Veden suolanpoisto: menetelmät ja asetukset

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Tutkijat uskovat, että ihmiskunta on tullut aikakauteen, jolloin konfliktit leimahtavat makean veden takia. On vain yksi tapa ratkaista tämä ongelma - löytää paras menetelmä veden suolanpoistoon.

Mitä on veden suolanpoisto

Kaikissa nesteissä sen koostumuksessa on tietty osuus suoloja, mikro-organismeja, mineraaleja. Luonnon- tai vesijohtoveden puhdistaminen poistaa siitä haitalliset aineet. Mutta joskus se sisältää suuren määrän suoloja, jotka tekevät siitä kulutukseen kelpaamattoman.

Veden demineralisoituminen on siihen liuenneiden suolojen pitoisuuden vähenemistä. Toimenpide voi olla täydellinen, kun nesteestä ei ole lainkaan suolaa, tai osittainen, kun siihen jää tietty määrä suolaa.

Menetelmät

Täydellinen suolanpoisto suoritetaan seuraavilla tavoilla:

• Tislaus, lämpömenetelmä.
• Ioninvaihtomenetelmä.
• Elektrodialyysimenetelmä.
• Käänteisosmoosikalvo.

Osittainen suolanpoisto saadaan aikaan seuraavilla menetelmillä:

• Lime.
• Bariittipehmennys.
• H-kationisaatio.
• Jääminen.

Suolanpoistomenetelmätvesi vaatii sekä taloudellisia että energiakustannuksia. Käsittelymenetelmän valinta riippuu lähtönesteen suolapitoisuudesta, laitteiston tuottavuudesta, prosessin komponenttien (lämpö, sähkö, reagenssit) kustannuksista. Jokaisella menetelmällä on omat etunsa ja haittansa, ja se tapahtuu teknisten keinojen avulla.

Osittainen suolanpoisto

Kaikista epäpuhtauksista puhdistettua vettä käytetään monissa teollisissa prosesseissa, ja sitä tarvitsevat vain harvat ihmiset sisäiseen kulutukseen. Kotitaloustarpeet edellyttävät veden demineralisointia jossain määrin. Useimmiten nesteen pehmeneminen tapahtuu kationisoimalla.

Prosessissa kovat suolat korvataan vetykationeilla, jotka vuorostaan reagoivat tuhoten bikarbonaatti-ioneja. Tuotteet muodostavat yhdisteen, joka erittyy kaasuna. Puhdistusaste arvioidaan poistetun kalsiumkarbonaatin määrän perusteella.

Veden tislaus

Veden suolanpoisto tislausmenetelmällä on nykyään vanhin ja yleisin menetelmä. Etuna on sen yleinen saatavuus, ja haittana on prosessin korkea hinta. Tislaajia käytetään veden saamiseksi ilman epäpuhtauksia. Ne ovat usean tyyppisiä höyrystimiä, joiden välinen ero on suunnittelussa, käytetyssä energiatyypissä. Yleisimmät ovat höyry- ja sähkölaitteet, jotka ovat kalliita ja kuluttavat paljon energiaa.

Laite on kattila (tai useita kattiloita)matalapaine, jossa neste muuttuu höyryksi ja erottaa suolakonsentraatin. Jotta vesi puhdistuisi parhaalla mahdollisella tavalla, laitteessa saavutetaan hitaan kiehumislämpötila. Tässä tilassa raskaat epäpuhtaudet eivät pääse lauhduttavaan tisleeseen. Yksi vaihtoehto kustannusten alentamiseksi on lisätä vaiheiden määrää, mutta tämä asennus vaatii suuren alkuinvestoinnin.

Tislauslaitteistolla on sen lisäksi, että ne kuluttavat paljon energiaa, ja niiden kaikkien osien hinta on vaikuttava. Kalliit putket, liittimet, lämmönvaihtimet, kvartsista tai platinasta valmistetut höyrystimet voivat tarjota korkean puhtausasteen. Muut materiaalit eivät sovellu.

Sähkökemiallinen menetelmä

Menetelmän ydin on kuljettaa vettä sähkökentän läpi, samalla kun suola-ionit siirtyvät - kationit jakautuvat katodia kohti ja anionit - anodia kohti. Järjestelmässä on kolme osastoa, jotka on muodostettu katodi- ja anodikalvoista. Keskimmäinen osasto sisältää suolanpoistoon valmistettua vettä.

Virran läpi johdetaan jatkuva sähkövirta, jonka avulla suolat lajitellaan katodi- ja anodikalvoihin. Menetelmä on erittäin kallis laite- ja sähkökustannusten kann alta, eikä sitä siksi ole käytetty laaj alti.

Ioninvaihto

Luotettavin tapa veden suolanpoistoon on ioninvaihtomenetelmä. Epäpuhtauksien saostus tällä tavallavoit saada puhtaamman nesteen lyhyessä ajassa, mikä on tärkeää teollisessa suolanpoistossa. Menetelmä on kustannustehokkain ja antaa parhaan puhdistustuloksen.

Menetelmä perustuu suolojen kationien ja anionien poistamiseen nesteestä, puhdistuksen tuloksena voidaan saavuttaa erilaisia demineralisaatioasteita aina suola-aineiden täydelliseen poistoon asti. Veden suolanpoisto ioninvaihdolla tapahtuu ioninvaihtimien osallistuessa, jotka ovat veteen liukenemattomia polymeerejä, jotka sisältävät liikkuvan ionin. Luoduissa olosuhteissa valmistettu polymeeri astuu vaihtoreaktioon samanmerkkisten suola-ionien kanssa. Ioninvaihtimet asetetaan vesipitoiseen väliaineeseen, ja niiden koko kasvaa 1,5-2 kertaa.

Ajan myötä ioninvaihtimet keräävät veteen liuenneita suoloja ja tihenevät. Kyllästetyt ioninvaihtimet regeneroidaan, minkä jälkeen ne puhdistetaan. Kyllästetyistä ioninvaihtimista saatuja tuotteita kutsutaan "eluaatteiksi", ne sisältävät suolojen ja alkalien liuokset. Jotkut niistä ovat arvokkaita aineita, joten ne hävitetään arvokkaina komponentteina.

Käänteisosmoosi

Tekninen kehitys ja makean veden pulan alkaminen synnyttävät uusia tekniikoita suolan- ja suolanpoistoon. Käänteisosmoosikäsittelymenetelmästä on tulossa suosittu menetelmä, jonka luotettavuuden takaa kalvoteknologioiden kehitys. Teollisuuden kiinnostus johtuu suhteellisen alhaisista energiakustannuksista. Suurin osa tämän periaatteen laitteista käytetään jokiveden jälkikäsittelyyn, jossa niiden tehokkuus on toistuvasti todistettu.

SiitäKotitalouskäyttöön käänteisosmoosiperiaatteella toimivat veden suolanpoistolaitokset sopivat sekä energiankulutuksen että saadun tuotteen laadun kann alta. Käänteisosmoosin periaate perustuu paineen alaisen veden johtamiseen liuenneita suoloja ja muita epäpuhtauksia läpäisemättömän kalvon läpi. Veden suolanpoistoprosessi toteutetaan synteettisillä puoliläpäisevillä kalvoilla, jotka eivät pysty pidättämään joitain veteen liuenneita kaasuja (klooria, hiilidioksidia jne.).

Käänteisosmoosimenetelmä puhdistaa veden kaikista epäpuhtauksista, tapahtuu täydellinen demineralisaatio, mikä on haitallista ihmiskeholle. Useimmissa tapauksissa maallikon on valittava vesijohtoveden tai jollain suodattimella käsitellyn välillä. Pienin paha on vesi, jossa ei ole luonnollisia ainesosia.

Nykyään joissain maissa on jo juomaveden tuotantolaitoksia, joissa suolanpoistoon käytetään käänteisosmoosimenetelmää ja siitä poistetaan liuenneet kaasut lisäjälkikäsittelynä. Jotta se olisi normaalia lähellä luonnollista tilaa, yritykset lisäävät puhdistettuun veteen tarvittavia suoloja todennetussa pitoisuudessa.

Perusmenetelmien plussat ja miinukset

Jokaisella veden suolanpoistomenetelmillä on sekä positiivisia että negatiivisia ominaisuuksia. Kun olet harkinnut niitä yksityiskohtaisesti, voit ymmärtää, kumpaa kannattaa suosia:

• Ioninvaihto auttaa saamaan puhtaimman veden, järjestelmä on luotettava eikä reagoi mineralisaatioasteeseenlähdeneste, vaatii vähän laitekustannuksia. Suolanpoistoprosessi tapahtuu minimaalisella vedenkulutuksella. Menetelmän haittoja ovat nopea ympäristön saastuminen haitallisilla kemikaaleilla, itse reagenssien korkeat kustannukset, järjestelmä saastuu nopeasti ja vaatii toistuvaa suodattimien vaihtoa. Jätteiden ja suodatinosien hävittäminen on vaikeaa.
• Tislaus. Termiseen menetelmään perustuvia veden suolanpoistolaitoksia käytetään ilman kemikaaleja, ne osoittavat syntyvän nesteen hyvän laadun ja käytön aikana syntyvää lämpöä voidaan käyttää muihin tarpeisiin. Tämän menetelmän erottuva piirre on kyky poistaa veteen liuenneet kaasut. Menetelmän haittoja ovat: korkeat energiakustannukset, vedenkäsittelyn tarve, asennuksen ylläpitokustannukset (kaikkien osien puhdistaminen), korkea laitteiden hinta.
• Kalvoasennukset erottuvat vaatimattomuudesta veden alkutilaan nähden, prosessi ei vaadi kemiallisia reagensseja ja niitä on helppo huoltaa. Negatiiviset ominaisuudet ovat: veden valmistelu käsittelyprosessia varten, suuri määrä vettä laitteen toiminnan varmistamiseksi, suuri virrankulutus, joka vaikuttaa lopputuotteen hintaan.

Suolanpoisto kotona

Veden suodatus on edullisin jälkikäsittelytapa. On kaksi yleistä tapaa poistaa suolat kaivosta tai merinesteestä kotona:

• Aseta vesisäiliö pakastimeen ja jätä, kunnes se on täysin jäätynyt. Suola osallaneste ei jääty, jään tulee sulaa ja se voidaan käyttää välittömästi. Lisäpuhdistusta varten sulavesi kannattaa johtaa minkä tahansa kotitaloussuodattimen läpi. Menetelmää kutsutaan kylmätislaukseksi.
• Haihtuminen. He ottavat kaksi erikokoista astiaa, kaadetaan meri-/suolavettä isompaan, jätetään pienempi tyhjäksi ja laitetaan isoon kulhoon. Koko rakenne voidaan laittaa kiukaan lämmittämään tai jättää aurinkoon kannen sulkemisen jälkeen. On tarpeen saavuttaa suolaveden hidas kiehuminen. Suolattomat höyryt keskittyvät tyhjään astiaan. Haihtumisprosessi auringossa etenee paljon hitaammin. Tällä menetelmällä saadaan melko pieni määrä juomavettä.

Suolan- ja suolanpoisto vedestä käsin tehdyillä menetelmillä on mahdollista, mutta tehotonta. Paras vaihtoehto olisi ostaa kodin siivousyksikkö.

Kotitaloasennus

Kotitaloustarpeisiin tarvitaan useimmiten veden jälkikäsittelyjärjestelmiä. Veden suodatus voidaan suorittaa useilla tavoilla:

• Helppoin ja edullisin on kannu vaihdettavilla suodattimilla.
• Suutin suodattimella hanassa.
• Pöytävesisuodattimet.
• Upoistetut järjestelmät, jotka puhdistavat nesteitä sijainnista riippuen (vain keittiössä, talon vesijohdon sisääntulokohdassa, monivaiheiset suodattimet arteesisen kaivon veden puhdistamiseen jne.).

Mikään kotitalousjärjestelmä ei pysty poistamaan suoloja kokonaan nesteestä, mutta ne voivat pehmentää kovaa vettä. SiinäTässä tapauksessa sinun on tiedettävä, millä elementeillä se on kyllästetty, jotta voit valita järjestelmän, vesipatruunat, suodattimet tai reagenssit. Suolanpoistoprosessi vaatii suuria yksiköitä, laajan asennusalueen, suuria taloudellisia investointeja ja järjestelmän ylläpidon saatavuutta, mikä ei ole monien kuluttajien saatavilla.

Kotitalouksien siivoustyypit

Tänä päivänä seuraavat vedenkäsittelytyypit ovat laaj alti käytössä:

• Hiilen suodatus. Laite on säiliö, joka on täytetty hiilellä, aktiivihiilellä tai hiilellä. Tällaisen suodattimen läpi kulkeva vesi puhdistetaan kloorista, öljyisistä aineista, torjunta-aineista, mikro-organismeista, bakteereista jne. Suodatin on edullinen, kestävä ja helppokäyttöinen.
• Hieno puhdistus. Tämän tyyppiset suodattimet on jaettu kahteen tyyppiin - yksitoimiseen ja monitoimiseen. Kaikki valinnat vaativat huoltoa - vesipatruunoiden jatkuva vaihto, liitosten vaihto jne.
• Karkea puhdistus. Poista suuret likahiukkaset (hiekka, ruoste, sedimentti jne.).
• Syväpuhdistus. Tämän tyyppisiin suodattimiin kuuluvat käänteisosmoosijärjestelmät, monivaiheiset suodattimet jne.

Useimmilla Venäjän alueilla tarvitaan vain lisäveden puhdistusta, koska maassa on riittävästi vesivaroja. Ainoa alue, jossa makeasta vedestä voi olla pulaa, on Krim, joka saattaa edellyttää teollisuuslaitoksia meriveden suolanpoistoon. Kaikilla prosessien suorittamiseen tarkoitetuilla laitteilla on patentti. Veden suolanpoisto ja suolanpoisto tulisi suorittaa tieteellisesti perusteltuja menetelmiä käyttäen ja tulosten testaus on pakollinen laboratorio-olosuhteissa.