Odsolování vody: metody a nastavení

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Vědci se domnívají, že lidstvo se dostalo do období, kdy se kvůli sladké vodě rozhoří konflikty. Existuje pouze jeden způsob, jak tento problém vyřešit - najít nejlepší metodu odsolování vody.

Co je to odsolování vody

Každá kapalina ve svém složení má určitý podíl solí, mikroorganismů, minerálů. Čištění přírodní nebo vodovodní vody z ní odstraňuje škodlivé látky. Někdy ale obsahuje velké množství solí, kvůli kterým je nevhodný ke konzumaci.

Demineralizace vody je snížení koncentrace solí v ní rozpuštěných. Procedura může být úplná, když je tekutina zbavena jakéhokoli obsahu soli, nebo částečná, když v ní určité množství soli zůstane.

Metody

Úplné odsolování se provádí následujícími způsoby:

• Destilace, tepelná metoda.
• Metoda iontové výměny.
• Metoda elektrodialýzy.
• Membránová reverzní osmóza.

Částečné odstranění soli je dosaženo pomocí následujících metod:

• Limetka.
• Změkčení barytu.
• H-kationizace.
• Zmrazení.

Metody odsolovánívoda vyžaduje finanční i energetické náklady. Výběr způsobu úpravy závisí na stupni obsahu soli v počáteční kapalině, produktivitě zařízení, nákladech na součásti procesu (teplo, elektřina, činidla). Každá z metod má své výhody, nevýhody a vyskytuje se pomocí technických prostředků.

Částečné odsolování

Voda zbavená všech nečistot se používá v mnoha průmyslových procesech a je potřeba pro vnitřní spotřebu velmi omezeného počtu lidí. Domácí potřeby vyžadují do určité míry demineralizaci vody. Nejčastěji ke změkčení kapaliny dochází kationizací.

V tomto procesu jsou tvrdé soli nahrazeny vodíkovými kationty, které zase reagují a ničí hydrogenuhličitanové ionty. Produkty tvoří sloučeninu, která je vylučována jako plyn. Stupeň čištění se odhaduje podle množství odstraněného uhličitanu vápenatého.

Destilace vody

Odsolování vody pomocí destilační metody je dnes nejstarší a nejběžnější metodou. Výhodou je jeho univerzální dostupnost a nevýhodou vysoká cena procesu. K získání vody bez nečistot se používají destilátory. Jedná se o několik typů výparníků, mezi nimiž je rozdíl v konstrukci, druhu použité energie. Nejběžnější jsou parní a elektrická zařízení, která jsou drahá a spotřebují hodně energie.

Zařízení je kotel (nebo několik kotlů)nízký tlak, kdy se kapalina mění na páru a odděluje solný koncentrát. Aby se voda maximálně vyčistila, je v přístroji dosaženo teploty pomalého varu. V tomto režimu se do kondenzačního destilátu nedostanou těžké nečistoty. Jednou z možností, jak snížit náklady, je zvýšit počet stupňů, ale tato instalace vyžaduje velké počáteční investice.

Destilační zařízení kromě toho, že spotřebovává hodně energie, má působivou cenu všech dílů. Drahé trubky, armatury, výměníky tepla, výparníky vyrobené z křemene nebo platiny mohou poskytnout vysoký stupeň čistoty. Jiné materiály nejsou vhodné.

Elektrochemická metoda

Podstatou této metody je průchod vody elektrickým polem, přičemž ionty solí jsou přenášeny - kationty jsou distribuovány směrem ke katodě a anionty - směrem k anodě. Systém má tři oddíly, které jsou tvořeny pomocí katodových a anodových membrán. Střední oddělení obsahuje vodu připravenou k odsolování.

Proudem prochází konstantní elektrický proud, pomocí kterého se soli třídí do katodových a anodových membrán. Tato metoda je velmi nákladná, pokud jde o náklady na vybavení a náklady na elektřinu, a proto nebyla široce používána.

iontová výměna

Nejspolehlivějším způsobem, jak dosáhnout odsolování vody, je metoda iontové výměny. Srážení nečistot tímto způsobemumožňuje získat čistší kapalinu v krátkém čase, což je důležité pro průmyslové odsolování. Tato metoda je cenově nejefektivnější a poskytuje nejlepší výsledky čištění.

Metoda je založena na odstranění kationtů a aniontů solí z kapaliny, v důsledku čištění lze dosáhnout různých stupňů demineralizace až po úplné odstranění solných činidel. K odsolování vody iontovou výměnou dochází za účasti iontoměničů, což jsou ve vodě nerozpustné polymery obsahující mobilní iont. Připravený polymer za vytvořených podmínek vstupuje do výměnné reakce s ionty solí stejného znaménka. Iontoměniče umístěné ve vodném médiu bobtnají a zvětšují se 1,5–2krát.

Jak čas plyne, iontoměniče shromažďují soli rozpuštěné ve vodě a stávají se hustšími. Nasycené iontoměniče se regenerují a poté se čistí. Produkty získané z nasycených iontoměničů se nazývají "eluáty", zahrnují roztoky solí a zásad. Některé z nich jsou cenné látky, takže se likvidují jako cenné složky.

Reverzní osmóza

Technický pokrok a počínající nedostatek sladké vody vedou ke vzniku nových technologií pro odsolování a odsolování. Metoda úpravy reverzní osmózou se stává oblíbenou metodou, jejíž spolehlivost je zaručena rozvojem membránových technologií. Průmyslový zájem je způsoben relativně nízkými náklady na energii. Většina zařízení tohoto principu se používá pro dočištění říčních vod, kde byla jejich účinnost opakovaně prokázána.

ProPro domácí použití jsou vhodná zařízení na odsolování vody na principu reverzní osmózy jak z hlediska spotřeby energie, tak z hlediska kvality získaného produktu. Princip reverzní osmózy je založen na průchodu vody pod tlakem membránou, která je nepropustná pro rozpuštěné soli a jiné nečistoty. Proces odsolování vody zajišťují syntetické polopropustné membrány, které nedokážou zadržet některé plyny rozpuštěné ve vodě (chlór, oxid uhličitý atd.).

Metoda reverzní osmózy čistí vodu od všech nečistot, dochází k úplné demineralizaci, která je pro lidský organismus škodlivá. Ve většině případů si laik musí vybrat mezi vodou z kohoutku nebo upravenou nějakým tím filtrem. Menším zlem je voda, zbavená všech přírodních složek.

V některých zemích již dnes existují závody na výrobu pitné vody, kde se k odsolování používá metoda reverzní osmózy a jako dodatečná úprava se z ní odstraňují rozpuštěné plyny. Aby podniky získaly normální stav blízký přirozenému, přidávají do čištěné vody potřebné soli v ověřené koncentraci.

Pro a proti základních metod

Každý ze způsobů odsolování vody má pozitivní i negativní vlastnosti. Když je podrobně zvážíte, můžete pochopit, kterému z nich dát přednost:

• Iontová výměna pomáhá získat tu nejčistší vodu, systém je spolehlivý a nereaguje na stupeň mineralizacezdrojová kapalina, vyžaduje nízké náklady na vybavení. Proces odsolování probíhá s minimální ztrátou spotřeby vody. Mezi nevýhody metody patří rychlé znečištění životního prostředí škodlivými chemikáliemi, vysoká cena samotných činidel, systém se rychle kontaminuje a vyžaduje častou výměnu filtrů. Likvidace odpadu a částí filtru je obtížná.
• Destilace. Zařízení na odsolování vody na bázi termické metody se používají bez použití chemikálií, prokazují dobrou kvalitu výsledné kapaliny a teplo vznikající při provozu lze využít pro jiné potřeby. Charakteristickým rysem této metody je schopnost eliminovat plyny rozpuštěné ve vodě. Nevýhody metody zahrnují: vysoké náklady na energii, nutnost úpravy vody, náklady na údržbu instalace (čištění všech částí), vysoké náklady na zařízení.
• Membránové instalace se vyznačují nenáročností na počáteční stav vody, proces nevyžaduje chemická činidla a snadno se udržuje. Negativní vlastnosti jsou: příprava vody pro proces úpravy, velké množství vody pro zajištění provozu zařízení, vysoká spotřeba energie, která ovlivňuje cenu konečného produktu.

Odsolování doma

Filtrace vody je nejdostupnější způsob následné úpravy. Existují dva běžné způsoby, jak doma dobře odsolit nebo mořskou tekutinu:

• Umístěte nádobu s vodou do mrazničky a nechte ji, dokud úplně nezmrzne. Sůl s částíkapalina nezmrzne, led by měl být roztaven a může být okamžitě použit. Pro dodatečné čištění se vyplatí procházet vodou z taveniny přes jakýkoli domácí filtr. Tato metoda se nazývá studená destilace.
• Vypařování. Vezmou dvě nádoby různých velikostí, do větší nalijí mořskou / slanou vodu, menší nechají prázdnou a umístí ji do velké mísy. Celou konstrukci lze po zavření víka postavit na kamna k zahřátí nebo ponechat na slunci. Je nutné dosáhnout pomalého varu slané vody. Páry zbavené soli se soustředí v prázdné nádobě. Proces vypařování na slunci bude probíhat mnohem pomaleji. Touto metodou se získá poměrně malý objem pitné vody.

Odsolování a odsolování vody řemeslnými metodami je možné, ale neúčinné. Nejlepší možností by bylo zakoupit domácí čisticí jednotku.

Domácí instalace

Pro domácí potřeby jsou nejčastěji potřeba systémy pro následnou úpravu vody. Filtraci vody lze provést několika způsoby:

• Nejjednodušší a cenově nejdostupnější je džbán s vyměnitelnými filtry.
• Dýza s filtrem na kohoutku.
• Stolní vodní filtry.
• Vestavěné systémy, které čistí kapaliny v závislosti na místě (pouze v kuchyni, na vstupním místě přívodu vody do domu, vícestupňové filtry pro čištění vody z artéské studny atd.).

Žádný z domácích systémů nedokáže úplně odstranit soli z kapaliny, ale dokáže změkčit tvrdou vodu. V tomtoV případě, že potřebujete vědět, jakými prvky je nasycen, abyste mohli vybrat systém, vodní patrony, filtry nebo činidla. Proces odsolování vyžaduje velké jednotky, velkou instalační plochu, velké finanční investice a dostupnost údržby systému, která není dostupná širokému spektru spotřebitelů.

Druhy úklidu domácnosti

Dnes se široce používají následující typy úpravy vody:

• Filtrace uhlí. Zařízení je nádoba naplněná dřevěným uhlím, aktivním nebo uhlím. Voda procházející takovým filtrem se čistí od chlóru, mastných prvků, pesticidů, mikroorganismů, bakterií atd. Filtr je cenově dostupný, odolný a snadno se používá.
• Jemné čištění. Tento typ filtrů se dělí na dva typy – jednofunkční a multifunkční. Jakákoli volba vyžaduje údržbu – neustálá výměna zásobníků vody, výměna armatur atd.
• Hrubé čištění. Odstraňte velké částice nečistot (písek, rez, usazeniny atd.).
• Hloubkové čištění. Tento typ filtru zahrnuje systémy reverzní osmózy, vícestupňové filtry atd.

Ve většině regionů Ruska je vyžadováno pouze dodatečné čištění vody, protože v zemi je dostatek vodních zdrojů. Jediným regionem, kde může být nedostatek sladké vody, je Krym, který může vyžadovat průmyslová zařízení pro odsolování mořské vody. Všechna zařízení pro provádění procesů mají patent. Odsolování a odsolování vody by mělo být prováděno pomocí vědecky podložených metod s povinným testováním výsledků v laboratorních podmínkách.