Исследователи Политехнического университета Милана разработали схему опреснения морской воды, позволяющую извлекать до 95% содержащейся в ней пресной воды и получать соли как товарный побочный продукт. В основе решения — использование низкопотенциального сбросного тепла солнечных тепловых электростанций на сверхкритическом CO₂.
Сегодня более 3,5 млрд человек хотя бы раз в год сталкиваются с дефицитом пресной воды. Наиболее распространённая технология — обратный осмос — извлекает лишь 40–50% воды, а остаток образует концентрированный рассол, требующий утилизации.
Предложенная схема объединяет три стадии:
Прямой осмос. Морская вода контактирует через мембрану с раствором термочувствительного полимера Polycerin 55GI-2601. При температуре 50–75 °C извлекается около 60% пресной воды; соленость остаточного рассола составляет порядка 8,3%.
Вакуумная мембранная дистилляция. Концентрированный рассол обрабатывается при температуре 75–100 °C: вода испаряется и проходит через керамические мембраны. Суммарная степень извлечения воды достигает 85%, соленость рассола возрастает до 20%.
Кристаллизация. Рассол доводится до состояния, близкого к насыщению, соли выпадают в осадок и могут быть собраны для дальнейшего использования. Объём жидких отходов сводится к минимуму.
Всё необходимое тепло — в диапазоне 50–100 °C — берётся из сброса электростанции, который в штатном режиме рассеивается в окружающую среду. Затраты электроэнергии на насосы и вспомогательное оборудование составляют менее 0,5% от годовой выработки станции.
Расчётная модель на базе солнечной электростанции мощностью 100 МВт в Севилье показала: установка способна ежегодно производить около 3,39 млн м³ пресной воды и выделять свыше 32 тыс. тонн солей, приближаясь к режиму Zero Liquid Discharge — нулевого сброса жидких отходов. Себестоимость воды при этом оценивается примерно в 5,8 €/м³.
