49. Опреснение воды обратным осмосом (гиперфильтрацией).

Явление осмоса ‒ это самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор. Понятие «обратный осмос» показывает обратимость естественного (прямого) осмоса.

Для очистки воды используются специальные полупроницаемые мембранные элементы. Они представляют собой специальную пленку их полимерного материала с перфорацией размером не больше 0,0001 микрометра. Под давлением молекулы H₂O проникают через мембрану и попадают в емкость для сбора фильтрата.

При этом большая часть веществ и соединений (в том числе ‒ растворенная морская соль) не может пройти сквозь поверхность мембраны. Таким образом, чистая вода и жидкость с примесями разделяются: очищенная попадает в емкость для дальнейшего использования, а концентрат отправляется на утилизацию или повторную очистку.

При выборе этого варианта следует учитывать одно обстоятельство: для действительно эффективной работы требуется предусмотреть систему предварительной очистки. Она включает в себя механические и угольные фильтры, а также дополнительные элементы для тонкой очистки. Такая многоступенчатая система фильтрации позволяет обеспечить на выходе максимально чистую пресную воду высокого качества, которая может применяться для любых хозяйственных целей.

Использование обратноосмотических установок для обессоливания воды имеет ряд преимуществ, которые и делают эту технологию все более популярной во всем мире.

• Высокая селективность. Системы обратного осмоса удаляют не менее 98 % от общего количества примесей в исходном растворе. В случае с морской водой изначальное значение может составлять от 10000 ppm (частей на миллион) или 10 грамм солей на литр воды. После фильтрации этот показатель снижается до 100—200 ppm или 0,1 грамм соли на литр. Такое соотношение делает воду пригодной и для технических, и для хозяйственных нужд, а также позволяет использовать ее для питья и приготовления пищи.

• Энергоэффективность. Установки обратного осмоса тратят гораздо меньше энергии по сравнению с системами дистилляции. Так, для получения одного литра чистой воды термическим методом затрачивается около 700 ккал энергии или чуть меньше 1 кВт-ч. Это кажется сравнительно небольшим показателем, однако в промышленных масштабах процесс опреснения соленой воды этим способом потребует чудовищных затрат. В случае с опреснительной установкой обратного осмоса энергия тратится только на работу насоса и электронного оборудования.

• Компактность. Для размещения и эксплуатации обратноосмотической установки требуется сравнительно немного места, поскольку морская вода просто проходит через мембрану, и получившийся фильтрат сразу отправляется в резервуары. В то же время, системы дистилляции потребуют установки котлов для нагревания.

• Вариативность. Существует достаточное количество вариантов установок обратного осмоса, которые различаются между собой, например, производительностью.

Что касается недостатков, то из них можно выделить только один ‒ повышенный расход воды. Однако после очистки концентрат может быть сброшен обратно в природный водоем вместе с другими сточными водами ‒ впрочем, для этого понадобится дополнительная очистка с использованием ингибиторов солеобразования.