Обессоливание воды, эффективные методы

Обессоливание воды, эффективные методы

 

Установка обессоливания и опреснения воды

Если затратить немного времени, изучить хотя бы общие принципы водоподготовки, то будет проще ориентироваться при выборе соответствующего оборудования для оснащения им жилья, или коммерческого предприятия. Не является исключением данный процесс, обессоливание воды. Личный контроль на основе полученных знаний  вместе с опытом профильного специалиста – это увеличит шансы на получение нужного результата.

 

Правильное определение понятий

 

Чтобы изначально исключить некоторые ошибки, точно опишем основные термины. Обессоливание воды производится в соответствии с нормами государственного стандарта. После выполнения технологических процедур относительное содержание примесей не должно превышать 5-ти мг. солей на 1 литр воды. Такая высокая степень очистки используется в промышленности, в исследовательских и научных лабораториях, там, где необходимо точно исключить наличие загрязнений.

Для подготовки питьевой, пригодной для приготовления пищи, воды применяются отечественные санитарные нормы. Они допускают содержание солей в 200 раз большее (не более 1 000 мг на 1 литр). Данный процесс именуется опреснением. Исходным сырьем в данном случае часто является морская вода. Соответствующее оборудование устанавливается на судах, в прибрежных городах, там, где невозможно использование иных источников и есть достаточное количество энергии.

 

Самые «простые» методы

 

В предыдущем разделе было отмечено, что для опреснения требуется энергия. Она же пригодится и тогда, когда планируется обессоливание воды. Дело в том, что удаление солей и других примесей традиционно производится с помощью изменения агрегатного состояния вещества. Если нагреть воду до определенной температуры, то она преобразуется в пар. Далее можно будет использовать разные уровни концентрации соли в жидкости и паре. Используя отвод пара на определенном участке рабочего объема и последующее охлаждение, получают хорошо очищенную воду (дистиллят).

Данный процесс производится с использованием простейших химических методов очистки воды, перегонки, выпариванием, с разделением на несколько разных фракций. Высокую производительность обеспечивает использование ректификационных колонн. В этих установках часть жидкости движется в противоположном направлении по отношению к пару. Некоторые технологии дистилляции включают в себя конденсацию пара с переходом в твердую фазу.

Понятно, что повышение температуры воды до кипения жидкости сопровождаются большими затратами энергии и времени. Подобный термический метод можно реализовать в домашних условиях, но вряд ли это будет целесообразно для ежедневного использования. Повышенные затраты и необходимость личного контроля за работой водоподготовки котельных установок являются самыми существенными ограничениями.

 

Технология термического обессоливания воды

 

Обессоливание воды с меньшими затратами можно произвести, если применить термическое обессоливание, либо ионный обмен. Технология термического обессоливания используется и в бытовых установках. В ней главную функцию выполняют особые наполнители, катиониты. Они извлекают из морской воды ионы примесей. Когда насыщение достигнет предельного уровня, выполняется регенерация.

Метод термического обессоливания производится в домашних условиях с использованием поваренной соли. Но такие виды оборудования рассчитаны на сравнительно небольшие уровни жесткости. В производстве применяются иные катиониты и регенерирующие растворы на основе кислот и щелочей.

 

Совершенствование ионного обмена

 

Предыдущая методика безопасна в бытовом применении, ведь регенерирующий раствор, который после промывки ионообменных смол направляется в дренаж, создается из поваренной соли. Ее особая форма, в таблетках, предотвращает произвольное образование крупных соединений вещества, обеспечивает нужную скорость растворения. Она чище, чем обычная пищевая соль, не содержит йода, иных примесей.

В производственных процессах для регенерации используются щелочи и кислоты. Их используют неоднократно, с контролем расхода. Но в итоге – в отходы направляются агрессивные, опасные для окружающей среды соединения. На самом деле, умягчение воды методом ионного обмена весьма эффективный, но дорогой в обслуживании!!!  Их нейтрализация сопряжена с дополнительными затратами.

Эту проблему можно решить, если обессоливание воды произвести с помощью деионизации электричеством. В установках опреснения морской воды соответствующего типа размещаются особые модули, состоящие из нескольких слоев. В них есть ионообменные гранулированные смолы, а также особые мембраны, через которые способны проникать катионы, или  анионы. При включении генератора в рабочем объеме образуется электрическое поле. В данном случае из жидкости извлекаются ионные соединения, но одновременно происходит регенерация. Восстановительный процесс эффективен, но при этом в канализацию направляются только задержанные установкой ионы, а не агрессивные химические соединения.

  

Мембраны: самые лучшие фильтры

 

Обратный осмос – эта замечательная технология используется и в бытовых, и в промышленных установках. Тщательный подбор миниатюрных размеров отверстий мембран позволяет пропускать только частицы с определенными, меньшими по сравнению с установленным значением, размерами.

В данном случае существенным ограничением является только относительно невысокая скорость процесса. Для экономии времени используют повышение давления. Напор увеличивается и в некоторых домашних установках, если он недостаточен. Обессоливание воды с помощью мембранных технологий можно произвести с чистотой до 99%.

 

Решение отдельных проблем с обессоливанием и опреснением морской воды

 

На практике приходится производить обессоливание и опреснение морской воды с учетом конкретных требований определенного потребителя. Иногда применяется последовательность из нескольких стадий обработки.  На первом этапе задерживаются механические примеси. Далее производится нанофильтрация (размеры пор в разделительной мембране составляют около 1-го нанометра). После выполняется процедура ионного обмена с деионизацией. Подобный метод позволит получить неплохую производительность и вместе с тем снизить количество вредных выбросов.

Процесс опреснения морской воды в деталяхРассмотрим некоторые проблемы, которые часто приходится решать в домашних условиях:

  • Питьевая вода. Для ее приготовления недостаточно простого кипячения. Соли с использованием такой методики будут удалены, но останутся иные примеси. Образованная на стенках чайника накипь трудно отделяется. Для очистки придется использовать вредные для здоровья химические составы, содержащие кислоты. Механические приспособления и абразивы могут повредить рабочие поверхности. Более удобным является использование обратного осмоса, но надо рассчитывать на потребление не более 200 литров в течение суток. Такой очиститель воды не подойдет для удовлетворения всех потребностей семьи, даже если она небольшая, состоит из 2-3 человек;
  • Защита от накипи. Иногда, обессоливание и опреснение морской воды делается, чтобы в котлах и другом оборудовании не появлялись соответствующие вредные слои. Их основу составляют соединения кальция и магния. Если произвести предварительную обработку воды сильным магнитным полем, то микрочастицы примесей изменят свою обычную форму. На них появятся выступы в виде шипов, препятствующие их объединению в более крупные объекты. Самыми эффективными являются современные термическике установки, которые работают с использованием электрогенераторов. Индукционная катушка в этом варианте создается из нескольких витков провода на участке трубопровода длиной около 500 мм.
Принимаем к оплате
Visa Visa Electron Maestro MasterCard