Desalinizacija vode: metode i instalacije

Znanstvenici vjeruju da je čovječanstvo došlo do razdoblja kada će izbiti sukobi za svježu vodu. Riješite ovaj problem samo na jedan način - kako biste pronašli najbolju metodu desalinizacije vode.

Što je desalinizacija vode?

Svaka tekućina u svom sastavu ima određeni udio soli, mikroorganizama, minerala. Pročišćavanje prirodnih ili vodu iz slavine uklanja štetne tvari iz njega. Ali ponekad ima veliki broj soli u sastavu, što ga čini neprikladnim za potrošnju.

Odstranjivanje vode je smanjenje koncentracije soli otopljene u njemu. Postupak može biti ukupno u prirodi, kada je tekućina lišena bilo kojeg sadržaja soli ili djelomično, kada propisana količina soli ostaje u njoj.

metode

Kompletna desalinizacija provodi se na sljedeće načine:

• Destilacija, toplinska metoda.
• Metoda ionske izmjene.
• Metoda elektrodijalize.
• Osmoza reverzne membrane.

Uklanjanje djelomične soli postiže se pri korištenju takvih metoda:

• Liming.
• Omekšavanje bara.
• H kationske izmjene.
• Zamrzavanje.

Metode destilacije vode zahtijevaju i financijske i energetske troškove. Izbor metode liječenja ovisi o stupnju sadržaja soli u izvornoj tekućini, kapacitetu postrojenja, troškovima procesnih komponenti (toplina, struja, reagensi). Svaka od metoda ima svoje prednosti, nedostatke i dolazi uz pomoć tehničkih sredstava.

Djelomično odstranjivanje

Zbog svih nečistoća voda se koristi u mnogim proizvodnim procesima i potrebna je za unutarnju potrošnju vrlo ograničenog broja ljudi. Za potrebe domaće potrošnje potrebna je demineralizacija vode u određenoj mjeri. Najčešće, tekućina se omekša metodom kationa.

U tom procesu, tvrde soli se zamjenjuju vodikovim kationima, koji zauzvrat reagiraju i uništavaju bikarbonatni ioni. Proizvodi tvore spoj koji se proizvodi kao plin. Stupanj pročišćavanja se procjenjuje prema količini kalcijevog karbonata povučenom.

Destiliranje vode

Odstranjivanje vode pomoću destilacijske metode danas je najstarija i najčešća metoda. Plus je njegova univerzalna dostupnost, a downside je visoke cijene procesa. Za proizvodnju vode bez nečistoća upotrebljavaju se destileri. Isparivači su nekoliko vrsta, razlika između kojih je u dizajnu, vrsti korištene energije. Najčešći su parni i električni aparati, karakterizirani visokim troškovima i visokom potrošnjom energije.

Uređaj je kotao (ili nekoliko kotlova) niskog tlaka, gdje se tekućina pretvara u paru i odvaja koncentrat soli. Da bi voda postigla maksimalno pročišćavanje, u uređaju se postiže sporo točenje vrelišta. Pod ovim režimom, teške nečistoće ne ulaze u kondenzirani destilat. Jedna od mogućnosti za smanjenje troškova je povećati broj koraka, ali takva instalacija podrazumijeva veliku početnu investiciju.

Oprema za destilaciju uz potrošnju velike količine energije impresivna je vrijednost za sve dijelove. Visoku čistoću može se osigurati skupe cijevi, spojnice, izmjenjivači topline, isparivači od kvarca ili platine. Drugi materijali nisu prikladni.

Elektrokemijska metoda

Bit metode je protok vode kroz električno polje, uz prijenos iona soli - kationi se raspoređuju na stranu katode, a anioni - do anode. Sustav ima tri odjeljka, koji su oblikovani pomoću katodne i anodne dijafragme. U srednjem odjelu nalazi se voda pripremljena za desalinizaciju.

Struja električna struja prolazi kroz protok, pomoću kojeg se soli razvrstavaju u katodne i anodne membrane. Metoda je vrlo skupo u smislu troškova opreme i troškova električne energije, zbog čega nije raspodijeljena.

Razmjena iona

Najpouzdanija metoda kojom se postiže desalinizacija vode je metoda ionske izmjene. Sedimentacija nečistoća na ovaj način omogućava dobivanje tekućine za čišćenje u kratkom vremenu, što je važno u industrijskoj desalinizaciji. Metoda je najisplativiji i daje najbolji rezultat čišćenja.

Metoda se temelji na uklanjanju kationa i aniona soli iz tekućine, kao rezultat pročišćavanja, moguće je postići različit stupanj demineralizacije, sve do potpuno uklanjanja soli. Desalinacija vode ionskom izmjenom događa se uz sudjelovanje ionskih izmjenjivača, koji su polimeri netopljivi u vodi koji sadrže pokretni ion. Pod stvorenim uvjetima, pripremljeni polimer reagira s ionima soli istog znaka. Ionski izmjenjivači smješteni u vodeni medij otvrdnu, povećavajući za faktor od 1,5-2.

Kako vrijeme prolazi, ionski izmjenjivači prikupljaju otopljene soli u vodi i kompaktne. Zasićeni ionski izmjenjivači se regeneriraju, nakon čega se pročišćavaju. Proizvodi izvedeni iz zasićenih ionskih izmjenjivača nazivaju se "eluati" i sadrže otopine soli i lužina. Neki od njih su vrijedne tvari, stoga ih se prodaje kao vrijedne komponente.

Obrnuta osmoza

Tehnički napredak i nestašica slatke vode koja se počela razvijati dovode do novih tehnologija za desalinizaciju i desalinizaciju. Popularna metoda je metoda obrade reverzne osmoze, pouzdanost jamči razvoj membranskih tehnologija. Industrijski je interes uzrokovan relativno niskim troškovima energije. Većina uređaja ovog načela koristi se za naknadnu obradu riječne vode, gdje se njihova učinkovitost opetovano dokazuje.

Za domaću uporabu, uređaji za destilaciju vode temelje se na načelu reverzna osmoza, prikladni su kako u smislu potrošnje energije, tako i na kvaliteti dobivenog proizvoda. Princip reverzne osmoze temelji se na prijenosu vode pod tlakom kroz membranu koja je nepropusna za otopljene soli i druge nečistoće. Proces desalinizacije vode osigurava sintetička polupropusna membrana koja ne može zadržati neke plinove otopljene u vodi (klor, ugljični dioksid, itd.).

Način preokreta osmoza pročišćava vodu od svih nečistoća, postoji potpuna demineralizacija koja je štetna za ljudsko tijelo. U većini slučajeva, prosječna osoba mora birati između vode iz slavine ili tretiranog filtrom. Manje zlo je voda, bez svih prirodnih sastojaka.

Danas u nekim zemljama već postoje postrojenja za proizvodnju pitke vode, gdje desalinizaciju pomoću obrnutog načina osmoze, a kao dodatni zaključaka naknadnu od njega otopljenih plinova. Da bi se dobio normalno stanje, blizu prirodnog, u biljkama u pročišćenoj vodi dodati potrebne soli u prilagođenu koncentraciju.

Pro i kontra glavnih metoda

Svaka od metoda desalinizacije vode ima i pozitivne i negativne osobine. Razmatrajući ih detaljno, moguće je razumjeti koja od njih dati prednost:

• Razmjena iona pomaže da se dobije čista voda, sustav je pouzdan i ne reagira na stupanj mineralizacije početne tekućine, zahtijeva mali trošak opreme. Proces desalinizacije nastaje uz minimalan gubitak protoka vode. Manje metode uključuju brzo onečišćenje okoliša štetnim kemikalijama, visoki trošak samih reagensa, sustav brzo postaje prljava i zahtijeva čestu zamjenu filtera. Zbrinjavanje otpada i dijelova filtera je teško.
• Destilacija. Postrojenja za desalinizacijskog vode na temelju toplinske metode koja se koristi bez upotrebe kemijskih tvari pokazuju dobre kvalitete dobivena tekućina nastaje tijekom rada topline može se koristiti u druge svrhe. Značajka ove metode je mogućnost uklanjanja otopljenih plinova u vodi. Minusa ove metode uključuju: velike troškove energije, potrebu za pripremom vode, trošak održavanja postrojenja (čišćenje svih dijelova), visoki trošak opreme.
• Membranske biljke razlikuju se nepretenciozno prema početnom stanju vode, proces ne zahtijeva kemijske reagense, lako održavati. Negativne kvalitete su: priprema vode za preradu, velika količina vode kako bi se osiguralo rad uređaja, velika potrošnja struje koja utječe na trošak gotovog proizvoda.

Desalting kod kuće

Filtriranje vode najpopularnija je metoda nakon tretmana. Za odstranjivanje dobro ili morske tekućine kod kuće postoje dva uobičajena načina:

• Spremnik s vodom treba staviti u zamrzivač i ostaviti do nepotpunog zamrzavanja. Sol s dijelom tekućine ne smrzava, led se treba rastopiti i može se odmah upotrijebiti. Za daljnje čišćenje, vrijedi proći vodu taline kroz bilo koji filtar kućanstva. Metoda se naziva hladna destilacija.
• Isparavanje. Uzmite dva spremnika različitih veličina, u velikom uliti more / slanu vodu, a manji je ostavljen prazan i stavljen u veliku zdjelu. Cijela se struktura može staviti na toplinu na ploči ili ostaviti na suncu, prethodno prekrivena poklopcem. Potrebno je postići sporo kuhanje slanu vodu. Pare koje nemaju sol će koncentrirati u prazan spremnik. Proces isparavanja na suncu će se nastaviti mnogo sporije. Ovom se metodom dobiva prilično mali volumen vode za piće.

Desalinacija i desalinizacija vode pomoću metoda zanatske je moguće, ali nije plodno. Najbolja bi mogućnost bila kupiti čistač kućanstva.

Instalacije kućanstva

Za domaće potrebe najčešće su potrebni sustavi za dodatno pročišćavanje vode. Filtriranje vode može se provesti na nekoliko načina:

• Najjednostavniji i najpristupačniji je vrč s izmjenjivim filtrima.
• Mlaznica s filterom na slavinu.
• Filtri za tablice za vodu.
• Ugrađeni sustav, provođenje tekućine za čišćenje, ovisno o plasmanu (samo kuhinja, feed mjestu ulaska vode u kući, višestupanjske čišćenja filtera voda iz arteškim bunara, i tako dalje. D.).

Niti jedan od kućanskih sustava ne može u potpunosti ukloniti soli iz tekućine, već omekšati tvrdu vodu u stanju. U tom slučaju potrebno je znati koji su elementi zasićeni kako bi odabrali sustav, spremnike za vodu, filtre ili reagencije. Proces demineralizacije zahtijeva svemirske brodove, veliko područje za ugradnju, velika financijska ulaganja i dostupnost održavanja sustava, što nije dostupno širokom rasponu potrošača.

Vrste čišćenja kućanstva

Do danas se naširoko koristi sljedeće vrste obrade vode:

• Filtracija ugljena. Uređaj je spremnik napunjen drvom, aktiviranim ili čvrstim ugljenom. Voda teče kroz filter, očistiti od klora masnu elemenata, pesticida, mikroorganizama, bakterija i sl. D. Filter je dostupan po cijeni, izdržljiv i jednostavan za rukovanje.
• Dobro čišćenje. Ova vrsta filtara podijeljena je u dvije vrste - jednofunkcionalne i višenamjenske. Kod svakog izbora potrebno je održavanje - stalno mijenjati spremnike za vodu, zamijeniti armaturu itd.
• Grubo čišćenje. Uklonite velike čestice zagađivača (pijesak, hrđu, talog, itd.).
• Duboko čišćenje. Ova vrsta filtara uključuje sustave s reverznom osmoticom, višefazni filteri, itd.

U većini regija Rusije potrebno je samo dodatno pročišćavanje vode, budući da u zemlji postoji dovoljno vodnih resursa. Jedina regija u kojoj postoji manjak slatke vode je Krim, gdje bi trebali biti potrebni industrijski objekti za desalinizaciju morske vode. Svi procesni uređaji imaju patent. Desalinacija i desalinizacija vode treba provoditi na znanstveno utemeljenim metodama uz obvezno ispitivanje rezultata u laboratoriju.