Михаил Карелин (Хайфа)

Пресная вода постепенно становится самым ценным природным ресурсом в мире. Объем ресурсов пресной воды на планете постоянно уменьшается из-за роста населения Земли и резкого увеличения расхода воды на душу населения. Если в начале ХХ века население планеты не превышало двух миллиардов человек, то сегодня оно составляет почти семь миллиардов. Многие страны Африки уже многие десятилетия живут в условиях острейшего дефицита пресной воды. Поэтому понятен провозглашенный ООН лозунг: «2005-2015 годы – десятилетие действий по международной программе «Вода для жизни»».

Аномальная жара прошлого года в Восточной Европе и России обострила проблемы дефицита пресной воды и в этом районе мира.

Запасы пресной воды Земли недостаточны для удовлетворения ежедневных потребностей человечества в питьевой воде и санитарии, а также для полива сельскохозяйственных растений и нормального существования многих миллионов животных, населяющих нашу планету. Это вынуждает многие страны искать новые источники питьевой воды. И хотя сегодня в мире работают уже более 15.000 опреснительных установок различной мощности, в ближайшее десятилетие производство опресненной воды должно увеличиться, по мнению специалистов, в три раза, а расходы на опреснение воды – удвоиться.

Как опресняют воду

Воду можно отделить от растворенных в ней солей методом дистилляции (перегонкой). Основная часть затрат при любом варианте дистилляции связана с потребностями в тепловой энергии, необходимой для ее осуществления. Другой способ отделения пресной воды от растворенных в ней солей – метод замораживания. В связи с тем, что температура замерзания соленой воды ниже температуры замерзания пресной воды, при медленном понижении температуры соленая вода разделяется на две фазы. Одной из них являются кристаллы пресного льда. Затем кристаллы льда отделяют от рассола, отмывают и получают из них воду. Опреснять соленую воду можно и путем использования природного и искусственно созданного холода.

Широко применяется в настоящее время метод обратного осмоса, который позволяет получать пресную воду при значительно меньших энергетических затратах, чем вышеупомянутыми методами. Этот метод основан на опреснении или обессоливании воды путем ее фильтрации под высоким давлением через полупроницаемые мембраны. Эти мембраны пропускают меньшие по размеру молекулы воды, но задерживают большие по размеру ионы растворенных в ней солей. Размер частиц, задерживаемых мембраной, определяется структурой мембраны, то есть размером ее пор. В процессе очистки воды многие растворенные в ней вещества задерживаются на мембране. При этом методе энергия затрачивается в основном для создания с помощью насосов избыточного давления воды на фильтрующую мембрану; расход энергии при этом существенно меньше, чем при использовании других методов опреснения.

Сегодня многие страны добились успехов в промышленном опреснении воды.

Опреснение воды в Испании

В 1970 г. Испания построила в городе Карбонерас, на южном побережье Испании, вблизи Средиземного моря, крупнейшую в Европе опреснительную установку. В настоящее время Испания лидирует в области разработки и использования опреснительных технологий. Испанские компании успешно работают в различных регионах мира, включая Индию, Ближний Восток и Северную Америку. Более 700 испанских опреснительных предприятий ежедневно обеспечивают питьевой водой около 8 миллионов жителей засушливых районов Канарских островов и Средиземноморского побережья.

Обилие питьевой и пресной воды для орошения в сочетании с благоприятным климатом позволили превратить южные регионы Испании в цветущий сад и высокоурожайный «огород» Европы.

На Канарских островах испанские ученые успешно работают над созданием установок для опреснения воды без использования углеводородного топлива. Обилие солнца, постоянно дующие ветра создали здесь идеальные условия для использования солнечных батарей и ветровых электрогенераторов.

Израиль – курс на опреснение морской воды

В течение десятилетий пресная вода была источником политических конфликтов между Израилем и его арабскими соседями. В 1964 г. Сирия и Ливан попытались изменить русла рек, питающих озеро Кинерет, и таким образом прекратить сток в него речной воды. Израиль добился прекращения этих работ.

Несколько лет назад Израиль подписал соглашение о поставках пресной воды с Турцией, но это соглашение по причинам политического характера развалилось, что еще раз подтвердило необходимость полной самостоятельности в обеспечении страны таким жизненно важным ресурсом как пресная вода.

Израиль на протяжении многих лет успешно внедряет у себя и во всем мире различные методы экономного и эффективного использования пресной воды: капельное орошение, очистка и повторное использование стоков. В этой стране изобретена система капельного орошения, позволяющая существенно экономить пресную воду при поливе и, одновременно, увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур.

Пресная вода в Израиле до недавних пор поступала в основном из естественных источников: озер, рек и подземных водоносных горизонтов. Природный резервуар пресной воды в Израиле только один – это озеро Кинерет, однако по разным причинам уровень воды в нем уменьшается год от года.

В связи с этим начинают сбываться предсказания специалистов о том, что скоро израильтяне будут пить воду из моря. Действующий с 1964 года крупнейший канал длиной 130 км, являющийся сегодня главной водной артерией страны, в нынешних условиях перестает выполнять свои функции. Компания «Мекорот» приступила к строительству новой системы водоснабжения, которая в ближайшие годы обеспечит опресненной водой весь Израиль. Новая водная магистраль будет подавать опресненную морскую воду с запада на восток и юг страны.

В стране предусмотрено строительство опреснительных установок на побережье Средиземного моря и современного канала, по которому уже минерализованная и пригодная для питья вода будет перекачиваться во все районы Израиля. По прогнозам специалистов, до 2012 года заработают пять новых опреснительных установок, и большинство жителей страны перейдут на использование опресненной морской воды.

В мае 2010 года в Израиле введен в строй крупнейший завод по опреснению морской воды вблизи г. Хадера. Сеть труб, проложенных под морским дном и уходящих далеко в море, служит для забора морской воды. Завод использует метод мембранной очистки и имеет годовую производительность в 127 миллионов кубометров опресненной воды, что обеспечивает почти 20% потребности страны в питьевой воде.

Опреснительный завод в Хадере стал первым предприятием такого типа в Израиле. Построен он был исключительно на зарубежные средства. Финансирование проекта стоимостью 425 млн. долларов осуществлялось за счет кредитов европейских банков. Стоимость кубометра опресненной воды, которую производит этот завод, составляет 57 центов за кубометр.

С вводом всех пяти опреснительных заводов Израиль будет уже на две трети использовать опресненную воду. В 2013 году планируется завершить строительство более крупного завода-опреснителя в районе южного порта Ашдод. Опреснение морской воды позволит восстановить и сберечь для будущих поколений два важнейших природных источника пресной воды в стране – реку Иордан и озеро Кинерет. Суммарная годовая производительность всех установок, которые будут введены в ближайшие годы, составит 505 миллионов кубометров воды.

Многие читатели «Партнёра» несомненно бывали в курортном Эйлате, так вот, жители этого города и его гости давно пьют опресненную воду Красного моря и в среднем за год выпивают 14 миллионов кубометров воды.

Опреснение воды в Саудовской Аравии

В связи с тем, что природные источники питьевой воды в Саудовской Аравии практически отсутствуют, проблема водоснабжения страны здесь стоит исключительно остро, и опреснение воды – стратегическое направление в планах развития этого богатого арабского государства. В настоящее время Саудовская Аравия производит 18% опресненной воды в мире, но потребность в ней постоянно растет, что связано с увеличением численности населения и интенсивным развитием экономики.

В связи с тем, что производство опресненной воды требует больших энергозатрат, правители страны в настоящее время реализуют переход от энергоемких методов выпаривания к экономичному методу обратного осмоса. Использование солнечной энергии, которая в условиях Саудовской Аравии доступна круглый год, позволит снизить затраты на производство одного кубометра питьевой воды в 3,6 раза. В настоящее время в Саудовской Аравии под руководством американской фирмы IBM началась реализация проекта строительства девяти опреснительных заводов, использующих солнечную энергию.