Αφαλάτωση νερού: μέθοδοι και εγκαταστάσεις

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ανθρωπότητα έχει έρθει σε μια περίοδο κατά την οποία οι συγκρούσεις θα εξαπλωθούν για φρέσκο ​​νερό. Η επίλυση αυτού του προβλήματος είναι μόνο ένας τρόπος - να βρεθεί η καλύτερη μέθοδος αφαλάτωσης του νερού.

Τι είναι η αφαλάτωση του νερού

Οποιοδήποτε υγρό στη σύνθεσή του έχει ένα συγκεκριμένομερίδιο αλάτων, μικροοργανισμών, ορυκτών. Ο καθαρισμός φυσικού ή νερού βρύσης απομακρύνει βλαβερές ουσίες από αυτό. Αλλά μερικές φορές περιέχει μια μεγάλη ποσότητα αλάτων, που το καθιστούν ακατάλληλο για χρήση.

Η αφαλάτωση του νερού είναι μια μείωση της συγκέντρωσης.άλατα διαλυμένα σε αυτό. Η διαδικασία μπορεί να είναι πλήρης στη φύση όταν το υγρό στερείται οποιασδήποτε περιεκτικότητας σε αλάτι ή μερικής όταν η καθορισμένη ποσότητα αλατιού παραμένει σε αυτό.

Μέθοδοι

Η πλήρης αφαλάτωση πραγματοποιείται με τους ακόλουθους τρόπους:

• Απόσταξη, θερμική μέθοδος.
• Μέθοδος ανταλλαγής ιόντων.
• Μέθοδος ηλεκτροδιάλυσης.
• Μεμβρανική αντίστροφη όσμωση.

Η μερική αφαίρεση του άλατος επιτυγχάνεται με την εφαρμογή τέτοιων μεθόδων:

• Αραίωση.
• Αποσκλήρυνση του βαριδιού.
• Η-κατιόν.
• Κατάψυξη.

Οι μέθοδοι αφαλάτωσης νερού είναι δαπανηρές.οικονομικών και ενεργειακών. Η επιλογή της μεθόδου επεξεργασίας εξαρτάται από τον βαθμό περιεκτικότητας σε αλάτι στο αρχικό υγρό, την παραγωγική ικανότητα του εργοστασίου, το κόστος των συστατικών της διαδικασίας (θερμότητα, ηλεκτρική ενέργεια, αντιδραστήρια). Κάθε μία από τις μεθόδους έχει τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματά της και συμβαίνει με τη βοήθεια τεχνικών μέσων.

Μερική αφαλάτωση

Χωρίς όλες τις ακαθαρσίες, το νερό χρησιμοποιείται σε πολλάκαι είναι αναγκαία για εσωτερική χρήση από πολύ περιορισμένο αριθμό ατόμων. Για οικιακή χρήση, η απαλλαγή από το νερό απαιτείται σε κάποιο βαθμό. Τις περισσότερες φορές, η μέθοδος μαλακώματος υγρού του κατιονισμού.

Κατά τη διαδικασία, τα σκληρά άλατα αντικαθίστανται απόκατιόντα υδρογόνου, τα οποία, με τη σειρά τους, αντιδρούν, καταστρέφουν τα διττανθρακικά ιόντα. Τα προϊόντα σχηματίζουν μια ένωση που εμφανίζεται ως αέριο. Ο βαθμός καθαρισμού υπολογίζεται από την ποσότητα του προερχομένου ανθρακικού ασβεστίου.

Απόσταξη νερού

Αφαλάτωση νερού με τη μέθοδο απόσταξης -Ο παλαιότερος και συνηθέστερος τρόπος μέχρι σήμερα. Το πλεονέκτημα είναι η καθολική διαθεσιμότητά του και το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος της διαδικασίας. Για να ληφθεί νερό χωρίς ακαθαρσίες χρησιμοποιώντας αποστακτήρια. Είναι εξατμιστές πολλών τύπων, η διαφορά μεταξύ τους είναι στο σχεδιασμό, ο τύπος ενέργειας που χρησιμοποιείται. Τα πιο συνηθισμένα είναι οι συσκευές ατμού και ηλεκτρικής ενέργειας, οι οποίες είναι αξιοσημείωτες λόγω του υψηλού κόστους και της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας.

Η συσκευή είναι λέβητας (ή αρκετέςλέβητες) χαμηλής πίεσης, όπου το υγρό μετατρέπεται σε ατμό και διαχωρίζει το συμπύκνωμα αλατιού. Προκειμένου το νερό να λάβει τον μέγιστο καθαρισμό, επιτυγχάνεται βραδύ σημείο βρασμού στη συσκευή. Σε αυτόν τον τρόπο, οι βαριές ακαθαρσίες δεν εμπίπτουν στο συμπυκνωμένο απόσταγμα. Ένας από τους τρόπους μείωσης του κόστους είναι η αύξηση του αριθμού των σταδίων, αλλά αυτή η εγκατάσταση συνεπάγεται μεγάλες αρχικές επενδύσεις.

Εξοπλισμός απόσταξης εκτός από την κατανάλωσηΜια μεγάλη ποσότητα ενέργειας έχει ένα εντυπωσιακό κόστος για όλα τα μέρη. Οι δαπανηροί σωλήνες, τα εξαρτήματα, οι εναλλάκτες θερμότητας, οι εξατμιστές από χαλαζία ή πλατίνα μπορούν να παρέχουν υψηλό βαθμό καθαρότητας. Άλλα υλικά δεν είναι κατάλληλα.

Ηλεκτροχημική μέθοδος

Η ουσία της μεθόδου είναι να περάσει το νερότο ηλεκτρικό πεδίο, στην περίπτωση αυτή, λαμβάνει χώρα η μεταφορά ιόντων άλατος - τα κατιόντα κατανέμονται προς την κάθοδο και ανιόντα στην άνοδο. Το σύστημα έχει τρία διαμερίσματα, τα οποία σχηματίζονται από τα διάφρητα καθόδου και ανόδου. Στο μεσαίο τμήμα υπάρχει νερό προετοιμασμένο για αφαλάτωση.

Μέσα από το ρεύμα περάσει μια σταθερή ηλεκτρικήτο ρεύμα μέσω του οποίου τα άλατα ταξινομούνται στα διάφρητα καθόδου και ανόδου. Η μέθοδος είναι πολύ δαπανηρή όσον αφορά το κόστος εξοπλισμού και το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και επομένως δεν χρησιμοποιείται ευρέως.

Ανταλλαγή ιόντων

Ο πιο αξιόπιστος τρόπος που επιτυγχάνεταιαφαλάτωση νερού, - μέθοδος ανταλλαγής ιόντων. Η καθίζηση των ακαθαρσιών με αυτό τον τρόπο σας επιτρέπει να έχετε ένα καθαρότερο υγρό σε σύντομο χρονικό διάστημα, το οποίο είναι σημαντικό για τη βιομηχανική αφαλάτωση. Η μέθοδος είναι η πιο οικονομικά αποδοτική και δίνει το καλύτερο αποτέλεσμα καθαρισμού.

Η μέθοδος βασίζεται στην απομάκρυνση από το υγρό.τα κατιόντα και τα ανιόντα των αλάτων, ως αποτέλεσμα του καθαρισμού, μπορούν να επιτευχθούν διαφορετικοί βαθμοί αφαλάτωσης, μέχρι την πλήρη απομάκρυνση των παραγόντων άλατος. Η αφαλάτωση του νερού με ανταλλαγή ιόντων συμβαίνει με τη συμμετοχή των ιοντοανταλλακτών, τα οποία είναι αδιάλυτα στο νερό πολυμερή που περιέχουν ένα κινητό ιόν. Υπό τις δημιουργούμενες συνθήκες, το παρασκευασμένο πολυμερές αντιδρά με ανταλλαγή με ιόντα των αλάτων του ίδιου σημείου. Οι ιοντοανταλλάκτες που τοποθετούνται στο υδάτινο περιβάλλον διογκώνονται, αυξάνονται σε μέγεθος κατά 1,5-2 φορές.

Καθώς ο χρόνος περνάει, οι ιονανταλλάκτες συλλέγουνάλατα διαλυμένα σε νερό και συμπιεσμένα. Οι κορεσμένοι ινοανταλλάκτες αναγεννώνται, μετά τον οποίο καθαρίζονται. Τα προϊόντα που παράγονται από τους κοκκώδεις ιοντοανταλλάκτες ονομάζονται "εκλούσματα", περιλαμβάνουν διαλύματα αλάτων και αλκαλίων. Ορισμένες από αυτές είναι πολύτιμες ουσίες, επομένως απορρίπτονται ως πολύτιμα συστατικά.

Αντίστροφη όσμωση

Τεχνική πρόοδος και άρχισαν να τηρούνταιη έλλειψη γλυκού νερού δημιουργεί νέες τεχνολογίες αφαλάτωσης και αφαλάτωσης. Μια δημοφιλής μέθοδος είναι η μέθοδος επεξεργασίας της αντίστροφης ώσμωσης, η αξιοπιστία που εγγυάται η ανάπτυξη τεχνολογιών μεμβράνης. Το βιομηχανικό ενδιαφέρον προκαλείται από σχετικά χαμηλό ενεργειακό κόστος. Οι περισσότερες από τις συσκευές αυτής της αρχής χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των ποταμών, όπου η αποτελεσματικότητά τους έχει αποδειχθεί επανειλημμένα.

Εγκατάσταση κατοικιών γιατην αφαλάτωση του νερού, με βάση την αρχή της αντίστροφης όσμωσης, κατάλληλη τόσο για την κατανάλωση ενέργειας όσο και για την ποιότητα του προϊόντος. Η αρχή της αντίστροφης όσμωσης είναι η μεταφορά νερού υπό πίεση μέσω μιας μεμβράνης που είναι αδιαπέραστη από διαλυμένα άλατα και άλλες ακαθαρσίες. Η διαδικασία αφαλάτωσης νερού παρέχεται από συνθετικές ημιδιαπερατές μεμβράνες, οι οποίες δεν μπορούν να συγκρατηθούν από μερικά αέρια διαλυμένα σε νερό (χλώριο, διοξείδιο του άνθρακα κλπ.).

Η μέθοδος αντίστροφης όσμωσης καθαρίζει το νερό από όλουςακαθαρσίες, υπάρχει πλήρης αφαλάτωση, η οποία είναι επιβλαβής για το ανθρώπινο σώμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο φιλικιστής πρέπει να επιλέξει μεταξύ του νερού της βρύσης ή να υποβληθεί σε επεξεργασία με ένα φίλτρο. Λιγότερο κακό είναι το νερό, που στερείται όλων των φυσικών συστατικών.

Σήμερα σε ορισμένες χώρεςΥπάρχουν φυτά για την παραγωγή πόσιμου νερού, όπου η μέθοδος αντίστροφης όσμωσης χρησιμοποιείται για την αφαλάτωση και τα διαλυμένα αέρια απομακρύνονται από αυτήν ως πρόσθετη εγκατάσταση καθαρισμού. Για να του δώσει μια φυσιολογική κατάσταση, κοντά στο φυσικό, στις επιχειρήσεις στο καθαρισμένο νερό προσθέστε τα απαραίτητα άλατα σε μια επαληθευμένη συγκέντρωση.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των κύριων μεθόδων

Κάθε μία από τις μεθόδους αφαλάτωσης νερού έχει θετικές και αρνητικές ιδιότητες. Αφού τις εξετάσατε λεπτομερώς, μπορείτε να καταλάβετε ποια από αυτές θα πρέπει να προτιμάτε:

• Η ανταλλαγή ιόντων βοηθάει στην καλύτερη δυνατή καθαριότητανερό, το σύστημα είναι αξιόπιστο και δεν ανταποκρίνεται στον βαθμό ανοργανοποίησης του αρχικού υγρού, απαιτεί μικρό εξοπλισμό. Η διαδικασία αφαλάτωσης συμβαίνει με ελάχιστη απώλεια κατανάλωσης νερού. Τα μειονεκτήματα της μεθόδου είναι η ταχεία περιβαλλοντική μόλυνση με επιβλαβείς χημικές ουσίες, το υψηλό κόστος των ίδιων των αντιδραστηρίων, το σύστημα μολύνεται γρήγορα και απαιτεί συχνή αντικατάσταση των φίλτρων. Η απόρριψη αποβλήτων και εξαρτημάτων φίλτρων είναι δύσκολη.
• Απόσταξη Οι εγκαταστάσεις για την αφαλάτωση του νερού, με βάση τη θερμική μέθοδο, χρησιμοποιούνται χωρίς τη χρήση χημικών, αποδεικνύουν την καλή ποιότητα του παραγόμενου υγρού, η θερμότητα που παράγεται κατά τη διάρκεια της εργασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλλες ανάγκες. Ένα χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό αυτής της μεθόδου είναι η δυνατότητα εξάλειψης των αερίων που διαλύονται στο νερό. Τα μειονεκτήματα της μεθόδου περιλαμβάνουν: την υψηλή κατανάλωση ενέργειας, την ανάγκη επεξεργασίας νερού, το κόστος συντήρησης εγκατάστασης (καθαρισμός όλων των εξαρτημάτων), το υψηλό κόστος του εξοπλισμού.
• Οι εγκαταστάσεις με μεμβράνες διαφέρουν σε ανεπιτυχήστην αρχική κατάσταση του νερού, η διαδικασία δεν απαιτεί χημικά αντιδραστήρια, εύκολο να διατηρηθεί. Αρνητικές ιδιότητες είναι: προετοιμασία του νερού για τη διαδικασία επεξεργασίας, μεγάλη ποσότητα νερού για να εξασφαλιστεί η λειτουργία των συσκευών, υψηλή κατανάλωση ενέργειας, η οποία επηρεάζει το κόστος του τελικού προϊόντος.

Αρχική Αφαλάτωση

Η διήθηση του νερού είναι ο πιο προσιτός τρόπος καθαρισμού. Για αφαλάτωση καλά ή θαλάσσιο υγρό στο σπίτι, υπάρχουν δύο συνήθεις τρόποι:

• Τοποθετήστε ένα δοχείο νερού στην κατάψυξη καιαφήστε μέχρι να πάτε σε πλήρες πάγωμα. Το αλάτι με μέρος του υγρού δεν θα καταψύξει, ο πάγος θα πρέπει να λειώσει και μπορεί να χρησιμοποιηθεί αμέσως. Για πρόσθετο καθαρισμό αξίζει να περάσετε το νερό τήξης μέσω οποιουδήποτε οικιακού φίλτρου. Η μέθοδος ονομάζεται ψυχρή απόσταξη.
• Εξάτμιση. Παίρνουν δύο δοχεία διαφόρων μεγεθών, ρίχνουν το θαλασσινό / αλμυρό νερό σε ένα μεγάλο, αφήνουν το μικρότερο κενό και το τοποθετεί σε ένα μεγάλο μπολ. Ολόκληρη η δομή μπορεί να τοποθετηθεί στη σόμπα για θέρμανση ή να παραμείνει στον ήλιο, αφού προηγουμένως έκλεισε το καπάκι. Είναι απαραίτητο να επιτευχθεί βραδεία βρασμός του θαλασσινού νερού. Οι ατμοί που δεν περιέχουν άλας θα συγκεντρωθούν σε ένα κενό δοχείο. Η διαδικασία εξάτμισης στον ήλιο θα προχωρήσει πολύ πιο αργά. Με αυτή τη μέθοδο, λαμβάνεται μια μάλλον μικρή ποσότητα πόσιμου νερού.

Η αφαλάτωση και αφαλάτωση του νερού με βιοτεχνικές μεθόδους είναι δυνατή, αλλά ελάχιστα αποτελεσματική. Η καλύτερη επιλογή θα ήταν να αγοράσετε μια οικιακή εγκατάσταση για καθαρισμό.

Εγκαταστάσεις οικιακής χρήσης

Για οικιακές ανάγκες τα πιο συχνά απαιτούμενα συστήματα για τον καθαρισμό του νερού. Η διήθηση του νερού μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους:

• Η ευκολότερη και πιο προσιτή είναι μια κανάτα με αντικαταστάσιμα φίλτρα.
• Ακροφύσιο με φίλτρο στον γερανό.
• Επιτραπέζια φίλτρα νερού.
• Ενσωματωμένα συστήματα καθαρισμούτα υγρά ανάλογα με την τοποθεσία (μόνο στην κουζίνα, στο σημείο εισόδου της τροφοδοσίας νερού στο σπίτι, στα πολυβάθμια φίλτρα για τον καθαρισμό του νερού από ένα αρτεσιανό φρεάτιο κλπ.).

Κανένα από τα οικιακά συστήματα δεν μπορεί πλήρωςΕξαλείψτε τα άλατα από το υγρό, αλλά μαλακώνετε το σκληρό νερό στην κατάσταση. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να ξέρετε ποια στοιχεία είναι κορεσμένα για να επιλέξετε ένα σύστημα, φυσίγγια νερού, φίλτρα ή αντιδραστήρια. Η διαδικασία αφαλάτωσης απαιτεί συνολικό εξοπλισμό, μεγάλο χώρο για εγκατάσταση, μεγάλες χρηματοοικονομικές επενδύσεις και διαθεσιμότητα συντήρησης του συστήματος, το οποίο δεν διατίθεται για ευρύ φάσμα καταναλωτών.

Είδη οικιακού καθαρισμού

Σήμερα χρησιμοποιούνται συνήθως οι παρακάτω τύποι επεξεργασίας νερού:

• Διήθηση άνθρακα. Η συσκευή είναι δοχείο γεμάτο με ξύλο, ενεργό άνθρακα ή άνθρακα. Το νερό που διέρχεται από ένα τέτοιο φίλτρο καθαρίζεται από χλώριο, στοιχεία που περιέχουν έλαιο, παρασιτοκτόνα, μικροοργανισμούς, βακτηρίδια κλπ. Το φίλτρο είναι προσιτό, ανθεκτικό και εύκολο στη χρήση.
• Πρόστιμο καθαρισμό. Αυτός ο τύπος φίλτρων χωρίζεται σε δύο τύπους - με μία λειτουργία και πολυλειτουργικό. Με οποιαδήποτε επιλογή, απαιτείται συντήρηση - αλλάζει συνεχώς τα δοχεία νερού, αντικαθιστά τις βαλβίδες, κλπ.
• Χοντρό καθαρισμό. Εξαλείψτε μεγάλα σωματίδια ρύπανσης (άμμο, σκουριά, ιζήματα κλπ.).
• Βαθιά καθαρό. Αυτός ο τύπος φίλτρου περιλαμβάνει συστήματα αντίστροφης όσμωσης, φίλτρα πολλαπλών σταδίων κ.λπ.

Στις περισσότερες περιοχές της Ρωσίας μόνοεπιπλέον καθαρισμό του νερού, δεδομένου ότι οι πόροι της χώρας επαρκούν. Η μόνη περιοχή όπου μπορεί να υπάρχει έλλειψη γλυκού νερού είναι η Κριμαία, η οποία μπορεί να χρειαστεί βιομηχανικές εγκαταστάσεις για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού. Όλες οι συσκευές για τη διεξαγωγή των διαδικασιών έχουν δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Η αφαλάτωση και η αφαλάτωση του νερού πρέπει να διεξάγονται σε επιστημονικά βασιζόμενες μεθόδους με υποχρεωτική δοκιμή των αποτελεσμάτων σε εργαστηριακές συνθήκες.