Опреснение морской воды как потенциальный источник водоснабжения Республики Крым

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Опреснение морской воды как потенциальный источник водоснабжения Республики Крым

Крымский полуостров всегда был вододефицитным районом, особо остро проблема нехватки пресной воды на полуострове стала в XX века вследствие интенсивного развития науки и техники, спровоцировавших бурное развитие промышленности и как следствие увеличение объемов потребления воды. Проблема была решена в 1971 году с запуском Северно - Крымского канала, который покрыл до 80% потребности Крыма в пресной воде. [1]. После перехода Крыма в состав Российской Федерации правительство Украины в одностороннем порядке приняло решение о перекрытии Северно-Крымского канала и полуостров остался без днепровской воды. По последним данным запасы пресной воды постоянно уменьшаются, по подсчетам экспертов суммарный запас воды в водохранилищах Севастополя в мае 2020 года составил 94,78 млн. куб. м, что более чем на 100 млн. куб. м меньше суммарного запаса 2019 года [2].

Все выше сказанное обуславливает актуальность поиска альтернативных систем водоснабжения Крымского полуострова в целом и г. Севастополь в частности, как наиболее острых вопросов обеспечения благополучия населения республики.

В последнее время вопрос поиска альтернативных вариантов поиска источника водоснабжения Крымского полуострова поднимается все чаще как среди научного сообщества, так и на уровне исполнительной власти РФ. Среди наиболее приемлемых вариантов выделяют следующие:

- бурение новых скважин;

- переброс воды с материковой части РФ;

- рециклинг сточных вод;

- обессоливание морской воды.

Впервые технологии опреснения морской воды в промышленных масштабах начали разрабатывать в 60-х гг. прошлого столетия. Уже тогда было очевидно, что рост промышленного потребления пресной воды с одновременным ростом численности населения Земли в конечном итоге приведет к дефициту питьевой воды.

Опреснение морской воды подразумевает процесс ее обессоливания, т.е. снижение общей концентрации растворенных солей с 35 г/л, до нормативных показателей питьевой воды с содержанием солей не более 1 г/л. Примитивные технологии основанные на физических процессах выпаривания с последующим сбором конденсата человечеству известны еще с давних времен, но промышленные установки с высокой производительностью, которая будет сопоставима с суточным потреблением представляют собой довольно громоздкие, науко- и металлоемкие конструкции, а сам процесс требует значительных энергетических ресурсов, что в свою очередь приводит к увеличению себестоимости обессоленной воды.

Необходимость мощных источников энергии в процессе обессоливания морской воды стала отправной точкой в совмещении процессов опреснения и производства ядерной энергии. Так, в 1967 г. в городе Шевченко (сейчас Актау) был запущен завод по опреснению морской воды интегрированный с АЭС, который полностью обеспечил нужды населения и промышленные объекты города в пресной воде. Завод проработал около 40 лет, выработав свой ресурс более чем в два раза.

В настоящее время обессоливание воды может осуществляться в тандеме с любым промышленным объектом на котором есть источник водяного пара и технологический цикл которого предусматривает необходимость больших объемов воды, потребляемой на собственные нужды. Однако не смотря на достаточно высокую производительность до 300 м3/час, подобные установки не могут рассматриваться как панацея для Крымского полуострова.

Накопленный мировой опыт в технологиях обессоливания воды в основном представлен такими странами как Израиль, США, Франция, Китай и страны Аравийского полуострова. По последним данным всего в мире эксплуатируется больше 20 тыс. заводов по опреснению морской воды. Все используемые в промышленном объеме методы основаны на использовании дистилляции, электродиализа, обратного осмоса ионного обмена и вымораживания.

В израильском городе Хадере находится самый большой на планете опреснитель. Этот агрегат по размеру соизмерим с целым заводом. Каждый год он опресняет около тридцати трех миллиардов галлонов морской воды. Работает опреснитель по принципу обратного осмоса, вследствие чего средиземноморские воды не подвергаются тепловой обработке.

Установка полностью герметична, в ней создается эффект парника, при этом не допускается утечка испарений наружу. В итоге чистый водный остаток сохраняется в большем объеме. В конце откручивается пробка, и очищенная жидкость сливается в какую-либо емкость. Стоимость полученной таким образом воды составляет около 40$ в месяц для среднестатистического жителя Израиля [3].

Большой вклад в развитие технологий обратного осмоса внесла французская компания Suez Environnement, которая реализовала несколько масштабных проектов по опреснению морской воды, к примеру проект завода реализованный компанией в австралийском штате Виктория еще в 2012 году производит почти 0,5 млн. м3/сутки пресной воды, что сопоставимо с объемами потребления города подобного Лиону [4].

Технологии мембранного обессоливания воды характеризуются низким энергопотреблением в сравнение с термальными методами, однако имеют значительно низкую производительность.

Термальный способ, основанный на дистилляции как уже упоминалось выше требует значительных энергетических затрат, однако производительность таких установок значительно выше. К примеру, завод Shoaiba 3 (Саудовская Аравия) производит дистилляционным методом до 880 тысяч кубометров пресной воды в день.

Что касается России, то в нашей стране рынок опресненной морской воды находится только на этапе развития, что во многом обусловлено значительными природными запасами пресной воды на территории страны. Однако решение проблем водоснабжения таких регионов как Крымский полуостров, требует локальных высокопроизводительных мер, а технологии обессоливания могут стать единственно верным решением поставленной задачи.

Главная задача при опреснении морской воды - минимизация энергетических и экономических вложений. Как показывают расчеты и накопленный опыт других стран, переброс пресной воды в больших объемах с более благополучных в вододефицитные регионы целесообразен и экономически оправдан в том случае, когда дальность транспортировки не превышает 500 км. Оценивая подземные запасы различной степени солености в засушливых районах, подобных Крымскому полуострову, можно сделать вывод, что опреснение морской воды является для них единственным экономически оправданным способом водообеспечения, учитывая их обделенность в пресноводных естественных источниках.

Список литературы

вода морской обессоливание мембранный

1. Северо-Крымский канал // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / гл. ред. А.М. Прохоров. -- 3-е изд. -- М.: Советская энциклопедия, 1969-- 1978.

2. Притоки воды в водохранилища Крыма в апреле сократились из-за засухи, режим доступа: https://ria.ru/20200502/1570887314.html?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.m%2Fnews, дата обращения 02.05.2020.

3. Лыков О., Первая в мире советская атомная установка для опреснения соленой воды. Город в пустыне, электронный источник, режим доступа: https://aftershock.news/?q=node/798731&fuП, дата обращения: 02.05.2020.

4. Опреснение морской воды - французский опыт, режим доступа: https://ru.ambafrance.org/Opresnenie-morskoj-vody, дата обращения 02.05.2020.

Размещено на Allbest.ru