Проблема создания эффективного метода декальцинирования морской воды активно изучается в США с конца 60-х годов в рамках специальной научной программы, финансируемой НАТО, на базе лаборатории конверсии морской воды Калифорнийского Университета [25, 28-33].Основная идея, предложенная для решения проблемы, заключается в использовании катионита, регенерацию которого можно осуществлять рассолом, получаемым после опреснения. Термодинамической основой идеи является эффект электроселективности [34], называемый также концентрационно-валентностным эффектом в ионном обмене [35], согласно которому селективность ионообменников к многозарядным ионам понижается с увеличением суммарной концентрации в растворах смеси солей однозарядных и многозарядных ионов при неизменном соотношении их концентраций [36-38].
В рассматриваемой нами проблеме значение эффекта электроселективности состоит в том, что он показывает принципиальную возможность извлечения сорбентом определенного количества кальция из более разбавленного раствора (исходная морская вода) в обмен на натрий и возможность обратного перехода кальция из сорбента в более концентрированный по натрию раствор (рассол после опреснения). Очевидно, что чем концентрированнее рассол, тем большего эффекта можно добиться на стадии десорбции кальция. Если количество кальция, поглощаемого сорбентом на стадии декальцинирования, равно количеству вытесненного на стадии регенерации в циклическом процессе предподготовки морской воды, то можно создать процесс умягчения опреснения морской воды, не потребляющий дополнительных реагентов для регенерации сорбента. Такой процесс, получивший название 'самоподдерживающийся' (Self-Sustaining) процесс умягчения-опреснения (схема на
) был создан в результате упомянутых выше исследований, проведенных Г. Клейном, Т. Вермейленом и их сотрудниками в Калифорнийском Университете [25, 28-33].
Основным недостатком такого процесса является применение относительно больших загрузок катионита. Это связано с тем, что только 5-10% верхнего слоя катионита участвует в сорбции кальция. В случае морской воды такой процесс нерентабелен и поставленная задача создания эффективного метода декальцинирования не была решена.
Таким образом, разработка эффективных самоподдерживающихся процессов умягчения-опреснения остается главным направлением на пути к созданию технологий комплексной переработки морской воды.
