Dissalazione dell'acqua: metodi e installazioni

Gli scienziati credono che l'umanità sia arrivata ad un periodo in cui i conflitti si moltiplicheranno per l'acqua dolce. Per risolvere questo problema è solo un modo: trovare il metodo migliore per dissalare l'acqua

Cos'è la desalinizzazione dell'acqua

Qualsiasi liquido nella sua composizione ha un certoquota di sali, microrganismi, minerali. La purificazione di acqua naturale o di rubinetto rimuove sostanze nocive da esso. Ma a volte contiene una grande quantità di sali, che lo rendono inadatto all'uso.

La desalinizzazione dell'acqua è una diminuzione della concentrazione.sali disciolti in esso. La procedura può essere totale in natura quando il liquido è privo di qualsiasi contenuto di sale, o parziale, quando rimane una determinata quantità di sale.

metodi

La completa desalinizzazione viene eseguita nei seguenti modi:

• Distillazione, metodo termico.
• Metodo di scambio ionico.
• Metodo di elettrodialisi
• Osmosi inversa a membrana.

La rimozione parziale del sale si ottiene applicando tali metodi:

• Liming.
• Addolcimento del barite.
• H scambio cationico.
• Congelamento.

I metodi di desalinizzazione dell'acqua sono costosi.finanziario ed energia. La scelta del metodo di elaborazione dipende dal grado di contenuto di sale nel liquido iniziale, dalla capacità dell'impianto, dal costo dei componenti del processo (calore, elettricità, reagenti). Ciascuno dei metodi ha i suoi vantaggi, svantaggi e si verifica con l'aiuto di mezzi tecnici.

Desalificazione parziale

Privato di tutte le impurità, l'acqua è usata in moltiprocessi di produzione ed è necessario per l'uso interno da un numero molto limitato di persone. Per uso domestico, la demineralizzazione dell'acqua è richiesta in una certa misura. Il più delle volte, il metodo di addolcimento dei liquidi di cationizzazione.

Nel processo, i sali duri sono sostituiti dacationi di idrogeno che, a loro volta, reagiscono, distruggono gli ioni bicarbonato. I prodotti formano un composto che viene visualizzato come un gas. Il grado di purificazione è stimato dalla quantità di carbonato di calcio derivato.

Distillazione dell'acqua

Dissalazione dell'acqua con il metodo di distillazione -Il modo più antico e più comune fino ad oggi. Il vantaggio è la sua disponibilità universale e lo svantaggio è l'alto costo del processo. Per acqua senza impurità usando distillatori. Sono evaporatori di diversi tipi, la differenza tra loro è nel design, il tipo di energia utilizzata. I più comuni sono gli apparecchi a vapore ed elettrici, che si distinguono per il loro alto costo e il loro elevato consumo energetico.

L'apparecchio è una caldaia (o piùcaldaie) a bassa pressione, dove il liquido si trasforma in vapore e separa il concentrato di sale. Affinché l'acqua possa ricevere la massima purificazione, viene raggiunto un punto di ebollizione lento nell'apparecchio. In questa modalità, le impurità pesanti non cadono nel distillato condensabile. Uno dei modi per ridurre il costo è aumentare il numero di fasi, ma questa installazione comporta ingenti investimenti iniziali.

Attrezzature di distillazione diverse dal consumoUna grande quantità di energia ha un costo impressionante di tutte le parti. Costosi tubi, raccordi, scambiatori di calore, evaporatori in quarzo o platino possono fornire un alto grado di purezza. Altri materiali non sono adatti.

Metodo elettrochimico

L'essenza del metodo è passare l'acquacampo elettrico, in questo caso c'è un trasferimento di ioni di sale - i cationi sono distribuiti verso il catodo e gli anioni - verso l'anodo. Il sistema ha tre scomparti, che sono formati dai diaframmi del catodo e dell'anodo. Nella parte centrale c'è acqua preparata per la dissalazione.

Attraverso il flusso passa un costante elettricola corrente attraverso cui i sali vengono ordinati per i diaframmi del catodo e dell'anodo. Il metodo è molto costoso in termini di costi delle apparecchiature e costi dell'elettricità, e quindi non ampiamente utilizzato.

Scambio ionico

Il modo più affidabile che si ottienedissalazione dell'acqua, - metodo di scambio ionico. La sedimentazione delle impurità consente in questo modo di ottenere un liquido più pulito in breve tempo, aspetto importante per la desalinizzazione industriale. Il metodo è il più conveniente e offre il miglior risultato di pulizia.

Il metodo si basa sulla rimozione dal liquido.cationi e anioni di sali, a seguito della purificazione, si possono ottenere diversi gradi di demineralizzazione, fino alla rimozione completa degli agenti salini. La dissalazione dell'acqua per scambio ionico avviene con la partecipazione di scambiatori di ioni, che sono polimeri insolubili in acqua contenenti uno ione mobile. Nelle condizioni create, il polimero preparato reagisce con gli ioni dei sali dello stesso segno. Immessi nell'ambiente acquatico, gli scambiatori di ioni si gonfiano, aumentando di dimensioni di 1,5-2 volte.

Col passare del tempo, gli scambiatori di ioni si raccolgonosali disciolti in acqua e compattati. Gli scambiatori di ioni saturi si rigenerano, dopodiché vengono puliti. I prodotti derivati ​​da scambiatori di ioni saturi sono chiamati "eluati", comprendono soluzioni di sali e alcali. Alcuni di essi sono sostanze preziose, quindi sono smaltiti come componenti di valore.

Osmosi inversa

Progresso tecnico e iniziato ad essere osservatola mancanza di acqua fresca dà origine a nuove tecnologie di desalinizzazione e desalinizzazione. Il metodo di elaborazione per osmosi inversa sta diventando un metodo popolare, la sua affidabilità è garantita dallo sviluppo delle tecnologie a membrana. L'interesse industriale è causato da costi energetici relativamente bassi. La maggior parte dei dispositivi di questo principio viene utilizzata per la depurazione delle acque dei fiumi, dove la loro efficacia è stata ripetutamente dimostrata.

Installazione residenziale perdissalazione dell'acqua, basata sul principio dell'osmosi inversa, adatta sia in termini di consumo energetico, sia di qualità del prodotto. Il principio dell'osmosi inversa è la trasmissione di acqua pressurizzata attraverso una membrana che è impermeabile ai sali disciolti e ad altre impurità. Il processo di desalinizzazione dell'acqua è fornito da membrane semipermeabili sintetiche, che non possono essere trattenute da alcuni gas disciolti in acqua (cloro, anidride carbonica, ecc.).

Il metodo dell'osmosi inversa pulisce l'acqua da tuttiimpurità, c'è una completa demineralizzazione, che è dannosa per il corpo umano. Nella maggior parte dei casi, il filisteo deve scegliere tra l'acqua del rubinetto o trattato con un filtro. Meno male è l'acqua, priva di tutti gli ingredienti naturali.

Oggi in alcuni paesi giàCi sono piante per la produzione di acqua potabile, dove il metodo dell'osmosi inversa viene utilizzato per la desalinizzazione e i gas disciolti vengono rimossi da esso come un ulteriore impianto di depurazione. Per dargli uno stato normale, vicino al naturale, alle imprese nell'acqua purificata aggiungere il sale necessario in una concentrazione verificata.

Pro e contro dei metodi principali

Ciascuno dei metodi di dissalazione dell'acqua ha qualità sia positive che negative. Dopo averli esaminati in dettaglio, puoi capire quale di essi dovrebbe essere preferito:

• Lo scambio ionico aiuta a diventare il più pulitoacqua, il sistema è affidabile e non risponde al grado di mineralizzazione del fluido originale, richiede poca attrezzatura. Il processo di desalinizzazione avviene con una minima perdita di consumo d'acqua. Gli svantaggi del metodo comprendono un rapido inquinamento ambientale con sostanze chimiche dannose, l'alto costo dei reagenti stessi, il sistema è rapidamente inquinato e richiede frequenti sostituzioni dei filtri. Lo smaltimento di rifiuti e parti del filtro è difficile.
• Distillazione. Gli impianti per la desalinizzazione dell'acqua, basati sul metodo termico, sono utilizzati senza l'uso di prodotti chimici, dimostrano la buona qualità del liquido prodotto, il calore generato durante il lavoro può essere utilizzato per altre esigenze. Una caratteristica distintiva di questo metodo è la possibilità di eliminare i gas disciolti nell'acqua. Gli svantaggi del metodo comprendono: costi energetici elevati, necessità di trattamento delle acque, costi di manutenzione dell'installazione (pulizia di tutte le parti), costi elevati delle attrezzature.
• Le installazioni di membrane differiscono nel senza preteseallo stato iniziale dell'acqua, il processo non richiede reagenti chimici, di facile manutenzione. Le qualità negative sono: preparazione dell'acqua per il processo di trattamento, una grande quantità di acqua per garantire il funzionamento dell'apparato, un elevato consumo energetico, che influisce sul costo del prodotto finale.

Dissalazione a casa

La filtrazione dell'acqua è il modo più economico per purificare. Per dissalare bene o liquido di mare a casa, ci sono due modi comuni:

• Mettere un contenitore di acqua nel congelatore elasciare fino al congelamento incompleto. Il sale con una parte del liquido non si congela, il ghiaccio deve essere sciolto e può essere utilizzato immediatamente. Per la pulizia supplementare vale la pena di passare l'acqua di fusione attraverso qualsiasi filtro domestico. Il metodo è chiamato distillazione a freddo.
• Evaporazione. Prendono due contenitori di dimensioni diverse, versano acqua salata / salata in una grande, lasciano quello più piccolo vuoto e lo mettono in una grande ciotola. L'intera struttura può essere messa sul fornello per il riscaldamento o lasciata al sole, avendo precedentemente chiuso il coperchio. È necessario ottenere una lenta ebollizione di acqua salata. I vapori privi di sale saranno concentrati in un contenitore vuoto. Il processo di evaporazione al sole procederà molto più lentamente. Con questo metodo si ottiene una piccola quantità di acqua potabile.

La dissalazione e la desalinizzazione dell'acqua con metodi artigianali è possibile, ma difficilmente efficace. L'opzione migliore sarebbe quella di acquistare un impianto domestico per la pulizia.

Installazioni domestiche

Per i bisogni domestici più spesso necessari sistemi per la depurazione delle acque. La filtrazione dell'acqua può essere effettuata in diversi modi:

• Il più semplice e conveniente è una brocca con filtri sostituibili.
• Ugello con filtro sulla gru.
• Filtri per l'acqua da scrivania.
• Sistemi di pulizia incorporatifluidi a seconda della posizione (solo in cucina, al punto di ingresso della fornitura di acqua alla casa, filtri multistadio per la depurazione dell'acqua da un pozzo artesiano, ecc.).

Nessuno dei sistemi domestici può pienamenteeliminare i sali dal liquido, ma ammorbidire l'acqua dura nello stato. In questo caso, è necessario conoscere gli elementi con cui è saturo per selezionare un sistema, cartucce d'acqua, filtri o reagenti. Il processo di desalinizzazione richiede dispositivi globali, un'ampia area per l'installazione, ingenti investimenti finanziari e la disponibilità di manutenzione del sistema, che non è disponibile per una vasta gamma di consumatori.

Tipi di pulizia della casa

Oggi, i seguenti tipi di trattamento delle acque sono comunemente usati:

• Filtrazione del carbonio Il dispositivo è un contenitore pieno di legno, carbone attivo o carbone. L'acqua che passa attraverso tale filtro viene purificata da cloro, elementi contenenti olio, pesticidi, microrganismi, batteri, ecc. Il filtro è economico, durevole e facile da usare.
• Pulizia accurata Questo tipo di filtri è diviso in due tipi: monofunzione e multifunzione. Con qualsiasi scelta, è necessaria la manutenzione: cambio costante delle cartucce d'acqua, sostituzione delle valvole, ecc.
• Pulizia grossolana Elimina grandi particelle di inquinamento (sabbia, ruggine, sedimenti, ecc.).
• Pulito in profondità. Questo tipo di filtro include sistemi di osmosi inversa, filtri multistadio, ecc.

Solo nella maggior parte delle regioni della Russiaulteriore depurazione delle acque, poiché le risorse idriche del paese sono sufficienti. L'unica regione in cui potrebbe esserci una carenza di acqua dolce è la Crimea, che potrebbe aver bisogno di impianti industriali per la desalinizzazione dell'acqua di mare. Tutti i dispositivi per eseguire i processi hanno un brevetto. La dissalazione e la desalinizzazione dell'acqua dovrebbero essere effettuate su metodi scientificamente basati con prove obbligatorie dei risultati in condizioni di laboratorio.