На сегодняшний день недостаток в пресной воде испытывают около 14% населения земного шара. По оценкам ООН к 2025 году эта цифра может увеличиться до 25%. В связи с этим для многих стран и регионов крайне актуальной является задача искусственного получения пресной воды.
В частности на Ближнем Востоке, опреснение практически единственный способ восполнения дефицита пресной воды. Опреснительный завод использует в своем производстве водяной пар и электроэнергию. На сегодняшний день в мировой практике 10–15% опреснительных заводов строятся сразу в комплексе с тепловой или другой электростанцией. Именно из-за высокой потребности в энергии установки по опреснению морской воды особенно часто проектируются и строятся вместе с электростанциями. Росатом предлагает своим партнерам проектирование и строительство опреснительного комплекса производительностью до 170 тыс. куб. м в сутки в интеграции с АЭС большой мощности. Комплекс может работать по гибридной технологии, то есть сочетать в себе термический и мембранный метод обессоливания.
Гибридная технология обеспечивает повышенную надежность, возможность использования низкопотенциального пара и умеренные эксплуатационные затраты при высоком качестве конечного продукта. Также данное решение обеспечивает возможность получения обессоленной воды как в случае отсутствия источника тепла, так и в случае значительного ухудшения качества исходной воды. Часть воды от опреснительного комплекса может быть использована для собственных нужд АЭС.
Технологический процесс получения питьевой воды включает в себя несколько этапов. Сначала ее пропускают через фильтрационную сетку, задерживающую мусор и крупные частицы. Затем добавляют два соединения: гипохлорит натрия для дезинфекции и хлорид железа – для коагуляции. Он связывает песчинки и другие мелкие частицы, формируя тяжелые хлопья, которые затем оседают вниз. Затем вода поступает на вторую стадию механической очистки – в песочных фильтрах. В каждом из них регулируются давление и поток, а потоки воздуха приводят песчинки в круговое движение. Вода поступает в нижнюю часть фильтра и движется вверх, а песчинки опускаются вниз против тока воды и захватывают с собой частицы взвеси. Теперь морская вода безупречно чистая и готова к опреснению.
Интегрированный комплекс позволяет проводить опреснение как мембранным, так и термическим способом. В первом случае оно проходит при помощи мембран – цилиндрических элементов, содержащих слои пластиковых листов с порами диаметром в тысячу раз меньше человеческого волоса. Они способны задержать микроскопические кристаллы соли. Очищаемая морская вода под большим давлением прогоняется через каскад цилиндрических труб, в каждой из которых установлены такие мембраны. Когда вода проходит через все мембраны и поступает в центр трубы, она полностью очищается от соли.
В случае использования термического или дистилляционного метода очищенная вода при пониженном давлении окружающей среды мгновенно нагревается в специальных колоннах, многократно испаряется, затем пар конденсируется в виде пресной воды. Многоколонная дистилляция подразумевает, что морская вода нагревается в первой колонне, а образовавшийся пар идет на нагрев в последующих колоннах. Процесс проходит несколько стадий.
После опреснения вода становится практически стерильной, поскольку естественные минералы также были удалены вместе с солью. Чтобы придать воде естественный баланс, ее направляют в комплекс минерализации. Там в нее добавляют известь и углекислый газ, чтобы восстановить кислотно-щелочной баланс и количество необходимых человеку минеральных веществ.
По словам директора департамента стратегии и развития АО «Атомэнергомаш» Ильи Лычева, есть только один пример, когда опреснительный завод был интегрирован с атомной электростанцией. Это завод в городе Актау (бывший Шевченко), который начал работать в 1967 году и полностью обеспечивал пресной водой промышленные объекты города, а также население. Как известно, оборудование для этого завода было изготовлено в «СвердНИИхиммаше», теперь эта организация входит в машиностроительный дивизион Росатома «Атомэнергомаш» и по-прежнему успешно работает в области создания опреснительного оборудования.
Комплекс, построенный в советское время, проработал 35–40 лет, то есть переработал свой срок. В середине нулевых годов Мангистауский атомный энергокомбинат АО НАК «Казатомпром» начал постепенно менять оборудование этого завода. Следует отметить, что после выведения из эксплуатации атомного энергоблока в 1999 году опреснительный завод стал работать на энергии от ТЭЦ, которые были еще раньше построены как резервные мощности.
Хотя в России нет дефицита воды, но опреснительное оборудование применяется на многих промышленных объектах, атомных и тепловых электростанциях, где нужна очищенная вода для технологических контуров. В массе производственных процессов образуются стоки, в том числе солесодержащие, поэтому здесь тоже находится применение такому оборудованию.
Подробно на: http://zmdosie.ru/tekhnologii/issledovaniya/6787-yadernoe-opresnenie-morskoj-vody