Опреснитель воды своими руками

В последние годы во всем мире остро ощущается нехватка чистой питьевой воды. Справиться с ситуацией помогает опреснение морской воды в промышленных масштабах. Однако этот процесс очень трудоемкий и требует больших финансовых вложений. Опреснить же небольшое количество морской воды можно и в домашних условиях.

Насколько актуально опреснение морской воды

Особенно остро эта проблема ощущается в засушливых регионах, где отсутствуют пресноводные водоемы и редко выпадают осадки. Возникают проблемы с выращиванием сельскохозяйственной продукции, что угрожает продовольственной безопасности.

Об авторе

Константин Слабунов

Основатель и автор проекта Surviva.ru

Ветеран киокушин каратэ, специалист по выживанию. Участвовал в военной операции в Ираке. После получения серьезной травмы спины обогатил свой жизненный опыт через йогу. Стремится вдохновлять читателей на самопознание, гармонию тела и духа через вызовы природы.

Уже несколько лет страдают от нехватки чистой воды США, Кувейт, Япония, Израиль. В развитых странах потребление пресной воды для нужд промышленности и сельского хозяйства давно превысило все допустимые нормы. Строительство крупных заводов по опреснению морской воды требует установки сложного, дорогостоящего оборудования и дополнительных затрат на обслуживание.

Первое место в мире по объему пресной воды занимает Россия, но юго-восточные регионы и Средняя Азия водоемов с пресной водой не имеют.

Интересно, что именно в РФ есть огромное количество подземных источников с разным уровнем минерализации. Для бытовых нужд такую воду использовать нельзя из-за высокого содержания соли, но после опреснения, она становится питьевой.

С какими проблемами опреснения морской воды сталкивается человечество

Самая популярная на сегодняшний день методика опреснения воды – это обратный осмос. Однако такая технология требует огромных финансовых и энергетических затрат.

Еще одна проблема в том, что после очищения морской воды остается большое количество солевого концентрата, который выливается обратно в море, значительно увеличивая соленость морской воды. Это приводит к определенным осложнениям, и опреснение требует еще больших затрат.

Читайте также: выживание на море

Следует отметить, что в почве содержится всего лишь треть мировых запасов питьевой воды. Они расходуются людьми так быстро, что не успевают пополняться. По подсчетам ученых, к 2030 году ситуация станет критической, и проблемы с пресной водой затронут большинство населения земного шара. Тогда только моря и океаны станут единственным источником чистой питьевой воды. В этом случае основной задачей ученых станет поиск возможности минимизировать расходы на опреснение воды.

Страна, больше всех нуждающаяся в питьевой воде, не должна испытывать экономическую конкуренцию со странами, у которых таких проблем нет. В засушливых регионах, не имеющих доступа к пресноводным источникам, опреснение является единственным выходом.

Что такое опреснитель морской воды, где и за сколько он продается

Опреснителем называется специальное устройство, с помощью которого из морской воды удаляется соль. Полученную жидкость можно использовать как для бытовых нужд, так и для питья, приготовления пищи. Часто такие устройства применяется на крупных морских судах.

Существуют разные судовые опреснители, которые очищают воду для технических и хозяйственных нужд. В некоторых применяют метод обратного осмоса, но иногда он может сочетаться с методом дистилляции или электродиализа. Другие способы, вроде вымораживания или использования химических реагентов, применяются только в промышленных масштабах.

Компактные опреснители для небольшой яхты или дома иногда можно встретить в строительных магазинах. Такие аппараты способны очистить от 1000 л морской воды в день, а стоимость варьируется от 150000 до 950000 рублей.

Туристические опреснители в продаже появляются крайне редко, выбор моделей небогатый, а цена сильно завышена. Их выпускается всего два вида, один из которых предназначен для американских военных, перерабатывает около 1 л жидкости в час и стоит 50000 рублей. Второй более продуктивный и способен очистить до 30 л за это же время, но цена составит уже 150000 рублей.

Читайте также: как обеззаразить воду в походных условиях

Способы для производственных масштабов

Самые большие опреснители в мире находятся в Австралии и Израиле. Всего за день они способны полностью очистить от 330000 до 450000 кубометров морской воды. Здесь, как и в большинстве промышленных сооружений, используется метод обратного осмоса.

Дистилляция

Этот термальный способ обессоливания заключается в кипячении морской воды. При этом пар собирается в специальной камере, где конденсируется и превращается в дистиллированную воду. Можно не доводить жидкость до кипения, но нагревать ее придется при высоком давлении.

Пар образуется от температуры самой воды. К недостаткам этого метода относится большое потребление энергии и недолговечность подобного прибора. Солевые отложения в большом количестве скапливаются в дистилляторе, выводя его из строя.

Читайте также: добыча воды в лесу

Метод обратного осмоса

Этот способ широко используется на больших опреснительных станциях, ведь у него немало плюсов. Простые и компактные приборы работают автоматически, с минимальным присутствием человека:

1. Морская вода закачивается в резервуар насосом, через фильтр.
2. С помощью высокого давления жидкость пропускается через тонкие мембраны, задерживающие соль.
3. Далее вода проходит еще одну очистку сквозь фильтры.

Однако и здесь есть свои недостатки. Качество полученной воды зависит от ее предварительной обработки, а регулярная замена мембранных фильтров и закупка химических реагентов требует немалых финансовых затрат.

Замораживание

Заморозить можно только сами молекулы воды, а все остальные микроэлементы, в том числе и соль, никогда не замерзают. Благодаря этим уникальным свойствам и был придуман такой вариант опреснения.

Принцип работы метода:

1. Морская вода помещается в специальный резервуар – катализатор.
2. Туда же добавляется хладагент.
3. Вода медленно замораживается, образуя небольшие очаги кристаллизации.
4. Постепенно часть воды преобразуется в пресный лед, а соль выпадает в осадок вместе с остатками влаги.
5. Лед несколько раз дополнительно очищается и превращается в чистую питьевую воду.

Химический метод

Самый опасный, а потому редко применяемый способ очистки воды заключается в добавлении в нее химических реагентов. При взаимодействии с ними соль оседает на дно емкости, а пресная вода остается наверху. Мало того, что этот процесс занимает много времени и требует значительных финансовых вложений на закупку химикатов, так еще и полученный осадок является крайне ядовитым.

Электродиализ

Простой метод очистки с использованием электродиализной камеры. Соленую жидкость помещают в установку с электродами, где под воздействием тока ионы соли пропускаются через тонкие мембраны, разделяясь на катионы и анионы. Достоинствам электродиализа считается применение прочных мембран, позволяющих очищать воду при высокой температуре.

По какому общему принципу работают установки для опреснения морской воды

Самыми популярными и широко распространенными являются технологии фильтрации (обратного осмоса) и дистилляции. Фильтрационная установка не выпускает испарения наружу, герметично сохраняя большой объем чистой воды.

Дистиллированная вода вырабатывается с помощью вакуумного опреснителя. Такой прибор обеспечивает получение около 800 л/час без дополнительных затрат на топливо.

Совсем недавно ученые разработали еще один уникальный метод получения питьевой воды с использованием солнечной энергии. Под действием солнечных лучей залитая в резервуар жидкость испаряется, а конденсат оседает на стенках.

Российские технологии опреснения морской воды

Россия почти не имеет проблем с пресными водными ресурсами, но после вхождения Крыма в состав РФ чистая вода здесь стала дефицитом. Сейчас в Керчи планируется строительство опреснительной станции, которая будет очищать от соли до 50 тонн морской воды в час.

Разработчики предложили тройной способ опреснения, при котором вода сначала очищается с использованием мембранной технологии, затем методом обратного осмоса, а на выходе производится ионообменное умягчение. Такая система будет работать автономно, с привлечением минимального количества работников.

Существующие на сегодняшний день методы опреснения требуют серьезной доработки. Качество получаемой жидкости не соответствует стоимости современных очистительных установок. Поэтому использовать такую воду для полива культур в засушливых регионах нерентабельно.

Как сделать опреснитель своими руками, пошаговая инструкция

В домашних условиях опреснить морскую воду можно с помощью заморозки и дистилляции. Компактный домашний дистиллятор вполне можно сделать своими руками.

Потребуется:

• медная трубка, длиной 1,5-2 м и диаметром 6 мм;
• плоскогубцы;
• угловой штуцер из латуни с гайками для зажима под сечение;
• молоток;
• наждачка;
• газовая горелка;
• кусачки и надфиль;
• паяльник (ЭПСН);
• спирт, припой для меди;
• дрель;
• бутыль из нержавейки;
• гаечные ключи;
• флюс.

Из бутыли убрать прокладку и просверлить отверстие в центре, равное диаметру трубки. С краю сделать еще одно, но диаметром не более 2 мм. Зачистить, вставить отрезки трубки и запаять. Навинтить крышку с силиконовой прокладкой, подсоединить штуцер. Трубку обмотать вокруг бутыли несколько раз, чтобы получился змеевик.

Далее получившуюся емкость наполнить морской водой, к штуцеру прикрепить змеевик и закрепить над костром под небольшим уклоном. К концу змеевика подставить кружку для сбора очищенной жидкости.

В некоторых случаях используют систему, состоящую из нескольких фильтров, соединенных между собой. Однако такое очищение не удалит из воды все вредные соединения и примеси.

Есть еще несколько простых способов, как можно опреснить морскую воду дома. Например, вымораживание, длительное кипячение или использование активированного угля в качестве фильтра. В последнем случае результат зависит от концентрации соли в очищаемой воде. Для слишком соленой влаги потребуется не один угольный фильтр.

Можно ли получить опресненную воду в походных и экстремальных условиях

Дома опреснить жидкость легко с помощью плиты или морозильной камеры. В походных условиях таких возможностей нет, а значит, придется пользоваться подручными средствами.

Проще всего получить чистую воду, используя дистилляцию, а в жаркую солнечную погоду – конденсацию.

Самый легкий способ:

1. Взять обычную пластиковую бутылку, закрутить крышкой, отрезать у нее дно, а края завернуть внутрь.
2. У алюминиевой баночки срезать верхнюю часть, налить в нее морской воды, а сверху установить обрезанную бутылку.
3. Под воздействием жары на стенках бутылки образуется конденсат, который, стекая, собирается в завернутых краях.

Таким образом можно получить около 50 мл питьевой воды за 4 часа.

Некоторые специалисты по выживанию советуют отварить в соленой жидкости немного риса. Крупа впитает лишнюю соль, а оставшаяся вода будет пригодной для питья.

Вымораживание

Этот метод доступен, только если под рукой есть природный лед, ведь без домашней морозилки заморозить воду невозможно. Потребуется любая чистая широкая емкость, миска или тазик. Ее нужно наполнить льдом и поставить в теплое место, с температурой не ниже 0. Получившаяся талая вода готова к употреблению.

Дистилляция с помощью солнца

Достаточно иметь при себе кусок пленки и широкую мисочку или банку. Необходимо выкопать в земле яму немного меньшего диаметра, чем отрезок полиэтилена. Дно хорошо пролить водой и установить на него миску.

Яму накрыть пленкой, плотно закрепить края, а в центр поместить небольшой камень. В результате парникового эффекта, влага с земли испаряется, и под воздействием груза конденсат поступает в емкость.

Дистилляция с помощью костра

На открытом огне можно быстро превратить морскую воду в питьевую.

Понадобится:

• железная емкость с крышкой;
• трубка из силикона (нержавейки);
• стакан или банка для сбора чистой воды.

В железную посуду налить соленую воду. Трубку присоединить к плотно закрытому резервуару, а если это невозможно, то просто крепко прижать крышкой.

Развести костер и установить над ним всю конструкцию таким образом, чтобы второй конец трубки находился ниже большой емкости. Еще ниже поставить стакан для сбора чистой влаги и поместить в него часть трубки.

Дистилляция с помощью бутылок

Есть еще один легкий способ добыть воду в экстремальных условиях, для которого потребуется только скотч и 2 пластиковые бутылки. Желательно, чтобы одна из них была темная, а вторая светлая.

В темную налить воду, которую нужно опреснить, а потом соединить горлышки обеих бутылок скотчем. Самодельный опреснитель уложить под солнечные лучи, следя за тем, чтобы темная бутылка располагалась чуть ниже.

Можно ли опреснить воду в домашних условиях

Дома очистить морскую воду от соли намного проще, чем в походе. Для этого понадобится только плита (газовая или электрическая) или морозильник.

Заморозка

Соленую жидкость налить в широкую миску и поставить в морозильную камеру. Как только на поверхности будет появляться лед, его нужно собирать в чистую емкость. Когда он растает, то получится абсолютно чистая питьевая вода, ведь в талой воде соли быть не может.

Дистилляция

Процесс напоминает дистилляцию на костре, но в качестве нагревательного элемента используется плита.

Нужно взять:

• чайник;
• емкость для сбора дистиллята;
• трубку.

К носику чайника с морской водой плотно, без щелей и зазоров прикрепить трубку. Поставить все это на плиту и зажечь конфорку. Второй конец трубки вставить в сборник и установить его немного ниже. Важно следить за тем, чтобы трубка при нагревании не выскочила из чайника.

Плюсы и минусы домашнего устройства для опреснения

Самодельный опреснитель поможет в нестандартных ситуациях, но у него есть как свои достоинства, так и недостатки.

Самостоятельно опреснить соленую морскую жидкость очень просто. Потребуется минимальное количество подручных материалов. В масштабах планеты нехватка пресных питьевых источников может в скором времени привести к катастрофе. Важно экономно относиться к использованию водных ресурсов, тогда и опреснитель может не понадобиться.

А вам приходилось опреснять воду в походе? Какими способами пользовались? Делитесь в комментариях.

Видео по теме