Ионнообменный метод эффективен в тех случаях, когда в воде содержится мало солей. Если солей много, фильтр быстро «забивается», и на его очистку (регенерацию) приходится тратить большие количества сравнительно дорогих реагентов — кислоты и щелочи.
Решение И. З. Макинского не только оригинально, но и по-инженерному красиво. На первых стадиях процесса, когда в воде много солей, он пользуется «грубыми», но недорогими средствами: химическими (действие известью) и физическими (нагревание). На последнем этапе он применяет тонкий метод — ионообменное фильтрование. Однако теперь это не страшно, вода уже освобождена от большей части примесей.
К тому же регенерация ионита осуществляется рассолом, полученным при упаривании морской воды…
Уже несколько лет недалеко от Баку, на ГРЭС «Северлая», действует опытно-промышленная установка для опреснения воды по методу профессора Макннского. Она — первая и, естественно, не лишена недостатков. Но установка дает воду, качество которой отвечает требованиям, а стоимость не выше, чем на самых совершенных в мире опреснительных заводах.
А если сравнить ее по цене с пресной водой? Может быть, такое сравнение и не вполне справедливо, но от него не уйдешь. Ведь в конечном счете решает именно этот показатель.
Вопрос сложный. В условиях нашей страны «порог» — средняя стоимость пресной воды — чрезвычайно низок, 5 копеек за тонну. В данном же случае: чем ниже порог, тем труднее его перешагнуть. И все-таки уже сейчас можно утверждать, что способ Макинского сравнение выдержит. Вот почему.
Эксплуатация опытной установки на ГРЭС «Северная» показывает, что при нормальной работе стоимость умягченной воды не превышает 30 копеек за тонну. Расчеты свидетельствуют, что на крупном, усовершенствованном заводе эта цифра может быть снижена до 5–8 копеек.
Но это еще не все. Современная промышленность предъявляет к воде жесткие требования. Обычная пресная вода, вполне пригодная для человека, ее уже не удовлетворяет.
Она вызывает коррозию оборудования, а во многих производствах (а химической технологии, в нефтепереработке) ухудшает качество продукции. Пресную воду тоже приходится очищать. И обходится это не дешевле, чем обработка соленой воды.
Тут возникает еще одно, может быть, решающее соображение. При очистке пресной воды получают, понятно, воду и только. При умягчении воды термохимическим методом из нее можно извлечь примеси. И ценность их настолько велика, что открывает совершенно новые перспективы.
В популярных книгах обычно пишут, что морская вода содержат «всю таблицу Менделеева»: от широко распространенных на земле алюминия и железа до редких — золота и радия. Теоретически все элементы можно извлечь, выделить в чистом виде. Однако на практике этой возможностью почти не пользуются — дорого. Ведь относительное содержанке элементов в морской воде все-таки крайне незначительно.
Итак, в морской воде много дешевой пресной воды и мало дорогих примесей. До сих пор над этим не задумывались, ставилась цель получать или одно, или другое. В опровержении этого «или-или» заключена одна из важнейших особенностей работ лаборатории — их комплексность.
В рассоле, полученном после обработки морской воды термохимическим способом, содержание элементов в 20 раз, а при определенных условиях в 200 раз выше нормального.
И главное, повышение концентрации происходит попутно, без дополнительных затрат труда и средств.
Уже на этом уровне рассол следует рассматривать, как потенциальное сырье для извлечения многих элементов. Но если тут нужны дополнительные исследования, то производство некоторых ценных продуктов можно осуществить буквально сейчас. Из кубометра прошедшей обработку морской воды получается в виде отходов — 1,5 килограмма гидроокиси магния и 5 килограммов гипса.
Окись магния — это и наполнитель в шинном производстве, и составная часть огнеупора, и изоляционный материал лучшего качества. Наконец, из нее легко выделяется магний — металл, значение которого в современной технике трудно переоценить. А если вернуться к языку арифметики, окажется, что стоимость «отходов» полностью окупает все затраты по умягчению морской воды!
Комплексный подход сказывается и в другом. Значительное место в работах лаборатории уделяется расширению «сферы действия» умягченной воды. Исследования ведутся как бы с двух сторон. Одна — повышение качества обработки. Другая — приспособление промышленного оборудования к использованию такой воды. Впервые в мировой практике лаборатория осуществила, например, успешный эксперимент, добившись, чтобы на умягченной воде работали котлы высокого давления.