Ученые СГАУ и специалисты ОАО «Металлист-Самара» создают уникальную энергосберегающую установку для опреснения воды

В перспективе она сможет обеспечивать пресной водой засушливые районы Крыма, Краснодарского и Ставропольского края, а также очищать сточные воды промышленных предприятий.
Согласно данным Организации Объединенных Наций (ООН), треть населения земного шара сегодня испытывает недостаток пресной воды. К 2030 году уже 47% мирового населения будет жить под угрозой водного дефицита.

Учёные Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ) и специалисты ОАО «Металлист-Самара» разрабатывают проект по созданию импортозамещающих установок для опреснения морской воды и сточных вод предприятий. В первую очередь, они будут предназначены для обеспечения пресной водой засушливых районов Крыма, Краснодарского и Ставропольского края, поэтому соисполнителем выступает Севастопольский государственный университет.

Уникальность создаваемой установки в том, что она будет более экономичной и энергоэффективной по сравнению с существующими аналогами. Так, первая экспериментальная установка, предназначенная для выработки одного кубометра пресной воды в час, имеет энергозатраты всего 10 киловатт-час, что находится на уровне самых современных зарубежных опреснительных установок. С учётом этих энергозатрат, себестоимость одного литра питьевой воды, произведённого установкой, без учета капитальных вложений составит 20 копеек.

Принцип действия установки, разработанной самарскими учёными, основан на методе дистилляции. В установку подаётся предварительно очищенная с помощью фильтра, подогретая морская вода. Паровой компрессор, который является источником энергии, создает разрежение в нескольких каскадах устройства, где происходит испарение морской воды, а выходящий пар подогревает следующий каскад. Создается пониженное давление, при котором температура кипения воды становится ниже – 50-60 градусов. При этом часть воды через пар преобразуется в дистиллированную воду, а часть в виде рассола отправляется обратно в море. Затем дистиллированная вода обрабатывается или до технической воды, в которой может быть повышенное содержание соли, или до питьевой воды.

Достоинства дистилляционного метода опреснения, по сравнению с другими, — это использование минимального количества реагентов и незначительный сброс солей в окружающую среду; высокое качество воды по взвесям; возможность получения маленького количества отходов, вплоть до сухих солей; возможность использования избыточного тепла, а также удаление из воды растворенных газов.
«Установка по обессоливанию морской воды найдёт применение, прежде всего, в небольших санаториях, детских лагерях, домах отдыха, гостиницах, расположенных на берегу моря», — отмечает куратор проекта, профессор кафедры теплотехники и тепловых двигателей СГАУ Владимир Бирюк.
Кроме того, установка может быть использована для обеспечения пресной водой сельскохозяйственных нужд засушливых районов Крыма. Ещё одно предназначение данной установки – очистка стоков промышленных предприятий, например, отработанной технической воды.

Инженеры СГАУ предлагают заменить привычные кожухотрубчатые теплообменники на более компактные и эффективные в данном случае пластинчато-ребристые. Благодаря этому создаваемая опреснительная установка будет более компактной и мобильной – её можно будет перевозить и устанавливать в районах, сталкивающихся с дефицитом пресной воды.

Участие в проекте по созданию импортозамещающих опреснительных установок позволит СГАУ воплотить в жизнь собственные разработки в сотрудничестве с крупным машиностроительным предприятием.
В работе над установкой будут использованы возможности университета в области информационных технологий (суперкомпьютер «Сергей Королёв», специальное программное обеспечение), а также 3D-печати. Специалисты Севастопольского государственного университета, имеющие большой опыт по опреснению воды на морских судах, будут заниматься вопросами переработки дистиллированной воды в питьевую, а также проведут патентный анализ устройства.

Первая опреснительная установка производительностью один кубометр будет создана и экспериментально отработана в ближайшие два года. В дальнейших планах разработчиков — изготовление подобных установок на пять и десять кубометров и их серийное производство на заводе «Металлист-Самара».

Центр по связям с общественностью СГАУ