Ontsouting van water: metodes en instellings

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Wetenskaplikes glo dat die mensdom in 'n tydperk gekom het wanneer konflikte oor vars water sal opvlam. Daar is net een manier om hierdie probleem op te los - om die beste metode van waterontsouting te vind.

Wat is waterontsouting

Enige vloeistof in sy samestelling het 'n sekere verhouding van soute, mikroörganismes, minerale. Suiwering van natuurlike of kraanwater verwyder skadelike stowwe daaruit. Maar soms bevat dit 'n groot hoeveelheid soute, wat dit ongeskik maak vir verbruik.

Demineralisering van water is 'n afname in die konsentrasie van soute wat daarin opgelos is. Die prosedure kan totaal wees, wanneer die vloeistof van enige soutinhoud ontneem word, of gedeeltelik, wanneer 'n gegewe hoeveelheid sout daarin oorbly.

Metodes

Volledige ontsouting word op die volgende maniere uitgevoer:

• Distillasie, termiese metode.
• Ioonuitruilmetode.
• Elektrodialisemetode.
• Membraan tru-osmose.

Gedeeltelike soutverwydering word bereik deur die volgende metodes te gebruik:

• Lime.
• Barietversagting.
• H-kationisering.
• Vries.

Ontsoutingsmetodeswater vereis beide finansiële en energiekoste. Die keuse van behandelingsmetode hang af van die graad van soutinhoud in die aanvanklike vloeistof, die produktiwiteit van die installasie, die koste van die komponente van die proses (hitte, elektrisiteit, reagense). Elkeen van die metodes het sy eie voordele, nadele en vind plaas met behulp van tegniese middele.

Gedeeltelike ontsouting

Onthou van alle onsuiwerhede, word water in baie industriële prosesse gebruik en word dit benodig vir interne verbruik deur 'n baie beperkte aantal mense. Huishoudelike behoeftes vereis demineralisering van water tot 'n sekere mate. Meestal vind die versagting van die vloeistof deur kationisasie plaas.

In die proses word harde soute deur waterstofkatione vervang, wat op hul beurt reageer om bikarbonaatione te vernietig. Die produkte vorm 'n verbinding wat as 'n gas uitgeskei word. Die graad van suiwering word geskat deur die hoeveelheid kalsiumkarbonaat wat verwyder is.

Waterdistillasie

Ontsouting van water met behulp van die distillasiemetode is vandag die oudste en mees algemene metode. Die voordeel is die universele beskikbaarheid daarvan, en die nadeel is die hoë koste van die proses. Distilleerders word gebruik om water sonder onsuiwerhede te verkry. Dit is verskeie tipes verdampers, die verskil tussen wat lê in die ontwerp, die tipe energie wat gebruik word. Die algemeenste is stoom- en elektriese toestelle, wat duur is en baie energie verbruik.

Die apparaat is 'n ketel (of verskeie ketels)lae druk, waar die vloeistof in stoom verander en die soutkonsentraat skei. Om die water maksimum suiwering te kry, word die temperatuur van 'n stadige kook in die apparaat bereik. In hierdie modus kom swaar onsuiwerhede nie die kondenserende distillaat binne nie. Een opsie om die koste te verminder, is om die aantal fases te verhoog, maar hierdie installasie behels 'n groot aanvanklike belegging.

Distillasietoerusting, benewens die verbruik van baie energie, het 'n indrukwekkende koste van alle onderdele. Duur pype, toebehore, hitteruilers, verdampers gemaak van kwarts of platinum kan 'n hoë mate van suiwerheid verskaf. Ander materiaal is nie geskik nie.

Elektrochemiese metode

Die kern van die metode is om water deur 'n elektriese veld te laat beweeg, terwyl souione oorgedra word - katione word na die katode versprei, en anione - na die anode. Die stelsel het drie kompartemente wat met katode- en anodediafragmas gevorm word. Die middelste kompartement bevat water wat voorberei is vir ontsouting.

'n Konstante elektriese stroom word deur die stroom gevoer, met behulp waarvan die soute in die katode en anode diafragmas gesorteer word. Die metode is baie duur in terme van toerustingkoste en elektrisiteitskoste, en is dus nie algemeen gebruik nie.

Ioonruil

Die mees betroubare manier om waterontsouting te bewerkstellig, is die ioonuitruilmetode. Presipitasie van onsuiwerhede op hierdie manierlaat jou toe om binne 'n kort tyd 'n skoner vloeistof te kry, wat belangrik is vir industriële ontsouting. Die metode is die mees koste-effektiewe en gee die beste skoonmaakresultaat.

Die metode is gebaseer op die verwydering van katione en anione van soute uit die vloeistof; as gevolg van suiwering kan verskeie grade van demineralisering bereik word, tot die volledige verwydering van soutmiddels. Ontsouting van water deur ioonuitruiling vind plaas met die deelname van ioonuitruilers, wat water-onoplosbare polimere is wat 'n mobiele ioon bevat. Onder die geskepte toestande tree die voorbereide polimeer in 'n uitruilreaksie met sousione van dieselfde teken. Ioonuitruilers geplaas in 'n waterige medium swel, vermeerder in grootte met 1,5-2 keer.

Namate die tyd verbygaan, versamel ioonuitruilers soute wat in water opgelos is en word digter. Versadigde ioonuitruilers word geregenereer, waarna dit skoongemaak word. Produkte verkry uit versadigde ioonuitruilers word "eluate" genoem, dit sluit oplossings van soute en alkalie in. Sommige van hulle is waardevolle stowwe, daarom word hulle as waardevolle komponente weggedoen.

Omgekeerde osmose

Tegniese vooruitgang en die begin van 'n tekort aan vars water gee aanleiding tot nuwe tegnologieë vir ontsouting en ontsouting. Die omgekeerde osmose-behandelingsmetode word 'n gewilde metode, waarvan die betroubaarheid gewaarborg word deur die ontwikkeling van membraantegnologieë. Industriële belangstelling word veroorsaak deur relatief lae energiekoste. Die meeste van die toestelle van hierdie beginsel word gebruik vir nabehandeling van rivierwater, waar hul doeltreffendheid herhaaldelik bewys is.

VirVir huishoudelike gebruik is waterontsoutingsaanlegte gebaseer op die beginsel van tru-osmose geskik vir beide energieverbruik en in terme van die kwaliteit van die produk wat verkry word. Die beginsel van tru-osmose is gebaseer op die deurgang van water onder druk deur 'n membraan wat ondeurdringbaar is vir opgeloste soute en ander onsuiwerhede. Die proses van waterontsouting word verskaf deur sintetiese semi-deurlaatbare membrane wat sekere gasse wat in water opgelos is (chloor, koolstofdioksied, ens.) nie kan behou nie.

Die tru-osmose-metode suiwer water van alle onsuiwerhede, volledige demineralisering vind plaas, wat skadelik is vir die menslike liggaam. In die meeste gevalle moet die leek kies tussen kraanwater of behandel met een of ander soort filter. Die mindere kwaad is water, sonder alle natuurlike bestanddele.

Vandag is daar in sommige lande reeds aanlegte vir die produksie van drinkwater, waar die tru-osmose-metode vir ontsouting gebruik word, en opgeloste gasse word daaruit verwyder as 'n bykomende nabehandeling. Om dit 'n normale toestand naby aan natuurlike te gee, voeg ondernemings die nodige soute in 'n geverifieerde konsentrasie by gesuiwerde water.

Voor- en nadele van basiese metodes

Elkeen van die metodes van waterontsouting het beide positiewe en negatiewe eienskappe. Nadat u dit in detail oorweeg het, kan u verstaan aan watter een u voorkeur moet gee:

• Ioonuitruiling help om die suiwerste water te kry, die stelsel is betroubaar en reageer nie op die mate van mineralisasie niebronvloeistof, vereis min toerustingkoste. Die ontsoutingsproses vind plaas met minimale verlies aan waterverbruik. Die nadele van die metode sluit in vinnige omgewingsbesoedeling met skadelike chemikalieë, die hoë koste van die reagense self, die stelsel raak vinnig besmet en vereis gereelde vervanging van filters. Die wegdoening van afval en filteronderdele is moeilik.
• Distillasie. Water-ontsoutingsaanlegte gebaseer op die termiese metode word gebruik sonder die gebruik van chemikalieë, demonstreer die goeie geh alte van die resulterende vloeistof, en die hitte wat tydens werking gegenereer word, kan vir ander behoeftes gebruik word. 'n Kenmerkende kenmerk van hierdie metode is die vermoë om gasse wat in water opgelos is, uit te skakel. Die nadele van die metode sluit in: hoë energiekoste, die behoefte aan waterbehandeling, die koste van die instandhouding van die installasie (skoonmaak van alle dele), die hoë koste van toerusting.
• Membraaninstallasies word gekenmerk deur onpretensieusheid tot die aanvanklike toestand van water, die proses vereis nie chemiese reagense nie, en is maklik om te onderhou. Negatiewe eienskappe is: voorbereiding van water vir die behandelingsproses, 'n groot hoeveelheid water om die werking van die apparaat te verseker, hoë kragverbruik, wat die koste van die finale produk beïnvloed.

Ontsout by die huis

Waterfiltrasie is die mees bekostigbare manier van nabehandeling. Daar is twee algemene maniere om goed of seevloeistof by die huis te ontsout:

• Plaas 'n houer water in die vrieskas en laat staan totdat dit heeltemal gevries is. Sout met deeldie vloeistof sal nie vries nie, die ys moet gesmelt word en kan dadelik gebruik word. Vir bykomende suiwering is dit die moeite werd om smeltwater deur enige huishoudelike filter te laat gaan. Die metode word koue distillasie genoem.
• Verdamping. Hulle neem twee houers van verskillende groottes, gooi see-/soutwater in die groter een, laat die kleiner een leeg en plaas dit in 'n groot bak. Die hele struktuur kan op die stoof geplaas word vir verhitting of in die son gelaat word, nadat die deksel toegemaak is. Dit is nodig om 'n stadige kook van soutwater te bereik. Dampe sonder sout sal in die leë houer konsentreer. Die proses van verdamping in die son sal baie stadiger verloop. Met hierdie metode word 'n taamlike klein volume drinkwater verkry.

Ontsouting en ontsouting van water deur handwerkmetodes is moontlik, maar ondoeltreffend. Die beste opsie sal wees om 'n huishoudelike skoonmaakeenheid te koop.

Binnelandse installasies

Vir huishoudelike behoeftes word stelsels vir nabehandeling van water meestal benodig. Waterfiltrering kan op verskeie maniere uitgevoer word:

• Die maklikste en mees bekostigbare is 'n beker met vervangbare filters.
• Spuitstuk met 'n filter op die kraan.
• lessenaarwaterfilters.
• Ingeboude stelsels wat vloeistowwe suiwer na gelang van die ligging (slegs in die kombuis, by die ingangspunt van die watertoevoer na die huis, multi-stadium filters vir die suiwering van water uit 'n artesiese put, ens.).

Nie een van die huishoudelike stelsels kan soute heeltemal uit die vloeistof verwyder nie, maar dit kan harde water versag. DaarinIn geval, moet jy weet met watter elemente dit versadig is om 'n stelsel, waterpatrone, filters of reagense te kies. Die ontsoutingsproses vereis groot eenhede, 'n groot installasie-area, groot finansiële beleggings en die beskikbaarheid van stelselonderhoud, wat nie vir 'n wye verskeidenheid verbruikers beskikbaar is nie.

Soorte huishoudelike skoonmaak

Vandag word die volgende tipes waterbehandeling wyd gebruik:

• Koolfiltrasie. Die toestel is 'n houer gevul met houtskool, geaktiveerde of steenkool. Water wat deur so 'n filter gaan, word gesuiwer van chloor, olierige elemente, plaagdoders, mikroörganismes, bakterieë, ens. Die filter is bekostigbaar, duursaam en maklik om te gebruik.
• Fyn skoonmaak. Hierdie tipe filters word in twee tipes verdeel - enkelfunksie en multifunksie. Enige keuse vereis instandhouding - voortdurend verander waterpatrone, vervanging van toebehore, ens.
• Rof skoonmaak. Elimineer groot deeltjies vuil (sand, roes, sediment, ens.).
• Diep skoonmaak. Hierdie tipe filter sluit tru-osmose-stelsels, multi-stadium filters, ens.in.

In die meeste streke van Rusland word slegs bykomende watersuiwering vereis, aangesien daar genoeg waterbronne in die land is. Die enigste streek waar daar 'n tekort aan vars water kan wees, is die Krim, wat dalk industriële installasies vir seewater-ontsouting benodig. Alle toestelle vir die uitvoering van prosesse het 'n patent. Ontsouting en ontsouting van water moet uitgevoer word deur gebruik te maak van wetenskaplik gebaseerde metodes met verpligte toetsing van die resultate in laboratoriumtoestande.