ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ОПРЕСНЕНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ МЕТОДОМ ПРЯМОГО ОСМОСА

В статье рассматриваются методы опреснения морской соленой воды методом прямого осмоса с использованием различных вытяжных растворов с высоким осмотическим давлением при разных концентрациях. Исследование охватывает применение хлорида натрия, сахарозы и бикарбоната аммония. В качестве исходных растворов использовались морская вода из Каспийского и Средиземного морей, а также растворы хлорида натрия с концентрацией, соответствующей солёности морской воды.

Результаты экспериментов подтвердили прямую зависимость между концентрацией вытяжного раствора и потоком воды. Высокая концентрация вытяжного раствора приводит к повышению осмотического давления, что способствует увеличению потока воды через мембрану. Максимальный поток воды был зафиксирован на первых сутках эксперимента. При использовании хлорида натрия в концентрациях 9%, 18% и 25% для опреснения воды Средиземного моря поток воды через мембрану составил 20,29 л·м⁻²·ч⁻¹, 55,7 л·м⁻²·ч⁻¹ и 81,12 л·м⁻²·ч⁻¹ соответственно. В сравнении с обратным осмосом, который имеет производительность 7,5 л·м⁻²·ч⁻¹/кПа, метод прямого осмоса демонстрирует значительное преимущество. Объем полученной чистой воды при концентрациях 9%, 18% и 25% составил 272 см³, 647 см³ и 741 см³ соответственно. Таким образом, можно сделать вывод, что с увеличением массовой концентрации раствора хлорида натрия используемый в качестве вытяжного раствора объем получаемой чистой воды также увеличивается. При опреснении воды Каспийского моря максимальный поток воды с 25%-ным вытяжным раствором был достигнут в первый день эксперимента и составил 91,0 л·м⁻²·ч⁻¹, объем чистой воды после регенерации — 579 см³. Эксперименты с сахарозой показали, что поток воды возрастает с увеличением концентрации вытяжного раствора, максимальный поток воды достиг 31,33 л·м⁻²·ч⁻¹ при  использовании 70% сахарозы. Объем чистой воды после регенерации составил 105 см³. Способ опреснения морской воды с использованием бикарбоната аммония оказался наиболее эффективным и экономичски целесообразным, обеспечив максимальный поток воды 71,5 л·м⁻²·ч⁻¹ при концентрации вытяжного раствора 3,846 моль/л. Регенерация воды осуществлялась термической обработкой раствора в интервале температур 36-70 °С, при этом получено 556 см³ чистой воды, не включая объем воды, использованной для приготовления раствора.

Полученные результаты подтверждают значительный потенциал прямого осмоса для эффективного опреснения соленых вод, что имеет важное значение для решения проблемы доступа к чистой воде в мире, включая Казахстан.