Ein Süßwassergenerator ist eine Maschine, die normalerweise an Bord eines Schiffes, aber auch in einigen industriellen Umgebungen an Land, Salzwasser aus Meeren und Ozeanen in trinkbares Süßwasser umwandelt. Die Maschinen sind in der Regel recht komplex und basieren auf einer Reihe von Pumpen und Druckkammern sowie hohen Temperaturen, um sowohl das Sieden als auch das Verdampfen zu bewirken. Sie sind normalerweise etwas empfindlich und erfordern oft viel Wartung, um einen effizienten Betrieb zu gewährleisten. Die Salze, die aus dem Wasser entfernt werden, können Ablagerungen verursachen, und wenn Sensoren, die den relativen Salzgehalt messen, ihre Genauigkeit verlieren, ist das gelieferte Wasser überhaupt nicht frisch. Diese Generatoren sind ein sehr wichtiger Bestandteil langer Seereisen, da es für die Besatzungen normalerweise nicht praktikabel ist, alles Wasser einzupacken, das sie benötigen. Einige Gemeinden haben auch mit dem Bau von Entsalzungsanlagen begonnen, um Meerwasser in Wasser umzuwandeln, das anstelle von kommunalem Wasser verwendet werden kann, aber die Kosten hier sind in der Regel sehr hoch. Forscher haben lange nach wirtschaftlichen Möglichkeiten gesucht, Salzwasser in Wasser umzuwandeln, das von Menschen leicht konsumiert werden kann, insbesondere in von Dürre geplagten Teilen der Welt, aber zumindest ist die Praxis derzeit so kostspielig, dass es wirklich nur in wohlhabenden Gegenden verwendet wird die sowohl den anfänglichen Anlagenbau bezahlen als auch die erforderliche Instandhaltung durchführen können.
Basiskonzept
Das übergreifende Konzept eines Süßwassergenerators ist meist recht einfach. Zunächst wird Meerwasser mithilfe einer Wärmequelle verdampft, wodurch reines Wasser von Salz, Sediment und anderen Elementen getrennt wird. Generatoren nutzen häufig den Mantel des Dieselmotors als Wärmequelle, obwohl auch Dampf für diesen Zweck verwendet werden kann. Die praktischen Aspekte sind oft komplizierter. Auch die Anfangskosten sind in der Regel sehr hoch, aber vor allem weil Süßwassergeneratoren dazu neigen, vorhandene Wärme für den Betrieb zu nutzen, sind die realisierten Betriebskosten in der Regel niedrig – zumindest auf Schiffen. Je nachdem, wie viel Wasser sie umwandeln müssen, sind sie auch eher klein und können normalerweise in einem mechanischen Schrank oder einem kleinen Raum untergebracht werden.
Bedeutung von Süßwasser
Schiffe und Ozeandampfer brauchen oft Wochen, wenn nicht Monate, um ihre Fahrten abzuschließen, und normalerweise wird viel Süßwasser benötigt, um den Betrieb so lange aufrechtzuerhalten. Die Crew und die Passagiere brauchen natürlich Wasser zum Trinken, und auch zum Kochen und Putzen wird Wasser benötigt. Viele mechanische Vorgänge, insbesondere in Bezug auf den Motor, benötigen auch Dampf und einen Anschluss an eine Wasserversorgung, um einen optimalen Betrieb aufrechtzuerhalten. Meerwasser ist zum Trinken und Kochen ungeeignet, und die darin enthaltenen Sedimente machen es in der Regel auch für die meisten anderen Verwendungen nicht akzeptabel.
Vor langer Zeit brachten Seefahrer Wasserfässer mit, die sie für die Dauer ihrer Reise rationierten. Dies ist zwar in der Regel immer noch eine Option, aber das Einpacken von ausreichend sauberem Wasser am Anfang bringt oft viel Gewicht mit sich, das moderne Seeleute als unnötig erachten, und auch die Risiken des Verderbens sind die Kosten in der Regel nicht wert. Die Investition in einen Frischwassergenerator gilt weithin als Industriestandard und wird von den meisten Regierungen und Aufsichtsbehörden für den kommerziellen Betrieb verlangt.
Primäre Komponenten
In den meisten Generatoren gibt es zwei Hauptelemente. Ein Wärmetauscher verdampft das Meerwasser, ein anderer kondensiert den Frischwasserdampf zu Trinkwasser. Im Kondensatorelement wird der Dampf durch Kühlung kondensiert, wobei oft einfach kaltes Meerwasser verwendet wird, um die Außenseite des Geräts zu kühlen.
Aus praktischer Sicht sollte der Generator auch eine Funktion zur Überwachung des Salzgehalts des aufbereiteten Wassers enthalten. Wenn der Salzgehalt einen bestimmten Wert überschreitet, normalerweise zwischen einem und zehn Teilen pro Million (ppm), führt der Generator das Wasser automatisch in die Zuleitung zurück und führt es erneut durch den Kreislauf. Andauernde Probleme können ein Zeichen für erforderliche Reparaturen sein.
Einsatz in Entsalzungsanlagen
Generatoren werden zunehmend als Kernkomponente von großen Entsalzungsanlagen verwendet, die sich typischerweise in Küstengebieten befinden; diese anlagen sind in der regel so konzipiert, dass sie der lokalen gemeinde kleine mengen frisches trinkwasser und die pflanzenbewässerung zur Verfügung stellen. Diese sind im Nahen Osten sehr verbreitet und werden auch in einigen kalifornischen Gemeinden verwendet. Als Reaktion auf die Dürre und die zunehmende Besorgnis über die Wasserverfügbarkeit in wachsenden Städten werden wahrscheinlich weitere Entsalzungsanlagen gebaut. Allerdings sind die Kosten für Entsalzungsanlagen in der Regel sehr hoch. Als solche werden sie normalerweise nur in Betracht gezogen, wenn wohlhabende Gemeinden mit Wasserknappheit aus traditionellen Quellen konfrontiert sind, und normalerweise nur an Orten, die bereits über eine natürliche Salzwasserquelle verfügen.
Praktische Einschränkungen für den täglichen Gebrauch
Forscher und Umweltexperten stellen seit langem die Nachhaltigkeit von Süßwasserquellen auf der Erde in Frage, und viele suchen nach einer kostengünstigen und zuverlässigen Möglichkeit, Salzwasser für den menschlichen Gebrauch umzuwandeln. Generatoren sind in den meisten Fällen nicht leistungsstark genug, um den Bedarf zu decken, auch wenn der Betrieb an Land nicht so teuer wäre.
Viele der am stärksten wasserarmen Gemeinden liegen weit im Landesinneren, oft in kriegszerstörten Ländern oder in Entwicklungsländern; viele der Regionen in Zentralafrika sind gute Beispiele. Der Bau von Entsalzungsanlagen hier ist nicht machbar, weil es keine Salzwasserquelle gibt, und der Transport von der Küste mit dem LKW ist oft unerschwinglich. Als solche sind Generatoren ein Mittel zur Umwandlung von Wasser, aber sie werden normalerweise nicht als Lösung für den weit verbreiteten Wassermangel angesehen.