Установка и способ обессоливания воды

1 Настоящее изобретение имеет отношение к обессоливанию (опреснению) воды, то есть к удалению растворенных твердых веществ из морской воды и из жесткой воды. Широко обсуждается нехватка в мире питьевой воды и воды для орошения. В некоторых частях мира целые города могут быть покинуты в результате продолжительной засухи. Единственным неистощимым источником воды является море. Однако обессоливание этой воды в количествах, достаточных для обеспечения больших населенных пунктов или значительных проектов орошения, является дорогостоящим. Множество опреснительных установок работает на принципе обратного осмоса. В этом типе установок вода для опреснения принудительно подается через полупроницаемую мембрану, которая не пропускает растворенные в воде твердые вещества. Другие установки работают на основе выпаривания. Основной проблемой для тех и других установок является то, что получают воду, которая в случае использования способа выпаривания является чистой дистиллированной водой, а в случае использования способа обратного осмоса- дистиллированной водой определенной степени чистоты. Фактически из полученной воды удалены все ранее растворенные в ней минералы. Вода, которая совершенно не содержит кальция или магния, является агрессивной (коррозионно-активной) относительно металлических труб и других металлических деталей, с которыми она вступает в контакт. Поэтому приходится добавлять эти минералы в восстановленную (полученную опреснением) воду. Более того, дистиллированная вода безвкусна и, по причине отсутствия основных минералов, не может быть использована человеком для питья в течение продолжительного периода времени. Поэтому приходится добавлять ряд минералов,чтобы превратить дистиллированную воду в приемлемую питьевую воду. В обоих описанных способах основные минералы, которые присутствовали в морской воде, содержатся в рассоле (солевом растворе), который является побочным продуктом процесса. В любом из указанных типов установок существенную стоимость производства воды образует стоимость минералов, которые повторно должны быть введены в воду, а также стоимость необходимого для этого оборудования. В установках для выпаривания мощность,которая требуется для выпаривания морской воды, также является существенной. Мембраны обратного осмоса изготовлены из композитного материала и в наиболее широко используемой форме содержат две пленки из сложного полимера, которые совместно образуют солевой канал. В этом канале имеется элемент создания турбулентности в потоке. Этим элементом обычно является сварная сетка из пластмассовых волокон. Несколько таких мем 000617 2 бран сложным образом намотано на центральную трубу. Вода, которая проходит между указанными пленками, входит в пространство между смежными мембранами и втекает в центральную трубу. В стенке трубы имеются отверстия, через которые опресненная вода втекает в нее. Рассол, то есть остаток морской воды и масса растворенных твердых веществ, вытекает через множество солевых каналов в сток отходов или поступает на установку регенерации соли. Специалисты в данной области считают,что на каждой стороне каждого солевого канала,в непосредственной близости от каждой пленки,имеется слой поляризации концентрации. Эти слои с мультимолекулярной толщиной имеют более высокую концентрацию растворенных твердых веществ, чем поток на участке солевого канала посредине между пленками. Элемент ввода турбулентности предназначен для уменьшения толщины слоя поляризации концентрации и, следовательно, для усиления способности мембраны позволить воде проникать через нее(усиления проникающей способности мембраны). В известных мембранах обратного осмоса обычно достигают степени задерживания растворенных твердых веществ 99,3%. Растворенные твердые вещества, которые проходят через мембрану, в основном состоят из поваренной соли, так как ее молекулы меньше молекул большинства других минералов. Процентное содержание 0,7% представляет собой 400 - 500 частей на миллион растворенных твердых веществ в полученной воде, что лежит ниже порога, при котором растворенные твердые вещества влияют на вкус воды. Засорение мембран обратного осмоса является основной проблемой, причем меры по предотвращению засорения и по удалению засорения, если оно уже произошло, увеличивают стоимость производства воды. Засорение может быть результатом отложения минералов на мембране или результатом органического роста. В качестве примера можно указать, что перед поступлением морской воды на мембрану ее обрабатывают ингибитором, таким как гексаметафосфат натрия (который известен специалистам под названием "креветка" (shrimp. Это ограничивает осаждение кальция и магния на мембране в виде карбонатов кальция и магния,однако увеличивает стоимость производства. Изготовители мембран рекомендуют использовать относительно малые скорости потока (скорости потока воды через мембрану в литрах в час на кв. метр мембраны) во избежание быстрого засорения. Обратная промывка мембраны, то есть создание потока воды в обратном направлении через солевые каналы, является стандартной процедурой устранения засорения. Если мембрана имеет сильное засорение, ее следует снять с опреснительной установки и подвергнуть различным обработкам для удале 3 ния засорения. В некоторых случаях засорение не может быть удалено и тогда приходится выбрасывать мембрану. В результате влияния всех указанных факторов вода, полученная на установке обратного осмоса, является более дорогой, чем вода, полученная ее очисткой из водохранилища или реки. Поэтому, несмотря на то, что в мире катастрофически не хватает воды, только малый ее процент получают на установках обратного осмоса путем опреснения морской воды. Основными задачами настоящего изобретения является повышение эффективности процесса обратного осмоса, существенное снижение стоимости производства воды при помощи процесса обратного осмоса, предотвращение засорения мембран обратного осмоса и получение воды с содержащимися в ней желательными минералами без необходимости их дозирования(специального ввода). В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предлагается опреснительная установка обратного осмоса, которая содержит фильтрующий элемент, содержащий мембраны обратного осмоса, ограничивающие солевые каналы, насос для подачи опресняемой воды к указанному фильтрующему элементу, и препятствие в потоке воды между указанным насосом и указанным фильтрующим элементом,для ввода турбулентности в поток воды и для создания падения давления через препятствие, в результате чего вода ниже препятствия на ее входе в указанные солевые каналы фильтрующего элемента находится при меньшем давлении, чем вода выше препятствия, причем ее поток на входе солевых каналов более турбулентен, чем поток до препятствия. Препятствие преимущественно имеет вид пластины с множеством отверстий, за счет чего текущая вода разделяется на ряд конических расходящихся турбулентных водяных струй,каждая из которых находится под меньшим давлением, чем вода выше по течению относительно пластины. Отверстия в пластине могут иметь различные размеры или же все отверстия могут иметь один и тот же размер. В соответствии с предпочтительным вариантом, пластина имеет форму круглого диска, а отверстия идут по спирали относительно центра диска. В соответствии с другим вариантом отверстия идут по кругу, а в соответствии с еще одним вариантом отверстия лежат вдоль линий, идущих от центра диска радиально наружу. По желанию может быть предусмотрено несколько вентилей ограничения потока, изменяющих площадь потока в отверстиях пластины, которые создают индивидуальные водяные струи. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предлагается способ обессоливания воды, который предусматривает накачку обессоливаемой воды к фильтрующему эле 000617 4 менту, содержащему мембраны обратного осмоса, ограничивающие солевые каналы, создание падения давления в потоке воды через фильтрующий элемент, с одновременным вводом турбулентности в поток воды, и подачу турбулентной воды под более низким давлением в солевые каналы фильтрующего элемента. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, вода подразделяется на множество турбулентных, имеющих коническую форму расходящихся водяных струй, при помощи указанного препятствия,которое создает падение давления и вводит турбулентность, причем каждая турбулентная струя сталкивается с фильтрующим элементом. Было обнаружено, что входные давления в диапазоне от 50 до 65 бар и падения давления от 1,5 до 2,0 бар обеспечивает наилучшие результаты. Установка и способ получения воды в соответствии с настоящим изобретением позволяют получить воду с приемлемыми уровнями растворенных в ней твердых веществ, а именно минералов. Никакого дозирования опресненной воды не требуется, так как она содержит достаточное количество растворенных в ней твердых веществ, придающих ей приемлемый вкус. Так как в полученной воде присутствует магний и кальций, то опресненная вода не является агрессивной относительно металлических труб и патрубков и никакого дозирования этих минералов не требуется. Можно полагать, что за счет ввода воды,которая турбулентно втекает в солевые каналы мембран, снижается толщина слоя поляризации концентрации. Это позволяет повысить скорость потока без нежелательного увеличения засорения. Дополнительный эффект заключается в прохождении через мембраны в дополнение к поваренной соли минералов, причем содержание поваренной соли в полученной воде не увеличивается до неприемлемого уровня. Экспериментальные работы показали, что за счет изменения падения давления и турбулентности, например, за счет изменения размеров отверстий в пластине, когда она образует препятствие, можно обеспечить прохождение через мембраны различных растворенных твердых веществ в контролируемых количествах. При помощи испытаний и экспериментов, например, путем изменения падения давления и турбулентности,можно получить воду с заданным количеством растворенных в ней твердых веществ. Другим преимуществом, которое показали экспериментальные работы, является существенное снижение засорения мембран при турбулентности воды. Рассол, который получают на обычных установках обратного осмоса, тяжелее морской воды и поэтому он погружается на дно при обратном его выливании в море. Однако рассол с опреснительной установки в соответствии с на 5 стоящим изобретением при его выливании в море первоначально всплывает в виде струек, а не осаждается. Нашли, что полученный рассол аэрирован, а в качестве средства аэрации использован кислород. Более того, в опресненной воде содержатся пузырьки кислорода. Испытания показали, что в полученной воде и в рассоле содержится больше кислорода,чем это должно быть на основании растворенного в морской воде кислорода. Пузырьки кислорода являются небольшими, так как даже ниже по течению относительно препятствия имеется существенное давление, например, от 45 до 50 бар. Можно полагать, что малые пузырьки в турбулентной воде играют свою роль в уменьшении толщины слоев поляризации концентрации. Можно также полагать, что пузырьки играют свою роль в предотвращении засорения мембраны. Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи. На фиг. 1 А и 1 В совместно показано поперечное сечение опреснительного блока, который является частью опреснительной установки; на фиг. 2 - сечение в той же самой плоскости, что и на фиг. 1 А и 1 В, где можно видеть концевую часть блока в более крупном масштабе; на фиг. 3 - вид сверху диска; на фиг. 4 - сечение в той же самой плоскости, что и на фиг. 2, и в том же самом масштабе,где можно видеть изменение блока фиг. 1 А и 1 В; на фиг. 5 А и 5 В - другие диски; на фиг. 6 - схематично показано поперечное сечение установки для опреснения воды с ручным управлением; на фиг. 7 - установка для опреснения воды с силовым приводом; на фиг. 8 - другая установка для опреснения воды; на фиг. 9 - погружная установка для опреснения воды; на фиг. 10 - блок-схема установки для опреснения воды; на фиг. 11 - погружная установка для опреснения воды; на фиг. 12 А и 12 В совместно показана установка для опреснения воды с единственным внешним кожухом; на фиг. 13 - плавучая установка для опреснения воды; на фиг. 14 - резервуар и связанная с ним трубопроводная сеть. Обратимся прежде всего к рассмотрению фиг. 1 А и 1 В, на которых показана установка для опреснения воды, обозначенная в общем виде позицией 10 и включающая в себя цилиндрический корпус 12 с торцевыми заглушками 14 6 и 16, закрепленными на его противоположных концах. Впускная труба 18 для воды с растворенными в ней твердыми веществами пропущена через торцевую заглушку 14 и служит для подачи воды в камеру 20. Труба 18 подключена к стороне давления насоса (не показан на фиг. 1 А), способного подавать воду под давлением,например, от 50 до 65 бар. Труба 22 выпуска рассола выходит из камеры 24 через торцевую заглушку 16. Манжеты 26 и 28 охватывают торцевые заглушки 14 и 16 и создают уплотнение между заглушками 14 и 16 и корпусом 12. Позицией 30 обозначен в общем виде фильтрующий элемент обратного осмоса, который плотно вставлен в корпус 12. Элемент 30 содержит сердечник 32 с центральной трубой 34, которая образует выпускное отверстие опресненной воды фильтрующего элемента 30. Труба 34, которая имеет множество отверстий 36, на одном своем конце проходит через торцевую заглушку 16. Другой конец трубы 34 установлен в глухом цоколе 38 (см. также фиг. 2),предусмотренном для этого в опорной пластине,которая имеет форму диска 40. Диск 40 и заглушка 14 образуют граничные стенки камеры 20. Манжета 42 охватывает диск 40 и установлена в виде уплотнения между диском 40 и корпусом 12. Между диском 40 и фильтрующим элементом 30 имеется зазор (см. фиг. 2). Фильтрующий элемент 30 в дополнение к сердечнику 32 содержит полупроницаемую мембрану, которая намотана на сердечник 32. Намотанная мембрана занимает все пространство целиком между сердечником 32 и внутренней поверхностью корпуса 12, и, за исключением зазора между ней и диском 40, заполняет все пространство между диском 40 и камерой 24. Имеющимся в продаже видом фильтрующего элемента, который желателен для использования в соответствии с настоящим изобретением, является элемент, который изготавливается и продается фирмой Фильмтек Корпорэйшн,являющейся филиалом компании Дау Кэмикэл. Это изделие имеет название FT 30. В патенте США 4, 277, 344 детально описана мембрана,которая работает в соответствии с принципом обратного осмоса. Намотка мембраны фильтрующего элемента 30 является сложной (комплексной). Первоначально образуют ряд уплощенных полостей, которые затем наматывают на сердечник 32 с перехлестом. Показанный на фиг. 3 диск 40 содержит 8 отверстий 44. 1, 44. 2 и т. д. Размер отверстий различен; в показанном варианте использованы отверстия размерами 8,805 мм, 9,185 мм, 8,077 мм, 7,772 мм, 7,675 мм, 7,351 мм, 7,094 мм и 7,881 мм. Диск 40 имеет диаметр ориентировочно 20 см, причем он является также внутренним диаметром корпуса 12 и внешним диаметром фильтрующего элемента 30. Позади диска 40 между ним и намотанной мембраной находится крестовина 46 (которая 7 показана контуром на фиг. 3), которая содержит центральную ступицу, внешнее кольцо и множество спиц, соединяющих ступицу с кольцом. Крестовина 46 представляет собой часть фильтрующего элемента фирмы Фильмтек и ограничивает ряд отверстий клиновидной формы. Каждое из отверстий 44.1, 44.2 совпадает с одним из таких отверстий, так что водяная струя соударяется с фильтрующим элементом. Когда вода протекает под давлением через ограниченное отверстие, то вытекающая из отверстия струя воды расширяется и приобретает коническую форму, а затем на определенном расстоянии от отверстия рассыпается на капли. Коническая часть водяной струи между отверстием и точкой, в которой струя рассыпается,является турбулентной, с вихревыми потоками и вихрями в ней. Фильтрующий элемент 30 установлен таким образом, что водяные струи,вытекающие из отверстий 44.1, 44.2 и т. д., соударяются с фильтрующим элементом и втекают в солевые каналы ранее рассыпания струи на капли. Рассыпание на капли в показанном устройстве предотвращено потому, что сразу же после начала протекания воды, зазор между диском 40 и элементом 30 заполняется водой под давлением. Было обнаружено, что поступающая в фильтрующий элемент 30 под указанными давлениями вода имеет удаление не 99,3 % растворенных ранее твердых веществ, а меньше. Ниже по течению относительно отверстий 44.1, 44.2 и т. д., получены давления в диапазоне ориентировочно от 48,5 бар до 49,5 бар, при давлении в камере 20 около 50 бар. Было также обнаружено очень небольшое увеличение температуры на диске 40; можно полагать, что оно возникает за счет ввода турбулентности в поток. Показанная на фиг. 4 конструкция в отличие от показанных на фиг. 1 А, 1 В, 2 и 3 позволяет получать различные давления на расположенной ниже по течению стороне диска 40, что достигается за счет кольцевого расположения вентилей управления потоком воды 48. Вентили 48 содержат заслонки или диафрагмы для изменения их эффективных площадей потока, и совместно образуют препятствие, которое создает турбулентность и вызывает падение давления. Каждый вентиль 48 имеет подключенный к нему кабель управления 50, причем каждый вентиль 48 установлен в трубке 52. Все трубки 52 имеют одинаковый диаметр и пропущены через диск 40. Управление вентилями 48 электрическое и степенью их открывания управляет программируемый контроллер. Уставка каждого вентиля 48 определяет давление на выходе соответствующей трубки 52. Изменение давления при помощи контроллера позволяет изменять по желанию содержание растворенных твердых веществ в восстановленной воде. Несмотря на то, что вентили показаны установленными с 8 тыльной стороны диска 40, в применимой конструкции они могут также находиться в самом диске вблизи выпускных окон отверстий диска 40. Показанный на фиг. 3 диск 40 содержит отверстия, расположенные по окружности. На фиг. 5 А показаны отверстия, расположенные по спирали относительно оси диска. Оборот спирали идет в таком же направлении, что и намотка фильтрующего элемента 30. На фиг. 5 В показаны отверстия, расположенные по нескольким радиальным линиям. Показанные на фиг. 5 А и 5 В отверстия меньше по размеру и более многочисленны, чем показанные на фиг. 3. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 6,на которой показан пример построения опреснительной установки 54 с ручным управлением. Установка включает в себя цилиндрический корпус 56, в котором установлен фильтрующий элемент 58, подобный описанному ранее и показанному позицией 30 на фиг. 1 А и 1 В. Уплотнение 60 охватывает фильтрующий элемент 58 и предотвращает утечку воды между корпусом 56 и фильтрующим элементом 58. Вблизи от одного из торцов фильтрующего элемента 58 установлен диск 62. Между диском 62 и корпусом 56 установлено уплотнение 64. Перемещение диска 62 влево предотвращено при помощи фиксирующего кольца 66. Отверстия в диске 62 не показаны. Между диском 62 и фильтрующим элементом 58 имеется зазор. Вблизи от другого торца фильтрующего элемента 58 имеется торцевая заглушка 68 со сквозным резьбовым центральным отверстием 70 и дополнительным отверстием 72, расположенным с одной из сторон относительно отверстия 70. Показан фильтрующий элемент 58 с центральной трубой 74, выступающей в противоположных направлениях из намотанной на ней мембраны. Один из концов трубы 74 установлен в глухой выемке 76 диска 62, а другой конец трубы 74 входит в отверстие 70 торцевой заглушки 68. Отверстие 72 сообщается с камерой,обозначенной позицией 78, которая имеется между торцевой заглушкой 68 и смежным концом фильтрующего элемента 58. Фильтрующий элемент 58, диск 62 и торцевая заглушка 68 выполнены аналогично показанному на фиг. 1 А и 1 В, поэтому эти компоненты образуют опреснительный блок 10. Слева от диска 62 в корпусе 56 образован цилиндр для поршня 80. Поршень 80 содержит шток 82, который выступает из корпуса 56 через блок уплотнения, обозначенный позицией 84. Крестовина 86 удерживает блок уплотнения 84 на месте. Две муфты 88 и 90, а также уплотнительное кольцо 92 охватывают поршень 80. Рукоятка управления 94 соединена со стержнем 82 при помощи скользящего соедине 9 ния (не показано). Рукоятка управления 94 шарнирно соединена с торцевой пластиной 98, которая установлена на фланце 100 корпуса 56. При помощи колебательных перемещений рукоятки 94 поршень 80 может совершать обратнопоступательные перемещения в цилиндре. Отверстие 72 при помощи трубы 102 связано с камерой 104, которая охватывает стержень 82 и блок уплотнения 84. Односторонний клапан 106 позволяет воде поступать в камеру 108, расположенную между диском 62 и поршнем 80. Клапан 106 установлен в стенке корпуса 56, в которой также предусмотрен канал 110 сброса давления. В резьбовое отверстие 70 ввинчена выпускная труба (не показана), в которую течет из трубы 74 восстановленная питьевая вода. При эксплуатации показанную на фиг. 6 опреснительную установку устанавливают так,что клапан 106 корпуса 56 погружен в морскую воду или жесткую воду, которая должна быть обессолена. Верхний конец рукоятки 94 перемещают в показанное на фиг. 6 положение, при этом поршень 80 совершает обратный ход. При перемещении поршня влево клапан 106 открывается и жесткая или морская вода поступает в камеру 108. При перемещении рукоятки 94 влево поршень 80 начинает свой рабочий ход и движется в направлении к диску 62. Клапан 106 при этом сразу закрывается и давление в камере 108 повышается. Вода из камеры 108 принудительно нагнетается через отверстия в диске 62,через фильтрующий элемент 58 и вытекает из фильтрующего элемента в виде питьевой воды через трубу 74 или в виде рассола через отверстие 72 и трубу 102. Поршень 80 продолжает перемещаться вправо до тех пор, пока манжета 90 не проходит мимо клапана 106. После нескольких движений (ходов) рукоятки 94 начинает возрастать давление в трубе 102 и, следовательно, в камере 104. Переднему ходу поршня 80 содействует в конечном счете давление, имеющееся в трубе 102 и в камере 104. При достижении поршнем 80 переднего конца своего хода манжета 88 проходит мимо канала сброса давления 110 и давление в камере 104 падает. При этом исчезает препятствие для совершения обратного хода поршня 80 за счет давления в камере 104. Давление, которое требуется для принудительной подачи воды через фильтрующий элемент 58 и для ее разделения на струю питьевой воды и струю рассола, составляет ориентировочно от 15 до 25 бар (для жесткой воды) и от 50 до 60 бар (для морской воды). Требующееся давление изменяется в зависимости от содержания растворенных в воде твердых веществ. Потеря давления в фильтрующем элементе 58 относительно мала и давление рассола в трубе 102 может составлять от 75 % до 85 % давления на входе воды в фильтрующий элемент 58. Этот избыток давления, который в противном случае 10 теряется, использован, как это упоминалось, для содействия работе насоса. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 7,на которой показана опреснительная установка с вертикальным расположением корпуса 112. Торцы корпуса закрыты торцевыми заглушками 114 и 116, причем между торцевыми заглушками 114 и 116 и корпусом 112 имеются уплотнительные кольца (не показаны). Непосредственно под заглушкой 114 находится камера 118 и диск 120. Ниже диска 120 находится фильтрующий элемент 122. Между диском 120 и фильтрующим элементом 122 имеется зазор 124. Фильтрующий элемент 122 имеет центральную трубу 126. Верхний конец трубы 126 установлен в диске 120, а нижний конец трубы 126 установлен в торцевой заглушке 116. Впускная труба 128 ведет в камеру 118. Труба выпуска рассола 130 проходит через торцевую заглушку 116, а труба выпуска питьевой воды 132 проходит через торцевую заглушку 114 и соединяется с верхним концом трубы 126. Диск 120 имеет, например, конфигурацию, показанную на фиг. 3, фиг. 5 А или 5 В. Описанные компоненты образуют опреснительный блок 10. Вертикально установленный насос типа Грунфоса имеет впускное отверстие всасывания 136, которое при помощи фильтра 138 соединено с водоемом или другим источником обессоливаемой воды. Труба 128, в которой имеется клапан управления 140, соединена с выпуском давления насоса 134. Труба 130 подключена через тройник 142 и клапан управления 144 к рабочему колесу Пельтона 146. Другой отвод тройника 142 подключен через клапан управления 148 к выпуску отходов 150, через который удаляется в отходы рассол. Сторона выпуска колеса Пельтона 146 также соединена со стоком отходов. Двигатель 152 насоса 134 может быть электрически соединен непосредственно с сетью 220 В или же может быть подключен к солнечной панели 154, батарее 156 и инвертору 158. В схеме питания имеется блок управления 160 для изменения скорости вращения двигателя 152. Центральный вал колеса Пельтона соединен с ведущим валом двигателя 152. Как это уже было объяснено со ссылкой на фиг. 6, внутри фильтрующего элемента 122 имеется падение давления, однако вытекающий из фильтрующего элемента 122 рассол все еще находится под значительным давлением. При подаче находящегося под давлением всего рассола или некоторой его части через колесо Пельтона можно снизить мощность потребления двигателя 152 за счет использования некоторой энергии давления, которая в противном случае была бы потеряна. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 8,на которой показана установка, похожая на показанную на фиг. 7, причем их аналогичные уз 11 лы обозначены одинаковыми позициями. В этой установке обессоливаемая вода поступает не через верхнюю часть, а через дно корпуса 112,причем насос и двигатель (которые обозначены соответственно позициями 162 и 164) не являются встроенными узлами корпуса установки, а установлены рядом с ней на плитах основания 166 и 168. Впуск давления в корпус 112 образован при помощи трубы 128. Обессоленная (опресненная) вода вытекает через трубу 132, а рассол вытекает через трубу 130. Колесо Пельтона 146 содействует приводу насоса 162. Показанная на фиг. 9 опреснительная установка содержит вертикальный основной корпус 170, установленный на дне скважины, заполненной жесткой водой, или же на дне резервуара с морской водой. Насос и его двигатель привода обозначен соответственно позициями 172 и 174. Сторона давления насоса соединена с камерой 176, причем верхний торец камеры 176 образован диском 178. Над диском 178 находится фильтрующий элемент 180. Над фильтрующим элементом 180 находится торцевая заглушка 182, причем между ней и фильтрующим элементом 180 образована камера. Рассол, вытекающий из фильтрующего элемента 180, поступает в эту камеру, а восстановленная (опресненная) вода вытекает из фильтрующего элемента 180 через трубу 184. Колесо Пельтона 186 установлено в корпусе 170 над торцевой заглушкой 182. Камера между торцевой заглушкой 182 и фильтрующим элементом 180 соединена трубой 188 с колесом Пельтона. Следует иметь в виду,что в этой камере имеется существенное давление. Рассол поступает в эту камеру под давлением из фильтрующего элемента 180 и подается через трубу 188 и колесо Пельтона 186 в выпускную трубу 190. Колесо Пельтона 186 обеспечивает привод насоса (не показан). Насос совмещен по оси с колесом Пельтона 186, причем труба 184 связана с насосом. Задачей насоса,имеющего привод от колеса Пельтона, является подъем восстанавливаемой воды на уровень поверхности земли через полую колонну 192(при нахождении корпуса 170 в скважине) или на поверхность резервуара (если корпус 170 погружен в резервуар морской воды). Привод двигателя 174 осуществляется от решетки солнечных панелей 194, которые используются для зарядки батарей 196. Подвод напряжения 220 В показан позицией 198. Оно подается на понижающий трансформатор и выпрямитель 200. Напряжение 220 В поступает также на блок управления 202, с которого подводится мощность на двигатель 174. Панели 194 и выпрямитель 200 используются для зарядки батарей 196. Выход батарей 196 соединен с инвертором 204, который преобразует выходное напряжение 12 вольт постоянного тока батарей в переменное напряжение 220 В. Переключатель 12 полюсов 206 позволяет переключать поступление мощности от инвертора 204 или от силового источника 198 в зависимости от степени зарядки батарей. Блок управления повышает входное напряжение 220 В до выходного напряжения 380 В для питания двигателя 174. Преимуществом показанной на фиг. 9 установки является то, что на поверхность поднимается только восстановленная вода. Показанная на фиг. 10 установка включает в себя корпус 208 с установленным в нем фильтрующим элементом 210, а также впуском 212 воды для обессоливания, выпуском 214 рассола и выпуском 216 восстановленной воды. Для создания падения давления выше по течению относительно фильтрующего элемента 210 и для создания потока воды, который сталкивается с фильтрующим элементом 210, использованы средства, аналогичные показанным на фиг. 4. Вода для обессоливания подается из резервуара морской воды или от источника жесткой воды 218. Питающий насос 220 подает воду из источника 218 через песочный фильтр 222 и через дисковый фильтр 224. Сторона всасывания насоса высокого давления 226 подключена к фильтру 224, а сторона давления подключена к впуску 212. Выпуск 216 соединен с резервуаром 228, в котором восстановленная вода подвергается облучению ультрафиолетовым излучением(УФ). Облучение воды УФ является стандартной процедурой очистки воды. Выпуск сосуда 228 подключен к накопительному баку 230. В случае, когда установка не работает в течение некоторого промежутка времени, например, потому что имеется достаточно восстановленной воды в накопительном баке, существует риск роста бактерий и водорослей в элементе 210. Единственным способом предотвращения этого является непрерывная циркуляция воды через элемент 210. Для этого бак 230 может быть подключен через насос 232 и клапан 234 к впуску 212. Вентиль 236 закрыт, когда вентиль 234 открыт. При использовании этого контура можно обеспечить непрерывную циркуляцию восстановленной воды через элемент 210, в результате чего предотвращается рост бактерий. Так как давление, создаваемое насосом 232, является относительно малым, то имеется "промывающее" действие, однако давление недостаточно для принудительной подачи воды через мембраны и, следовательно, в бак 230. Вода, использованная для промывки, удаляется в отходы. Выпуск рассола 214 подключен к колесу Пельтона 268 для использования остаточного давления ниже по течению относительно фильтрующего элемента 210. Колесо Пельтона может быть использовано для накачки восстановленной воды, для генерирования электриче 13 ства или для участия в приводе ротора любого из насосов 220 или 226. В установке могут быть использованы реле расхода 240 для обнаружения наличия потока в той трубе, где они установлены, а также расходомеры 242, контролирующие расход (скорость потока). Могут быть также использованы средства измерения рН 244 и электропроводности 246 восстановленной воды. Вся полученная информация поступает на центральный пульт управления 248, который осуществляет полное управление системой. Могут быть также использованы дополнительные вентили 250, 252,254, 256, 258, 260, 262 и 264, предназначенные для перекрытия соответствующих труб, в которых они установлены. Для осуществления обратной промывки дискового фильтра 224 вентили 234 и 250 закрываются, а вентили 236 и 262 открываются. При этом вода подается из бака 230 при помощи насоса 232, проходит через открытый вентиль 236, принудительно подается через фильтр 224 в обратном направлении и удаляется в отходы через открытый вентиль 262. Для определения полного заполнения бака 230 может быть использован уровнемер 266. Результирующий сигнал может быть использован для перекрытия отбора воды из источника 218 и для начала рециркуляции через насос 232 и вентиль 234 для предотвращения роста бактерий. Момент колеса Пельтона 268 может контролироваться при помощи датчика момента 270. Если момент возрастает выше заданного порога, то клапан 256 открывается, при этом некоторый объем рассола огибает колесо Пельтона 268 и непосредственно удаляется в отходы через клапан 256. Управление уставками вентилей, которые управляют подачей потока воды к фильтрующему элементу 210, может быть осуществлено при помощи клавиатуры 272, аналогичной используемым в персональных компьютерах. Показанная на фиг. 11 установка включает в себя вертикально установленный опреснительный блок 10, аналогичный показанному на фиг. 1, который стоит вертикально в водохранилище 274. Аналогичные узлы блока 10 имеют одинаковые позиционные обозначения. Блок 10 имеет впуск обессоливаемой воды 18, выпуск опресненной воды, подключенный к трубе 34, и выпуск рассола 22. Насос 276 представляет собой установленный вертикально в рабочем положении плунжерный насос с впуском на верхнем конце и выпуском на нижнем конце. В выпускной трубе 278 имеется вспомогательный насос 280. Двигатель насоса 280 получает питание от солнечной панели 282. Насос 280 предназначен для инициализации потока через плунжерный насос 276 путем просасывания воды через плунжерный 14 насос 276 и удаления ее через выпускную трубу 284. Насос 276 содержит регуляторы потока 286 и 288, один из которых установлен на верхнем конце насоса, а другой - на нижнем конце насоса. При запуске насоса 276 результирующий направленный вниз через насос 276 поток за счет всасывания переводит регулятор 286 в открытое положение и принудительно устанавливает регулятор 288 в закрытое положение. В момент закрытия регулятора 288 через насос 276 передается ударная волна. Ударная волна принудительно подает воду под высоким давлением через односторонний вентиль 290 на впуск 18 корпуса 12. На впуске 18 имеется еще один односторонний вентиль 292. С вентилем 290 связана диафрагма 294. При открывании вентиля 290 диафрагма проталкивается через нейтральное (мертвое) центральное положение. После рассеивания удара давления диафрагма вновь закрывает вентиль 290. Регуляторы потока 286, 288 соединены тягой 296 и поэтому движутся синхронно. После инициализации потока через плунжерный насос 276, насос 280 может быть отключен и оставлен в открытом положении, чтобы через него мог проходить поток воды. Напор воды в водохранилище (ограниченном боковой стенкой 298 и нижней стенкой 300) обеспечивает продолжение циклов работы насоса 276. Остаточное давление рассола на выпуске 22 может быть использовано для выполнения любой из указанных ранее задач. Стенка 298 преимущественно отделяет водохранилище 274 от моря. При морском приливе вода перетекает над стенкой 298 и заполняет водохранилище 274. Это обеспечивает требуемый рабочий напор для насоса 276. После окончания прилива вода из моря не поступает больше в водохранилище и уровень воды в нем постоянно падает при протекании воды через плунжерный насос 276 и выпускную трубу 284. На фиг. 12 А и 12 В показана подводная опреснительная установка, которая содержит корпус 302. Внутри корпуса у одного из его торцев установлен электродвигатель 304, который служит для привода насоса 306. Может быть использован насос 304 любого подходящего типа, например, поршневой насос,аксиально-поршневой насос и т.п. Насос 306 имеет выпуск воды 308, а впуск соленой воды в насос не показан. Выпуск 308 подразделен на две ветви 310 и 312, в которых имеются соответствующие вентили 314 и 316. Ветвь 310 идет к сердечнику дискового фильтра 318, установленного в полости 320. Диск 322 образует одну из границ полости 320, а с другой стороны диска 322 находится фильтрующий элемент 324. Может быть использован диск 322, аналогичный описанному ранее со ссылкой на фиг. 1 А, 15 1 В, 2, 3, а также на фиг. 4 или 5 А, 5 В. Отверстия в диске 322 не показаны. Ветвь 312 ведет непосредственно в полость 320, а выпускное отверстие 326 проходит от сердечника фильтра 318 через диск 322. В выпускном отверстии 326 имеется вентиль (не показан), который нормально закрыт. Очистка дискового фильтра 318 может быть произведена путем закрывания вентиля 314 и открывания как вентиля 316, так и вентиля в выпускном отверстии 326. При этом вода втекает в полость 320, протекает из полости 320 через дисковый фильтр 318 в обратном направлении и выходит через выпускное отверстие 326, унося с собой частицы загрязнения дискового фильтра 318. Внутри корпуса 302 имеется блок 328, в котором восстановленная вода подвергается воздействию ультрафиолетового излучения. Рассол может подаваться, как это упоминалось ранее, для питания двигателя и насоса,при этом его остаточное давление может быть использовано для снижения потребляемой двигателем 304 мощности. Подача мощности на двигатель 304 может осуществляться аналогично описанному ранее,например, со ссылкой на фиг. 7 и 9. Показанная на фиг. 13 плавучая опреснительная установка содержит кожух 330, якорный блок 332, закрепленный на морском дне или просто лежащий на нем, а также якорную цепь 334, при помощи которой кожух 330 соединен с якорным блоком 332. Горизонтальная перегородка 336 отделяет пространство поддержания плавучести 338, расположенное над перегородкой 336, от камеры забора воды 340, расположенной под перегородкой 336. Отверстия 342 в кожухе 330 позволяют морской воде входить в камеру забора воды 340. Электродвигатель 344 установлен таким образом, что его большая часть находится в камере 340, в результате чего он охлаждается морской водой, втекающей в камеру 340. Выше двигателя 344 установлен насос 346, привод которого осуществляется двигателем 344. Вода насосом 346 накачивается из камеры 340 через фильтр 348. Канал давления насоса 346 при помощи труб, обозначенных в общем виде позицией 350,соединен с тремя блоками 10, аналогичными показанным на фиг. 1 А и 1 В. Несмотря на то,что на фиг. 13 внутри кожуха 330 показаны три блока 10, может быть использовано любое, начиная от одного, число блоков. Рассол вытекает из блоков 10 через трубы,обозначенные в общем виде позицией 352, и удаляется в отходы через выпуск 354. Восстановленная вода вытекает через трубы, обозначенные в общем виде позицией 356, и проходит на выпуск 360 через блок 358 обработки УФ излучением. Трубы (не показаны) идут от вы 000617 16 пуска 360 на берег, причем в показанном варианте с берега идет также электрический кабель(не показан) для подачи питания на двигатель 344. В верхней части кожуха 330 имеется солнечная панель 362, которая используется для подачи питания на свето- и радиопередатчик,обозначенный в общем виде позицией 364 и предназначенный для оповещения проходящих судов об опасности, которую представляет плавучая установка. Для того чтобы сделать подачу энергии (с берега) на установку ненужной и для того, чтобы исключить двигатель 344 и насос 346, между кожухом 330 и якорным блоком 332 может быть предусмотрен поршневой насос. Более конкретно, в нижнем направлении из кожуха 330 может выступать шток (не показан) с поршнем, установленным на его нижнем конце. На якорном блоке 332 закреплен цилиндр, причем поршень находится в цилиндре. Поршень и цилиндр образуют насос двукратного или однократного действия. Следует иметь в виду, что кожух 330 будет подниматься и опускаться на определенное расстояние, которое зависит от величины морских волн. Когда кожух 330 поднимается, он поднимает шток поршня и поршень относительно цилиндра, поднимание которого предотвращено за счет якорного блока. При этом возрастает объем нижней камеры цилиндра, которая может быть заполнена морской водой через обратный клапан. Когда кожух 330 попадает в ложбину между двумя волнами, поршень движется в цилиндре вниз, уменьшая объем указанной нижней камеры. Под действием возрастающего давления в нижней камере дополнительный односторонний клапан открывается и морская вода из нижней камеры принудительно подается в трубопроводную сеть 350. По желанию шток поршня может быть полым и тогда он может образовывать путь потока из нижней камеры в сеть 350. Верхняя камера цилиндра может быть просто открыта в море. Однако преимущественно она также содержит односторонний впускной клапан, так что накачка воды происходит как при опускании поршня относительно цилиндра,так и при его поднимании относительно цилиндра. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 14,на которой показан вертикально удлиненный резервуар 366, имеющий впуск морской воды 368, через который морская вода накачивается в резервуар 366. Резервуар 36 открыт на его верхнем конце и имеет вентиляционное отверстие 370. Выпуск 372 соединен с впуском всасывания насоса, подающего воду в блок, показанный на фиг. 1 А и 1 В. Выпуск восстановленной воды от блока фиг. 1 А и 1 В подключен к впуску 372 резервуара 366, так что вода с малой концентрацией растворенных в ней твердых веществ воз 17 вращается в резервуар 366. Дополнительный выпуск 374 позволяет производить дренаж резервуара и удалять накопившиеся в нем твердые вещества. Удлиненное вертикально смотровое стекло показано позицией 376. При запуске опреснительной установки, в резервуаре 366, который является ее частью,содержится объем восстановленной воды, который ориентировочно равен одной третьей части объема воды, который в конечном счете будет в нем содержаться. Морская вода закачивается в резервуар через впуск 368, а восстановленная вода подается в него через впуск 372. После запуска вода непрерывно всасывается из резервуара через выпуск 372. Морская вода, которая входит в резервуар через впуск 368, разбавляется ранее ее выхода из резервуара через выпуск 372. Нашли, что хотя некоторый объем восстановленной воды рециркулирует и не вся восстановленная вода немедленно отводится из установки, общий отвод восстановленной воды возрастает и требуются более низкие давления для удаления нежелательных растворенных твердых веществ из воды. Экспериментальные работы показали, что несмотря на то, что через впуск 372 может подаваться вода с малым содержанием растворенных твердых веществ, желательно использовать обычный опреснительный блок, который вырабатывает воду такого же качества, как дистиллированная вода, в качестве источника, который подключен к впуску 372. Также обнаружили, что вода, полученная по способу и при помощи устройства в соответствии с настоящим изобретением, может содержать небольшой объем добавленного в нее рассола, причем это не приводит к возрастанию общего содержания соли в воде до неприемлемых уровней. Эта процедура может быть использована, например, когда не могут быть созданы условия, при которых в воде (после опреснения) остается достаточное количество минералов. В этом случае ввод минералов, которые не присутствуют в воде в достаточном количестве, путем добавки рассола, представляет собой возможный способ достижения требуемого баланса минералов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для обессоливания воды с использованием обратного осмоса, содержащая фильтрующий элемент с мембранами обратного осмоса, ограничивающими солевые каналы, насос для накачки обессоливаемой воды к указанному фильтрующему элементу, и препятствие на пути потока воды между указанным насосом и указанным фильтрующим элементом, предназначенное для ввода турбулентности в протекающую воду и для создания падения давления через препятствие, отличающаяся тем, что ука 000617 18 занное препятствие имеет множество каналов прохождения потока воды разной площади. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем,что указанное препятствие имеет форму пластины с множеством выполненных в ней отверстий разной площади, разделяющих воду на несколько турбулентных водяных струй, каждая из которых находится под более низким давлением, чем вода выше по течению относительно препятствия. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем,что она снабжена несколькими ограничивающими поток вентилями, предназначенными для изменения площадей отверстий в пластине, которые создают индивидуальные водяные струи. 4. Установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что она содержит цилиндрический корпус,причем указанный фильтрующий элемент установлен в указанном корпусе и выполнен таким образом, что подходы к солевым каналам находятся на одной из сторон фильтрующего элемента, указанная пластина выполнена в виде диска, расположенного между одним из концов корпуса и указанным фильтрующим элементом со смещением относительно указанного одного из концов фильтрующего элемента, причем впуск обессоливаемой воды выполнен у указанного одного из концов корпуса, при этом обессоливаемая вода входит в корпус через указанный впуск, протекает через отверстия в диске,разделяется на множество расходящихся водяных струй и сталкивается с указанным одним из концов фильтрующего элемента. 5. Установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что она содержит цилиндрический корпус,причем указанный фильтрующий элемент установлен в указанном корпусе и выполнен таким образом, что подходы к солевым каналам находятся на одной из сторон фильтрующего элемента, указанная пластина выполнена в виде диска, расположенного между одним из концов корпуса и указанным фильтрующим элементом со смещением относительно указанного одного из концов фильтрующего элемента, причем в указанном цилиндрическом корпусе расположен насос и двигатель привода насоса, при этом насос установлен между указанным диском и указанным одним из концов корпуса и служит для накачки обессоливаемой воды через отверстия в диске для ее разделения на множество расходящихся водяных струй, которые сталкиваются с указанным одним из концов фильтрующего элемента. 6. Установка по п.5, отличающаяся тем,что она включает в себя фильтр для удаления твердых веществ из обессоливаемой воды, причем указанный фильтр расположен между указанным насосом и указанным диском. 7. Установка по п.6, отличающаяся тем,что указанный насос имеет выпуск с двумя ветвями, причем первая ветвь ведет через фильтр в камеру, одна из стенок которой образована при 19 помощи указанного диска, при этом вода нормально протекает по этой ветви и через фильтр в указанную камеру, а затем через отверстия в диске, а вторая ветвь огибает фильтр и ведет непосредственно в указанную камеру, причем имеется нормально закрытое выпускное отверстие для связи с сердечником фильтра, которое при открывании позволяет воде для обратной промывки втекать в указанную камеру через указанный фильтр в обратном направлении и вытекать наружу через указанное выпускное отверстие. 8. Установка по пп.2, 3 или 4, отличающаяся тем, что она содержит кожух, который имеет, по меньшей мере, одно пространство обеспечения плавучести, позволяющее кожуху находиться в плавучем состоянии, причем указанный цилиндрический корпус с установленными в нем фильтрующим элементом и диском расположен в указанном кожухе, а указанный насос подает морскую воду под давлением в указанный корпус. 9. Установка по п.8, отличающаяся тем,что указанный кожух удлинен в вертикальном направлении и содержит горизонтальную перегородку, отделяющую камеру забора воды ниже перегородки от пространства обеспечения плавучести над перегородкой, причем указанный кожух имеет выполненные в нем отверстия для впуска морской воды в указанную камеру забора воды, при этом указанный насос откачивает морскую воду из указанной камеры и подает ее в указанный корпус, который находится в пространстве обеспечения плавучести. 10. Установка по одному из пп.4-9, отличающаяся тем, что она содержит средства воздействия на опресненную воду ультрафиолетовым излучением. 11. Установка по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что указанный насос представляет собой плунжерный насос. 12. Установка по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что указанный насос представляет собой поршневой насос с ручным управлением, предназначенный для подачи воды под давлением к фильтрующему элементу. 13. Установка по одному из пп.1-12, отличающаяся тем, что она включает в себя средство для использования имеющейся в рассоле, вытекающем из солевых каналов, энергии на базе давления для снижения потребляемой мощности указанного насоса. 14. Установка по пп.1, 2, 3 или 4, отличающаяся тем, что она содержит выпуск, через 20 который опресненная вода вытекает из фильтрующего элемента, вспомогательный насос,впуск всасывания которого соединен с указанным выпуском восстановленной воды, полую колонну, идущую вверх от указанного вспомогательного насоса и соединенную с выпуском давления вспомогательного насоса, выпуск рассола из указанного фильтрующего элемента и двигатель привода, соединенный с указанным выпуском рассола, причем рассол под давлением протекает через указанный двигатель и приводит его во вращение, при этом указанный двигатель подключен к указанному вспомогательному насосу и обеспечивает привод вспомогательного насоса. 15. Установка по п.14, отличающаяся тем,что указанным приводным двигателем является колесо Пельтона. 16. Способ обессоливания воды, включающий накачку обессоливаемой воды к фильтрующему элементу, образованному мембранами обратного осмоса, ограничивающими солевые каналы, создание падения давления в воде, текущей к фильтрующему элементу, с одновременным вводом турбулентности в поток воды путем пропускания потока воды через препятствие, отличающийся тем, что поток воды пропускают через множество отверстий разной площади. 17. Способ обессоливания воды по п.16,отличающийся тем, что воду разделяют на множество турбулентных, имеющих коническую форму, расходящихся водяных струй. 18. Способ обессоливания воды по п.16 или 17, отличающийся тем, что он предусматривает поступление морской воды через мембрану обратного осмоса для обеспечения вспомогательной подачи воды, главным образом лишенной растворенных твердых веществ, перемешивание этой воды с морской водой и подачу разбавленной морской воды к указанному фильтрующему элементу. 19. Способ обессоливания воды по пп.16,17 или 18, отличающийся тем, что он предусматривает добавку определенного количества рассола в обессоленную восстановленную воду для изменения баланса минералов в опресненной воде. 20. Способ обессоливания воды по одному из пп.16-19, отличающийся тем, что вода первоначально находится под давлением от 50 до 65 бар, а падение давления составляет от 1,5 до 2,0 бар.