Razsoljevanje vode: metode in nastavitve

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Znanstveniki verjamejo, da je človeštvo prišlo v obdobje, ko se bodo zaradi sladke vode razplamteli konflikti. Obstaja samo en način za rešitev tega problema - najti najboljšo metodo razsoljevanja vode.

Kaj je razsoljevanje vode

Vsaka tekočina v svoji sestavi ima določen delež soli, mikroorganizmov, mineralov. Čiščenje naravne vode ali vode iz pipe odstrani iz nje škodljive snovi. Včasih pa vsebuje veliko količino soli, zaradi česar ni primeren za uživanje.

Demineralizacija vode je zmanjšanje koncentracije v njej raztopljenih soli. Postopek je lahko popoln, ko je tekočina brez soli, ali delna, ko v njej ostane določena količina soli.

Metode

Popolno razsoljevanje se izvaja na naslednje načine:

• Destilacija, termična metoda.
• Metoda ionske izmenjave.
• Metoda elektrodialize.
• Membranska reverzna osmoza.

Delno odstranjevanje soli se doseže z naslednjimi metodami:

• Lime.
• Mehčanje barita.
• H-kationizacija.
• zamrzovanje.

Metode razsoljevanjavoda zahteva tako finančne kot energetske stroške. Izbira metode obdelave je odvisna od stopnje vsebnosti soli v začetni tekočini, produktivnosti naprave, stroškov komponent procesa (toplota, elektrika, reagenti). Vsaka od metod ima svoje prednosti, slabosti in se izvaja s pomočjo tehničnih sredstev.

Delno razsoljevanje

Voda brez vseh nečistoč se uporablja v številnih industrijskih procesih in jo potrebuje za notranjo porabo zelo omejeno število ljudi. Domače potrebe zahtevajo do določene mere demineralizacijo vode. Najpogosteje pride do zmehčanja tekočine s kationizacijo.

Pri tem se trde soli nadomestijo z vodikovimi kationi, ki pa reagirajo in uničijo bikarbonatne ione. Produkti tvorijo spojino, ki se izloča kot plin. Stopnja čiščenja je ocenjena s količino odstranjenega kalcijevega karbonata.

destilacija vode

Razsoljevanje vode po metodi destilacije je danes najstarejša in najpogostejša metoda. Prednost je njegova univerzalna razpoložljivost, pomanjkljivost pa visoki stroški postopka. Destilatorji se uporabljajo za pridobivanje vode brez nečistoč. Gre za več vrst uparjalnikov, med katerimi je razlika v zasnovi, vrsti porabljene energije. Najpogostejše so parne in električne naprave, ki so drage in porabijo veliko energije.

Naprava je kotel (ali več kotlov)nizkega tlaka, kjer se tekočina spremeni v paro in loči koncentrat soli. Da bi bila voda maksimalno prečiščena, se v aparatu doseže temperatura počasnega vretja. V tem načinu težke nečistoče ne vstopijo v kondenzacijski destilat. Ena od možnosti za zmanjšanje stroškov je povečanje števila stopenj, vendar ta namestitev zahteva veliko začetno naložbo.

Destilacijska oprema ima poleg tega, da porabi veliko energije, impresivno ceno vseh delov. Drage cevi, fitingi, toplotni izmenjevalniki, uparjalniki iz kremena ali platine lahko zagotovijo visoko stopnjo čistosti. Drugi materiali niso primerni.

Elektrokemična metoda

Bistvo metode je prehajanje vode skozi električno polje, medtem ko se ioni soli prenašajo - kationi se razporedijo proti katodi, anioni - proti anodi. Sistem ima tri oddelke, ki so oblikovani s pomočjo katodne in anodne membrane. Srednji predel vsebuje vodo, pripravljeno za razsoljevanje.

Skozi tok teče konstanten električni tok, s pomočjo katerega se soli razvrstijo v katodne in anodne membrane. Metoda je zelo draga glede stroškov opreme in električne energije, zato ni bila široko uporabljena.

Ionska izmenjava

Najbolj zanesljiv način za dosego razsoljevanja vode je metoda ionske izmenjave. Obarjanje nečistoč na ta načinvam omogoča, da v kratkem času dobite čistejšo tekočino, kar je pomembno za industrijsko razsoljevanje. Metoda je stroškovno najbolj učinkovita in daje najboljši rezultat čiščenja.

Metoda temelji na odstranitvi kationov in anionov soli iz tekočine, s čiščenjem pa lahko dosežemo različne stopnje demineralizacije, vse do popolne odstranitve soli. Razsoljevanje vode z ionsko izmenjavo poteka s sodelovanjem ionskih izmenjevalcev, ki so v vodi netopni polimeri, ki vsebujejo mobilni ion. V ustvarjenih pogojih pripravljen polimer vstopi v reakcijo izmenjave s solnimi ioni istega predznaka. Ionski izmenjevalci, nameščeni v vodni medij, nabreknejo in se povečajo za 1,5-2 krat.

Ko čas teče, ionski izmenjevalci zbirajo soli, raztopljene v vodi, in postanejo gostejši. Nasičeni ionski izmenjevalci se regenerirajo, nato pa se očistijo. Izdelki, pridobljeni iz nasičenih ionskih izmenjevalcev, se imenujejo "eluati", vključujejo raztopine soli in alkalij. Nekatere izmed njih so dragocene snovi, zato jih odlagamo kot dragocene sestavine.

reverzna osmoza

Tehnični napredek in začetek pomanjkanja sladke vode povzročata nove tehnologije za razsoljevanje in razsoljevanje. Metoda obdelave z reverzno osmozo postaja priljubljena metoda, katere zanesljivost zagotavlja razvoj membranskih tehnologij. Industrijski interes povzročajo relativno nizki stroški energije. Večina naprav tega principa se uporablja za naknadno čiščenje rečne vode, kjer je bila njihova učinkovitost večkrat dokazana.

ZaZa domačo rabo so naprave za razsoljevanje vode po principu reverzne osmoze primerne tako po porabi energije kot po kakovosti pridobljenega produkta. Načelo reverzne osmoze temelji na prehodu vode pod pritiskom skozi membrano, ki je neprepustna za raztopljene soli in druge nečistoče. Postopek razsoljevanja vode zagotavljajo sintetične polprepustne membrane, ki ne morejo zadržati nekaterih plinov, raztopljenih v vodi (klor, ogljikov dioksid itd.).

Metoda reverzne osmoze očisti vodo iz vseh nečistoč, pride do popolne demineralizacije, ki je škodljiva za človeško telo. V večini primerov mora laik izbirati med vodo iz pipe ali obdelano s kakšnim filtrom. Manjše zlo je voda, brez vseh naravnih sestavin.

Danes v nekaterih državah že obstajajo obrati za proizvodnjo pitne vode, kjer se za razsoljevanje uporablja metoda reverzne osmoze, iz nje pa kot dodatno obdelavo odstranjujejo raztopljene pline. Da bi ji zagotovili normalno stanje, ki je blizu naravnemu, podjetja v prečiščeno vodo dodajajo potrebne soli v preverjeni koncentraciji.

Prednosti in slabosti osnovnih metod

Vsaka od metod razsoljevanja vode ima tako pozitivne kot negativne lastnosti. Če ste jih podrobno preučili, lahko razumete, kateremu dati prednost:

• Ionska izmenjava pomaga do najčistejše vode, sistem je zanesljiv in se ne odziva na stopnjo mineralizacijeizvorna tekočina, zahteva majhne stroške opreme. Postopek razsoljevanja poteka z minimalno izgubo porabe vode. Pomanjkljivosti metode vključujejo hitro onesnaževanje okolja s škodljivimi kemikalijami, visoke stroške samih reagentov, sistem se hitro onesnaži in zahteva pogosto menjavo filtrov. Odlaganje odpadkov in delov filtra je težko.
• Destilacija. Naprave za razsoljevanje vode, ki temeljijo na termični metodi, se uporabljajo brez uporabe kemikalij, izkazujejo dobro kakovost nastale tekočine, toploto, ki nastane med delovanjem, pa lahko uporabimo za druge potrebe. Posebnost te metode je sposobnost odstranjevanja plinov, raztopljenih v vodi. Slabosti metode vključujejo: visoke stroške energije, potrebo po čiščenju vode, stroške vzdrževanja inštalacije (čiščenje vseh delov), visoke stroške opreme.
• Membranske inštalacije odlikuje nezahtevnost do začetnega stanja vode, postopek ne zahteva kemičnih reagentov in je enostaven za vzdrževanje. Negativne lastnosti so: priprava vode za proces obdelave, velika količina vode za zagotavljanje delovanja aparata, visoka poraba energije, kar vpliva na ceno končnega izdelka.

Razsoljevanje doma

Filtracija vode je najbolj dostopen način naknadne obdelave. Obstajata dva pogosta načina za razsoljevanje vodnjaka ali morske tekočine doma:

• Postavite posodo z vodo v zamrzovalnik in pustite, dokler popolnoma ne zamrzne. Sol z delomtekočina ne bo zmrznila, led je treba stopiti in ga lahko takoj uporabite. Za dodatno čiščenje je vredno prepustiti taljeno vodo skozi kateri koli gospodinjski filter. Metoda se imenuje hladna destilacija.
• Izhlapevanje. Vzamejo dve posodi različnih velikosti, v večjo nalijejo morsko/slano vodo, manjšo pustijo prazno in jo dajo v večjo posodo. Celotno konstrukcijo lahko postavite na štedilnik za ogrevanje ali pustite na soncu, potem ko zaprete pokrov. Potrebno je doseči počasno vrenje slane vode. Hlapi brez soli se bodo koncentrirali v prazni posodi. Proces izhlapevanja na soncu bo potekal veliko počasneje. S to metodo dobimo precej majhno količino pitne vode.

Razsoljevanje in razsoljevanje vode z rokodelskimi metodami je možno, a neučinkovito. Najboljša možnost bi bil nakup gospodinjske čistilne enote.

Domače instalacije

Za domače potrebe so najpogosteje potrebni sistemi za naknadno obdelavo vode. Filtriranje vode je mogoče izvesti na več načinov:

• Najlažji in najbolj dostopen je vrč z zamenljivimi filtri.
• Šoba s filtrom na pipi.
• Namizni vodni filtri.
• Vgrajeni sistemi za čiščenje tekočin glede na lokacijo (samo v kuhinji, na vstopni točki vodovoda v hišo, večstopenjski filtri za čiščenje vode iz arteškega vodnjaka itd.).

Noben gospodinjski sistem ne more popolnoma odstraniti soli iz tekočine, lahko pa zmehča trdo vodo. V temV primeru, morate vedeti, s katerimi elementi je nasičen, da izberete sistem, vodne kartuše, filtre ali reagente. Postopek razsoljevanja zahteva velike enote, veliko območje namestitve, velike finančne naložbe in razpoložljivost vzdrževanja sistema, ki ni na voljo širokemu krogu potrošnikov.

Vrste gospodinjskega čiščenja

Danes se široko uporabljajo naslednje vrste čiščenja vode:

• Filtracija premoga. Naprava je posoda, napolnjena z ogljem, aktivnim ali premogom. Voda, ki prehaja skozi tak filter, je prečiščena iz klora, oljnih elementov, pesticidov, mikroorganizmov, bakterij itd. Filter je cenovno ugoden, vzdržljiv in enostaven za uporabo.
• Fino čiščenje. Ta vrsta filtrov je razdeljena na dve vrsti - enonamenske in večnamenske. Vsaka izbira zahteva vzdrževanje - nenehno menjavanje vodnih kartuš, zamenjava nastavkov itd.
• Grobo čiščenje. Odstranite velike delce umazanije (pesek, rja, usedline itd.).
• globinsko čiščenje. Ta vrsta filtrov vključuje sisteme reverzne osmoze, večstopenjske filtre itd.

V večini regij Rusije je potrebno samo dodatno čiščenje vode, saj je v državi dovolj vodnih virov. Edina regija, kjer morda primanjkuje sladke vode, je Krim, kjer bodo morda potrebne industrijske naprave za razsoljevanje morske vode. Vse naprave za izvajanje procesov imajo patent. Razsoljevanje in razsoljevanje vode je treba izvajati z znanstveno utemeljenimi metodami z obveznim testiranjem rezultatov v laboratorijskih pogojih.