Життя може робити чимало сюрпризів. І не завжди приємні. Сподіваємося, вам не доведеться застрягти на безлюдному острові або посеред африканської пустелі без доступу до питної води. Але, все ж таки, радимо дізнатися, як опріснити морську воду за допомогою підручних засобів. Раптом знадобиться?
Метод, описаний нижче, має велику популярність серед шанувальників лайфхаків для виживання. І не дарма: процес простий, вимагає не так багато «інвентарю» і відносно небагато часу. Якщо розпочати процес дистиляції вдосвіта, вже до полудня морська вода стане придатною для пиття.
Щоб опріснити морську воду і зробити її питною, вам знадобляться:
1. Відро, миска або каструля;
2. Темна ємність (чорний колір ефективніше притягує сонячне тепло та нагрівається);
3. Склянка або пластикова пляшка без горла;
4. Плівка, поліетиленовий пакет чи кришка;
5. Сонячне світло
Крок 1
У велику миску або цебро помістіть темну ємність.
Крок 2
У середину конструкції поставте склянку або пластикову пляшку зі зрізаним горлом.
Крок 3
Чорну ємність заповніть морською водою. Слідкуйте, щоб вона не потрапила до склянки посередині.
Крок 4
Накрийте всю конструкцію плівкою чи щільною кришкою. Герметичність – наше все. Якщо ви використовуєте плівку, по центру, прямо над склянкою для опрісненої води, покладіть камінь або інший грузик.
Крок 5
Залишайте ваш дистиляційний апарат на сонці та чекайте. За 8-10 годин під плівкою в умовах штучної «спеки» морська вода випаровуватиметься, перетворюватиметься на конденсат і у вигляді прісних «опадів» випадатиме прямо в склянку.
Головна проблема будь-якого потерпілого аварію корабля — брак питної води. Серйозно, райські острови, з багатими фруктами та чистими джерелами — скоріше виняток із правил. Найчастіше доводиться виживати на менш пристосованих для життя територіях. І якщо можна відкласти на потім, то проблема видобутку водивстає відразу і дуже різко.
Насправді варіантів достатньо. Можна збирати, можна постаратися розкопати на піщаному березі «колодязь», в якому вода, пропущена через метри піску, виявиться цілком питною. А можна закликати собі на допомогу шкільні пізнання фізики та спорудити найпростіший опріснювач морської води.
Отже. Для опріснення водивам знадобляться:
- пластикова пляшка
- велика світла ємність
- невелика темна ємність
- поліетиленова плівка
Далі все просто. Закопуємо велику ємність у землю до країв, до неї поміщаємо середній темний посуд, заповнений морською водою. А в неї поміщаємо склянку або обрізану пластикову пляшку, причому всіляко намагаємося, щоб солона вода туди не потрапляла. Всю цю конструкцію залишаємо на сонці, герметично прикривши плівкою. Також рекомендується покласти невеликий вантаж безпосередньо на плівку над склянкою - це дасть можливість воді стікати туди. І, власне, все. Через 8 годин у вас якраз і набереться склянка мілілітрів на 200, у середньому.
Принцип роботи простий: під дією сонячного проміння темний матеріал нагрівається, випаровування води посилюється. Поліетиленова плівка не випускає водяну пару назовні, а стінки великої ємності забезпечують перепад температур, необхідний для конденсації.
Власне, рецепт може змінюватись. Деякі, наприклад, радять не використовувати велику ємність, а просто викопувати в піску яму і саме там розміщувати темний посуд. Інші вважають за краще використовувати непрозорий поліетилен. Коротше, варіанти є.
У будь-якому випадку, для ефективного опріснення водиоднієї такої конструкції буде реально мало. А ось штук п'ять-шість вже цілком зможуть забезпечити вас денною нормою, ще й звільнять час для корисніших справ. Основна проблема полягає в тому, що потерпілий аварію корабля часто не має взагалі ніякого майна, тому про каструлі мова не йде взагалі. У такому разі рецепт перетворюється і спрощується.
Завдяки забруднення світового океану, на узбережжі практично будь-яких островів можна знайти пластикові пляшки та старі пакети. Брудні, м'яті, місцями діркаві, але це краще, ніж нічого. Тому копаємо яму, кидаємо на дно гілки та листя, змочені морською водою, у цент поміщаємо обрізану пластикову пляшку. Зверху - поліетилен у кілька шарів. Періодично воду доведеться доливати.
Теоретично, поліетилен можна замінити широким листям, але ця заміна ще сильніше знижує ефективність процесу опріснення води. Коротше, тут на високу результативність розраховувати не доведеться. Але й це краще ніж нічого.
Моряки та кораблебудівники першими задумалися про те, як опрісняти воду морів та океанів. Адже для мореплавців прісна вода — найцінніший вантаж на борту. Можна вціліти під час шторму, винести тяжку спеку тропіків, пережити розлуку із землею, місяцями є солонину та сухарі. Але як обійтись без води? І в трюми завантажували сотні бочок звичайної прісної води. Парадокс! Адже за бортом безодня води. Так, води, але солоної, і настільки, що вона в 50-70 разів солоніша, ніж придатна для пиття вода. Природно тому, що ідея опріснення води стара як світ.
Ще давньогрецький вчений і філософ Аристотель (384-322 до н.е.) писав: «Випаровуючись, солона вода утворює прісну…» Перший зафіксований у писемних джерелах досвід штучного опріснення води відноситься до IV століття до н.е.
Легенда свідчить, що святий Василь, який зазнав корабля і залишився без води, зрозумів, як врятувати себе і своїх товаришів. Він кип'ятив морську воду, просочував її парою морські губки, вичавлював їх і отримував прісну воду... З того часу минули століття і люди навчилися створювати опріснювальні установки. Історія опріснення води у Росії почалася 1881 року. Тоді у фортеці на березі Каспійського моря, поблизу нинішнього Красноводська, було збудовано опріснювач для постачання гарнізону прісної води. Він виробляв 30 квадратних метрів прісної води на добу. Це дуже мало! А вже 1967 року там було створено установку, яка давала 1200 квадратних метрів води на добу. Зараз на території Росії діє понад 30 опріснювачів, їхня сумарна продуктивність — 300000 квадратних метрів прісної води на добу.
Перші великі заводи з виробництва прісної води з морської з'явилися, звичайно ж, у пустельних районах світу. Точніше – у Кувейті, на березі Перської затоки. Тут знаходиться одне з найбільших нафтогазоносних родовищ світу. З початку 1950-х років у Кувейті збудовано кілька підприємств із опріснення морської води. Потужна перегінна установка у комплексі з тепловою електростанцією працює на острові Аруба у Карибському морі. Наразі опріснену воду вже використовують в Алжирі, Лівії, на Бермудських та Багамських островах, у деяких районах США. Існує установка з опріснення морської води і в Казахстан на півострові Мангишлак. Тут, у пустелі, 1967 року виріс рукотворний оазис — місто Шевченка. Серед його головних пам'яток не тільки всесвітньо відома потужна атомна електростанція, великий опріснювач морської води, а й ретельно продумана система водопостачання. У місті прокладено три водопровідні лінії. По одній йде високоякісна прісна питна вода, по другій — трохи солонувата, нею можна митися і поливати рослини, по третій — звичайна морська вода, яка використовується для технічних потреб, у тому числі для каналізації.
Установка для опріснення води на атомній електростанції Шевченка (1982 рік).
У місті живе понад 120 тисяч людей, і на кожного доводиться води анітрохи не менше, ніж на москвичів чи киян. Вистачає води та рослин. А напоїти їх — справа не така проста: доросле дерево випиває 5-10 л на годину. Але на кожного жителя тут припадає 45 квадратних метрів площі, зайнятої зеленими насадженнями. Це більше майже в 1,5 рази, ніж у Москві, в 2 рази — ніж у Відні, що славиться парками, приблизно в 5 разів — ніж у Нью-Йорку та Лондоні, у 8 разів — ніж у Парижі.
На сьогоднішній день у світі дедалі актуальнішою стає проблема з питною водою – її досить мало. Африка, наприклад, забезпечена цим ресурсом лише на 30 відсотків необхідної кількості.
Іншими країнами цей материк здійснюєтьсядоставка питної водипо можливості, але цього все одно не вистачає. Саме така ситуація наштовхнула вчених на роздуми про те, чи можна з морської води зробити питну? Насправді, можливо, навіть у домашніх умовах, хоч це і довгий процес. При цьому буде потрібно перегінний куб або самогонний апарат. У разі використовується закон фізики, за яким солі що неспроможні повністю розчинятися у питній воді. Тобто після випаровування мінерали залишаються на дні.
Прогін морської води
Прогнавши морську воду через самогонний апарат, попередньо закип'ятивши її, вийде готова до вживання питна вода з мінімальною кількістю домішок. За своїм складом вона більше нагадує дистильовану воду, яка не проводить електрику. Тому напитися нею досить складно. Але в аптеках продаються так звані «збагачувачі», додавши лише кілька їхніх крапель можна отримати ту воду, яка й потрібна людському організму. Отже, загалом виробництво питної води з морської коштує трохи дорожче, ніж виробництво мінералки.
Як із морської води зробити питну в природних умовах?
Морську воду перетворити на питну нескладно, якщо створити свого роду самогонний апарат із підручних засобів. Для цього знадобиться ямка, яка зсередини закутана плівкою, кілька великих каменів та сіно. Вода, залита у ямку, закривається сіном. Зверху кладуться каміння, яке також накривається плівкою. Після того, як вода нагріється – вона почне випаровуватись, а коли стане прохолодно – конденсується на камінні. Звичайно ж, води буде дуже мало, але достатньо для того, щоб хоча б вгамувати спрагу.
Однією з найважливіших проблем сучасного світу є дефіцит питної води. Питання її недостачі актуальне практично всім країн і континентів. Суть завдання полягає не у видобутку чи доставці прісної води, а її виробництві із солоної (https://reactor.space/government/desalination/).
Актуальність проблеми
Якщо вода містить у собі до 1 грам солі на літр, вона вже придатна для вживання в обмеженій кількості. Однак якщо цей показник наближається до співвідношення десять грамів на один літр, таку рідину вже не можна пити. Є також низка обмежень для питної води щодо вмісту в ній мікроорганізмів та органічних компонентів. Таким чином отримання чистої рідини є досить складним багаторівневим процесом.
Найбільш популярний спосіб отримання питної води – опріснення. Причому цей метод актуальний не лише для регіонів із посушливим кліматом, а й для Європи та Америки. Отримання прісної води із солоною — це найкращий спосіб вирішення проблеми.
Різноманітні поклади рідини з великим вмістом солі можна знайти практично у будь-якому регіоні планети. Вони відсутні умови для розмноження мікроорганізмів. Розсоли залягають на відносно велику глибину, що виключає виникнення зовнішнього забруднення небезпечними хімічними елементами. Отримувати прісну воду також можна із морської. У цій статті ми розглянемо найпопулярніші способи вирішення цього завдання.
Дистиляція води кип'ятінням
Ця методика застосовувалася ще в давнину. Нині використовують кілька варіантів дистиляції. Суть полягає в тому, щоб довести рідину до кипіння і сконденсувати пару. В результаті виходить опріснена вода.
Для виробництва рідини у значному обсязі використовують дві найпопулярніші технології. Одна з них називається багатоколонною дистиляцією. Суть технології полягає у доведенні рідини до стану кипіння в першій колоні. Пар, що утворився, застосовують для передачі тепла іншим колонам. Ця методика результативна. З її допомогою можна отримувати прісну воду у промислових масштабах. Однак ця технологія дуже енерговитратна. Тому нашого часу її використовують досить рідко.
Дистиляція миттєвим закипанням визнана результативнішою. Суть технології полягає у випаровуванні солоної рідини у спеціальних камерах. Вони показник тиску поступово знижують. Відповідно для отримання водяної пари потрібен менший показник температури. Саме тому ця технологія є більш ефективною.
Є ще дві методики дистиляції: мембранна та компресійна. Вони виникли внаслідок модернізації перших двох технологій. Мембранна дистиляція заснована на застосуванні мембрани гідрофобного типу, що виконує функцію охолоджуючого змійовика. Вона утримує воду, пропускаючи при цьому пару. Компресійна дистиляція заснована на використанні в першій колоні стисненої (перегрітої) пари.
Всі перелічені технології мають один і той же недолік. Вони надто енерговитратні. Для нагрівання рідини від нуля до ста градусів потрібно витратити чотириста двадцять кілоджів. А щоб змінити стан води з рідкого в газоподібне вже знадобиться дві тисячі двісті шістдесят кілоджів. Обладнання, що працює за принципом розглянутих технологій, витрачає від трьох з половиною і більше кіловат на годину на один кубічний метр опрісненої рідини, що отримується.
Дистиляція сонцем
У південних країнах для здійснення процесу дистиляції використовують сонячну енергію. Це дозволяє значно знизити витрати на опріснення солоної води. Для виконання процесу дистиляції можна використовувати сонячні батареї або теплову енергію Сонця. Найпростішим у технічному плані є технологія на основі випарників. Останні являють собою спеціальні призми, виготовлені зі скла або пластику, в які наливають солону рідину.
Через війну сонячна енергія підвищує температуру води. Рідина починає випаровуватись і випадає у вигляді конденсату на стінках. Краплі, що з'являються з пари, стікають у спеціальні приймачі. Як бачите, технологія дуже проста. З її мінусів варто виділити низький показник ККД. Він не перевищує п'ятдесят відсотків. Тому цю технологію використовують лише у бідних регіонах. З її допомогою можна забезпечити прісною водою в кращому разі невелике селище.
Багато інженерів продовжують працювати з модернізації розглянутої технології. Їхня головна мета полягає у збільшенні віддачі подібних систем. Наприклад, застосування капілярних плівок дозволяє значно покращити результативність сонячних дистиляторів.
Зазначимо, що системи, що працюють за рахунок альтернативних джерел енергії, не є основним інструментом у справі отримання прісної води. Хоча їх застосування не вимагає істотних витрат на виконання процесу дистиляції.
Щоб видалити з рідини солі, можна застосовувати й інші технічні рішення. Досить популярним способом очищення води є електродіаліз. Для реалізації методу застосовують пару мембран. Одна з них потрібна для пропуску катіонів, а друга використовується виключно для аніонів. Частинки розподіляються по мембран під впливом постійного струму. Подібне рішення часто реалізують разом із сонячними та вітровими генераторами.
Зворотний осмос
Технології опріснення води постійно вдосконалюються. У наші дні все більшої популярності набувають методики, засновані на зворотному осмосі. Суть полягає у застосуванні напівпроникної мембрани. Крізь неї проходить солона рідина. Через війну частки сольових домішок залишаються із боку, де показник тиску надлишковий.
Метод зворотного осмосу є найбільш економним. Особливо якщо його застосовувати для опріснення води з некритичним вмістом солі. В цьому випадку для отримання одного кубометра води може вистачити одного кіловат-годину енергії. Тому технологія зворотного осмосу вважається найперспективнішою.
Підсумки
Кожен спосіб опріснення води має свої особливості. Щоб виробляти прісну воду в промисловому масштабі, необхідно підбирати найбільш економний і результативний варіант. Метод зворотного осмосу на сьогоднішній день є найефективнішим.