресненная вода.
Для производства жидкости в значительном объеме используют две популярные технологии. Одна из них называется многоколонной дистилляцией. Суть технологии заключается в доведения жидкости до состояния кипения в первой колонне. Образовавшийся пар применяют для передачи тепла остальным колоннам. Данная методика результативная. С ее помощью можно получать пресную воду в промышленных масштабах. Однако эта технология очень энергозатратная. Поэтому в наше время ее используют довольно редко.
Дистилляция мгновенным вскипанием признана более результативной. Суть технологии заключается в испарении соленой жидкости в специальных камерах. В них показатель давления постепенно снижают. Соответственно для получения водяного пара нужен меньший показатель температуры. Именно поэтому данная технология является более эффективной.
Есть еще две методики дистилляции: мембранная и компрессионная. Они возникли вследствие модернизации первых двух технологий. Мембранная дистилляция основана на применении мембраны гидрофобного типа, выполняющей функцию охлаждающего змеевика. Она удерживает воду, пропуская при этом пар. Компрессионная дистилляция основана на использовании в первой колонне сжатого (перегретого) пара.
Все перечисленные технологии имеют один и тот же недостаток. Они слишком энергозатратные. Для нагрева жидкости от нуля до ста градусов нужно затратить четыреста двадцать килоджоулей. А чтобы изменить состояние воды из жидкого в газообразное уже потребуется две тысячи двести шестьдесят килоджоулей. Оборудование, работающее по принципу рассмотренных технологий, расходует от трех с половиной и более киловатт в час на один кубический метр получаемой опресненной жидкости.
Дистилляция солнцем
В южных странах для осуществления процесса дистилляции используют солнечную энергию. Это позволяет существенно снизить издержки на опреснение соленой воды. Для выполнения процесса дистилляции можно использовать солнечные батареи или непосредственно тепловую энергию Солнца. Наиболее простой в техническом плане является технология на основе испарителей. Последние представляют собой специальные призмы, сделанные из стекла или пластика, в которые наливают соленую жидкость.
В результате солнечная энергия повышает температуру воды. Жидкость начинает испаряться и выпадает в виде конденсата на стенках. Появляющиеся из пара капли стекают в специальные приемники. Как вы видите, технология очень простая. Из ее минусов стоит выделить низкий показатель КПД. Он не превышает пятидесяти процентов. Поэтому эту технологию используют лишь в бедных регионах. С ее помощью можно обеспечить пресной водой в лучшем случае небольшой поселок.
Многие инженеры продолжают вести работу по модернизации рассмотренной технологии. Их главная цель состоит в увеличении отдачи подобных систем. К примеру, применение капиллярных пленок позволяет существенно улучшить результативность солнечных дистилляторов.
Отметим, что системы работающие за счет альтернативных источников энергии не являются основным инструментом в деле получения пресной воды. Хотя, их применение не требует существенных затрат на выполнения процесса дистилляции.
Чтобы удалить из жидкости соли можно применять и другие технические решения. Довольно популярным способом очистки воды является электродиализ. Для реализации метода применяют пару мембран. Одна из них необходима для пропуска катионов, а вторая используется исключительно для анионов. Частицы распределяются по мембранам под воздействием постоянного тока. Подобное решение часто реализуют совместно с солнечными и ветровыми генераторами.
Обратный осмос
Технологии опреснения воды постоянно совершенствуются. В наши дни все большую популярность получают методики, основанные на обратном осмосе. Суть заключается в применении полупроницаемой мембраны. Сквозь нее проходит соленая жидкость. В результате частицы солевых примесей остаются со стороны, где показатель давления избыточный.
Метод обратного осмоса является наиболее экономным. Особенно если его применять для опреснения воды с некритичным содержанием соли. В этом случае для получения одного кубометра воды может хватить одного киловатта-час энергии. Поэтому технология обратного осмоса считается наиболее перспективной.
Итоги
Каждый метод опреснения воды имеет свои особенности. Чтобы производить пресную воду в промышленном масштабе необходимо подбирать наиболее экономный и результативный вариант. Метод обратного осмоса на сегодняшний день является самым эффективным.