Обезсоляване на вода: методи и инсталации

Учените вярват, че човечеството е дошло до период, когато ще избухнат конфликти за прясна вода. Решете този проблем само по един начин - да намерите най-добрия метод за обезсоляване на водата.

Какво е обезсоляване на водата?

Всяка течност в състава й има определено количество соли, микроорганизми, минерали. Пречистване на естествения или вода от чешмата отстранява вредни вещества от него. Но понякога има голям брой соли в състава, които я правят негодна за консумация.

Обезсоляване на водата е намаляване на концентрацията на разтворените в него соли. Процедурата може да бъде обща природа, когато течността е лишена от съдържание на сол или частично, когато предписаното количество сол остане в нея.

методи

Пълното обезсоляване се извършва по следните начини:

• Дестилация, термичен метод.
• Методът на йонен обмен.
• Метод за електродиализа.
• Мембранна обратна осмоза.

Частично отстраняване на солта се постига, когато се използват такива методи:

• Вар.
• Баритно омекотяване.
• Н катионобменна.
• Замразяване.

Методите за обезсоляване на водата изискват както финансови, така и енергийни разходи. Изборът на метода на обработка зависи от степента на съдържание на сол в оригиналната течност, капацитета на инсталацията, разходите за компонентите на процеса (топлина, електричество, реактиви). Всеки от методите има свои предимства, недостатъци и възниква с помощта на технически средства.

Частично обезсоляване

Лишена от всички примеси, водата се използва в много производствени процеси и се изисква за вътрешна консумация от много ограничен брой хора. За домашни нужди до известна степен се изисква деминерализация на водата. Най-често течността се омекотява чрез катионния метод.

В процеса, твърдите соли се заместват с водородни катиони, които от своя страна реагират, разрушават бикарбонатните йони. Продуктите образуват съединение, което се отделя като газ. Степента на пречистване се определя с оттегленото количество калциев карбонат.

Дестилирана вода

Обезсолителната вода, използваща дестилационния метод, е най-старият и най-разпространен метод днес. Плюсът е неговата универсална достъпност, а недостатъкът е високата цена на процеса. За да се произведе вода без примеси, се използват дестилатори. Те са изпарители от няколко вида, разликата между които е в дизайна, вида на използваната енергия. Най-често срещаните са парни и електрически уреди, характеризиращи се с високи разходи и висока консумация на енергия.

Уредът е котел (или няколко котела) с ниско налягане, където течността се превръща в пара и отделя солевия концентрат. За да може водата да получи максимално пречистване, в апарата се достига бавна точка на кипене. При този режим, тежки примеси не влизат в кондензиращия дестилат. Една от възможностите за намаляване на разходите е увеличаването на броя на стъпките, но подобна инсталация води до голяма първоначална инвестиция.

Оборудването за дестилация в допълнение към консумацията на големи количества енергия има впечатляваща стойност за всички части. Висока чистота може да бъде осигурена от скъпи тръби, фитинги, топлообменници, изпарители от кварц или платина. Други материали не са подходящи.

Електрохимичен метод

Същността на метода е потокът на водата през електрическо поле с пренасянето на солеви йони - катионите се разпределят на страната на катода, а анионите - към анода. Системата има три отделения, които се образуват от катодни и анодни диафрагми. В средното отделение има подготвена вода за обезсоляване.

По време на потока преминава постоянен електрически ток, чрез който солите се сортират в катодните и анодните диафрагми. Методът е много скъп по отношение на разходите за оборудване и разходите за електроенергия, поради което не е бил разпределен.

Йонообмен

Най-надеждният метод, чрез който се постига обезсоляване на вода, е методът за йонен обмен. Утаяването на примеси по този начин прави възможно получаването на по-чиста течност за кратко време, което е важно при промишлено обезсоляване. Методът е най-икономичен и дава най-добър резултат за почистване.

Методът се основава на отстраняването на катиони и аниони на соли от течността, като резултат от пречистването е възможно да се постигне различна степен на деминерализация до пълното отстраняване на солевите агенти. Обезсоляването на водата чрез йонен обмен става с участието на йонообменници, които са водонеразтворими полимери, съдържащи подвижен йон. При създадените условия полученият полимер реагира с йоните на соли със същия знак. Йонообменитеците, поставени във водната среда, набъбват, увеличавайки с коефициент 1,5-2.

С течение на времето, йонообменниците събират разтворените соли във водата и се свиват. Наситените йонообменници се регенерират, след което се пречистват. Продуктите, получени от наситени йонообменници, се наричат ​​"елуати" и съдържат разтвори на соли и алкали. Някои от тях са ценни вещества, поради което те се изхвърлят като ценни компоненти.

Обратна осмоза

Техническият прогрес и недостигът на прясна вода, който започна да се развива, водят до нови технологии за обезсоляване и обезсоляване. Популярен метод е методът за обработка на обратната осмоза, надеждността гарантира разработването на мембранни технологии. Индустриалният интерес се дължи на относително ниските разходи за енергия. Повечето от устройствата на този принцип се използват за последващо третиране на речната вода, където се потвърждава тяхната ефективност.

За битови нужди инсталациите за обезсоляване на водата се основават на принципа обратна осмоза, са подходящи както по отношение на потреблението на енергия, така и по отношение на качеството на получения продукт. Принципът на обратната осмоза се основава на предаването на вода под налягане чрез мембрана, която е непроницаема за разтворените соли и други примеси. Метод за обезсоляване осигури синтетични полу-пропускливи мембрани, които не могат да притежават някои от разтворените газове във вода (хлор, въглероден диоксид и др.).

Метод на обратното осмозата пречиства водата от всички примеси, има пълна деминерализация, която е вредна за човешкото тяло. В повечето случаи средният човек трябва да избира между чешмяна вода или да се третира с филтър. По-малкото зло е вода, лишена от всички природни компоненти.

Към днешна дата в някои държави вече съществуват инсталации за производство на питейна вода, където за деминерализация се използва методът на обратната осмоза и като допълнителна обработка след това се отстраняват разтворените газове. За да се получи нормално състояние, близко до естественото, в растенията в пречистената вода добавете необходимите соли в регулираната концентрация.

Плюсове и минуси на основните методи

Всеки от методите за обезсоляване на вода има както положителни, така и отрицателни качества. След като ги разгледаме подробно, е възможно да разберем кои от тях да дават предпочитания:

• Йонообменни помага да получите най-чиста вода, системата е надеждна и не отговаря на първоначалната степен на минерализация течност, тя изисква малко разходи за оборудване. Процесът на обезсоляване се извършва при минимална загуба на воден поток. Недостатъците на метода включват бързо замърсяване на околната среда с вредни химикали, високата цена на реагентите се, системата се замърси бързо и изискват честа смяна филтър. Изхвърлянето на отпадъци и части от филтъра е трудно.
• Дестилация. Инсталации за обезсоляване на вода въз основа на термичен метод, използван без използване на химически вещества проявяват добро качество на получената течност, генерирана по време на работа на топлина може да се използва за други цели. Характерна особеност на този метод е възможността за елиминиране на разтворените газове във водата. Минусите на метода включват: големи разходи за енергия, необходимостта от подготовка на водата, разходите за поддръжка на инсталацията (почистване на всички части), високата цена на оборудването.
• Мембранните растения се различават по непринуденост от първоначалното състояние на водата, процесът не изисква химически реагенти, лесни за поддръжка. Отрицателните качества са: подготовка на процеса на пречистване на водата, по-голямо количество вода за работата на устройствата, висока консумация на енергия, което се отразява на крайната цена на продукта.

Обезсоляване у дома

Филтрацията на водата е най-достъпният метод за последваща обработка. За обезсоляване на вода или морска течност в дома има два общи начина:

• Контейнерът с вода трябва да се постави във фризера и да се остави да не се замразява напълно. Солта с част от течността не замръзва, леда трябва да се стопи и може да се използва веднага. За по-нататъшно почистване е целесъобразно водата да се прекарва през всеки домакински филтър. Методът се нарича студена дестилация.
• Изпаряване. Вземете два контейнера с различни размери, в голяма излея море / солена вода, по-малка е оставена празна и поставена в голяма купа. Цялата конструкция може да се нагрее върху чиния или да се остави на слънце, предварително покрита с капак. Необходимо е да се постигне бавно кипене солена вода. Парите, лишени от сол, се концентрират в празен контейнер. Процесът на изпарение на слънце ще продължи много по-бавно. С този метод се получава доста малък обем питейна вода.

Обезсоляване и обезсоляване на водата чрез методи на занаятите е възможно, но не и плодотворно. Най-добрият вариант би бил да закупите домакинска чистачка.

Домакински инсталации

За битови нужди най-често са необходими системи за допълнително пречистване на водата. Филтрацията на водата може да се извърши по няколко начина:

• Най-простият и най-достъпен е кана с подменяеми филтри.
• Дюза с филтър на крана.
• Филтри за маса за вода.
• Вградена система, провеждане на почистващ флуид в зависимост от разположението (само кухнята, точката на емисия на влизане на вода в къщата, многостъпални пречистване на водата филтър от артезиански кладенци, и така нататък. Г.).

Нито една от домакинските системи не може напълно да елиминира солите от течността, но омекотява твърдата вода в състоянието. В този случай е необходимо да знаете с кои елементи се насищат, за да изберете система, водни касети, филтри или реагенти. Процесът на деминерализация изисква космически кораби, голяма площ за инсталация, големи финансови инвестиции и наличие на поддръжка на системата, което не е на разположение на широк кръг от потребители.

Видове почистване на домакинствата

Към днешна дата широко се използват следните видове пречистване на водата:

• Филтриране на въглища. Устройството е контейнер, пълен с дърво, активиран или каменни въглища. Вода, преминаващ през филтъра, почистват се от хлор маслени елементи, пестициди, микроорганизми, бактерии и други подобни. Г. Филтърът е на разположение на цена, издръжлив и лесен за работа.
• Фино почистване. Този тип филтри е разделен на два вида - еднофункционални и многофункционални. При всякакъв избор се изисква поддръжка - постоянно сменяйте патроните за вода, подменяйте арматурата и т.н.
• Грубо почистване. Елиминирайте големи частици от замърсители (пясък, ръжда, утайка и др.).
• Дълбоко почистване. Този тип филтри включват системи с обратна осмоза, многостепенен филтър и др.

В повечето региони на Русия се изисква само допълнително пречистване на водата, тъй като в страната има достатъчно водни ресурси. Единственият регион, в който може да има недостиг на прясна вода, е Крим, където може да са необходими промишлени инсталации за обезсоляване на морска вода. Всички процесни устройства имат патент. Обезсоляването и обезсоляването на водата трябва да се извършва на научно обосновани методи с задължително тестване на резултатите в лабораторията.