Vízsótalanítás: módszerek és beállítások

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A tudósok úgy vélik, hogy az emberiség egy olyan időszakhoz érkezett, amikor a konfliktusok fellángolnak az édesvíz miatt. Ezt a problémát egyetlen módon lehet megoldani: megtalálni a legjobb vízsótalanítási módszert.

Mi a víz sótalanítása

Bármely folyadék összetételében bizonyos arányban tartalmaz sókat, mikroorganizmusokat, ásványi anyagokat. A természetes vagy csapvíz tisztítása eltávolítja belőle a káros anyagokat. De néha nagy mennyiségű sót tartalmaz, ami fogyasztásra alkalmatlanná teszi.

A víz demineralizációja a benne oldott sók koncentrációjának csökkenése. Az eljárás lehet teljes, amikor a folyadékot megfosztják a sótartalomtól, vagy részleges, ha adott mennyiségű só marad benne.

Módszerek

A teljes sótalanítás a következő módokon történik:

• Desztilláció, termikus módszer.
• Ioncsere módszer.
• Elektrodialízis módszer.
• Membrán fordított ozmózis.

A só részleges eltávolítása a következő módszerekkel érhető el:

• Lime.
• Barit lágyítás.
• H-kationizálás.
• Fagyás.

Sótalanítási módszereka víz anyagi és energiaköltségeket is igényel. A kezelési módszer megválasztása a kiindulási folyadék sótartalmának mértékétől, a berendezés termelékenységétől, a folyamat összetevőinek (hő, villamos energia, reagensek) költségeitől függ. Mindegyik módszernek megvannak a maga előnyei, hátrányai, és technikai eszközök segítségével valósul meg.

Részleges sótalanítás

A minden szennyeződéstől megfosztott vizet számos ipari folyamatban használnak fel, és nagyon korlátozott számú embernek van rá szüksége belső fogyasztásra. A háztartási igények bizonyos mértékig megkövetelik a víz ásványtalanítását. Leggyakrabban a folyadék lágyulása kationizálással történik.

A folyamat során a kemény sókat hidrogénkationok váltják fel, amelyek viszont reakcióba lépve elpusztítják a bikarbonát ionokat. A termékek vegyületet képeznek, amely gázként ürül ki. A tisztítás mértékét az eltávolított kalcium-karbonát mennyisége határozza meg.

Vízdesztilláció

A víz desztillációs módszerrel történő sótalanítása ma a legrégebbi és legelterjedtebb módszer. Előnye az univerzális elérhetősége, hátránya pedig az eljárás magas költsége. A lepárlókat szennyeződésmentes víz előállítására használják. Többféle párologtatóról van szó, amelyek közötti különbség a kialakításban, a felhasznált energia típusában rejlik. A leggyakoribbak a gőz- és elektromos készülékek, amelyek drágák és sok energiát fogyasztanak.

A készülék egy kazán (vagy több kazán)alacsony nyomású, ahol a folyadék gőzzé alakul és leválasztja a sókoncentrátumot. Annak érdekében, hogy a víz maximálisan megtisztuljon, a készülékben elérjük a lassú forrás hőmérsékletét. Ebben az üzemmódban a nehéz szennyeződések nem jutnak be a kondenzáló párlatba. Az egyik lehetőség a költségek csökkentésére a szakaszok számának növelése, de ez a telepítés nagy kezdeti befektetéssel jár.

A desztillációs berendezések amellett, hogy sok energiát fogyasztanak, minden alkatrésznek lenyűgöző költsége van. A drága kvarcból vagy platinából készült csövek, szerelvények, hőcserélők, párologtatók nagy tisztaságot biztosíthatnak. Más anyagok nem megfelelőek.

Elektrokémiai módszer

A módszer lényege, hogy a vizet elektromos téren vezetjük át, miközben a sóionok – a kationok a katód felé, az anionok – az anód felé kerülnek átadásra. A rendszer három rekesszel rendelkezik, amelyeket katód- és anódmembránokkal alakítanak ki. A középső rekesz sótalanításra előkészített vizet tartalmaz.

Az áramban állandó elektromos áram halad át, melynek segítségével a sók a katód- és az anódmembránba kerülnek szétválogatásra. A módszer nagyon drága a berendezésköltségek és a villamosenergia-költségek tekintetében, ezért nem alkalmazták széles körben.

Ioncsere

A víz sótalanításának legmegbízhatóbb módja az ioncserélő módszer. A szennyeződések kicsapása ilyen módonlehetővé teszi, hogy rövid időn belül tisztább folyadékot kapjon, ami fontos az ipari sótalanításhoz. A módszer a legköltséghatékonyabb, és a legjobb tisztítási eredményt adja.

A módszer a sók kationjainak és anionjainak folyadékból történő eltávolításán alapul, a tisztítás eredményeként különböző fokú demineralizáció érhető el, egészen a sóanyagok teljes eltávolításáig. A víz ioncserével történő sótalanítása ioncserélők részvételével történik, amelyek vízben oldhatatlan, mozgó iont tartalmazó polimerek. A kialakított körülmények között az előállított polimer cserereakcióba lép az azonos előjelű sóionokkal. Az ioncserélők vizes közegbe duzzasztják, mérete 1,5-2-szeresére nő.

Az idő múlásával az ioncserélők összegyűjtik a vízben oldott sókat, és sűrűbbé válnak. A telített ioncserélőket regenerálják, majd megtisztítják. A telített ioncserélőkből nyert termékeket "eluátumnak" nevezik, ide tartoznak a sók és lúgok oldatai. Némelyikük értékes anyag, ezért értékes komponensként ártalmatlanítják őket.

fordított ozmózis

A műszaki fejlődés és az édesvízhiány kezdete új sótalanítási és sótalanítási technológiákat eredményez. Népszerűvé válik a fordított ozmózisos kezelési módszer, melynek megbízhatóságát a membrántechnológiák fejlődése garantálja. Az ipari érdeklődést a viszonylag alacsony energiaköltségek okozzák. Az ilyen elven működő eszközök többségét folyóvizek utókezelésére használják, ahol hatékonyságuk többször is bizonyított.

AzértHáztartási felhasználásra a fordított ozmózis elvén működő vízsótalanító berendezések mind energiafelhasználás, mind az előállított termék minősége szempontjából megfelelőek. A fordított ozmózis elve azon alapul, hogy a víz nyomás alatt áthalad egy membránon, amely nem ereszti át az oldott sókat és egyéb szennyeződéseket. A víz sótalanításának folyamatát szintetikus félig áteresztő membránok biztosítják, amelyek nem képesek visszatartani néhány vízben oldott gázt (klór, szén-dioxid stb.).

A fordított ozmózisos módszer megtisztítja a vizet minden szennyeződéstől, teljes demineralizáció következik be, ami káros az emberi szervezetre. A laikusnak legtöbb esetben választania kell a csapvíz vagy valamilyen szűrővel kezelt között. A kisebbik rossz a víz, amely mentes minden természetes összetevőtől.

Ma már egyes országokban léteznek olyan ivóvíz-előállító üzemek, ahol fordított ozmózisos módszert alkalmaznak a sótalanításra, és további utókezelésként eltávolítják belőle az oldott gázokat. A normál, természeteshez közeli állapot biztosítása érdekében a vállalkozások a szükséges sókat ellenőrzött koncentrációban adják a tisztított vízhez.

Az alapvető módszerek előnyei és hátrányai

A vízsótalanítási módszerek mindegyikének vannak pozitív és negatív tulajdonságai is. Ezeket részletesen megvizsgálva megértheti, hogy melyiket részesítse előnyben:

• Az ioncsere segít a legtisztább víz beszerzésében, a rendszer megbízható és nem reagál a mineralizáció mértékéreforrásfolyadék, csekély felszerelési költséget igényel. A sótalanítási folyamat minimális vízfogyasztási veszteséggel megy végbe. A módszer hátrányai közé tartozik a gyors környezetszennyezés káros vegyszerekkel, maguknak a reagenseknek a magas költsége, a rendszer gyorsan szennyeződik, és gyakori szűrőcserét igényel. A hulladék és a szűrőalkatrészek ártalmatlanítása nehézkes.
• Desztilláció. A termikus módszeren alapuló vízsótalanító üzemek vegyszerek alkalmazása nélkül kerülnek felhasználásra, demonstrálják a keletkező folyadék jó minőségét, az üzemelés során keletkező hő pedig más szükségletekre is felhasználható. Ennek a módszernek a megkülönböztető jellemzője a vízben oldott gázok eltávolításának képessége. A módszer hátrányai a következők: magas energiaköltségek, vízkezelés szükségessége, a telepítés karbantartásának költsége (minden alkatrész tisztítása), a berendezések magas költsége.
• A membránberendezések a víz kezdeti állapotára való igénytelenségükkel tűnnek ki, az eljáráshoz nincs szükség vegyi reagensekre, és könnyen karbantarthatók. A negatív tulajdonságok a következők: víz előkészítése a kezelési folyamathoz, nagy mennyiségű víz a készülék működésének biztosításához, nagy energiafogyasztás, ami befolyásolja a végtermék költségét.

Sómentesítés otthon

A vízszűrés az utókezelés legolcsóbb módja. Két általános módja van a kút vagy a tengervíz sómentesítésének otthon:

• Tegyen egy edény vizet a fagyasztóba, és hagyja, amíg teljesen megfagy. Só résszela folyadék nem fagy meg, a jeget meg kell olvasztani és azonnal felhasználni. További tisztításhoz érdemes az olvadékvizet átengedni bármely háztartási szűrőn. Ezt a módszert hideg desztillációnak hívják.
• Elpárolgás. Fognak két különböző méretű edényt, a nagyobbba tengeri/sós vizet öntenek, a kisebbet üresen hagyják és egy nagy tálba teszik. A teljes szerkezet feltehető a tűzhelyre fűtésre, vagy a fedél zárása után a napon hagyható. El kell érni a sós víz lassú forrását. A sót nem tartalmazó gőzök az üres tartályban koncentrálódnak. A nap párolgási folyamata sokkal lassabban megy végbe. Ezzel a módszerrel meglehetősen kis mennyiségű ivóvíz nyerhető.

A víz sótalanítása és sótalanítása kézműves módszerekkel lehetséges, de nem hatékony. A legjobb megoldás egy háztartási tisztítóegység vásárlása.

Hazai telepítés

Háztartási igényekhez leggyakrabban a víz utókezelő rendszerére van szükség. A vízszűrés többféleképpen is elvégezhető:

• A legegyszerűbb és legolcsóbb a cserélhető szűrőkkel ellátott kancsó.
• Fúvóka szűrővel a csapon.
• Asztali vízszűrők.
• Beágyazott rendszerek, amelyek a helytől függően tisztítják a folyadékokat (csak a konyhában, a ház vízellátásának belépési pontján, többlépcsős szűrők artézi kútból származó víz tisztítására stb.).

A háztartási rendszerek egyike sem tudja teljesen eltávolítani a sókat a folyadékból, de képes lágyítani a kemény vizet. AbbanEbben az esetben tudnia kell, hogy milyen elemekkel van telítve a rendszer, a vízpatronok, a szűrők vagy a reagensek kiválasztásához. A sótalanítási folyamat nagy egységekre, nagy beépítési területre, nagy pénzügyi befektetésekre és rendszerkarbantartásra van szükség, amely a fogyasztók széles köre számára nem elérhető.

A háztartási takarítás típusai

Ma a következő típusú vízkezeléseket használják széles körben:

• Szénszűrés. Az eszköz egy faszénnel, aktív szénnel vagy szénnel töltött tartály. Az ilyen szűrőn áthaladó víz megtisztul a klórtól, olajos elemektől, peszticidektől, mikroorganizmusoktól, baktériumoktól stb. A szűrő megfizethető, tartós és könnyen használható.
• Finomtisztítás. Az ilyen típusú szűrők két típusra oszthatók - egyfunkciósra és többfunkciósra. Bármilyen választás karbantartást igényel – vízpatronok folyamatos cseréje, szerelvények cseréje stb.
• Durva tisztítás. Távolítsa el a nagy szennyeződésrészecskéket (homok, rozsda, üledék stb.).
• Mély tisztítás. Ez a típusú szűrő magában foglalja a fordított ozmózis rendszereket, a többlépcsős szűrőket stb.

Oroszország legtöbb régiójában csak további víztisztításra van szükség, mivel elegendő vízkészlet van az országban. Az egyetlen régió, ahol édesvízhiány lehet, a Krím, ahol ipari létesítményekre lehet szükség a tengervíz sótalanításához. Minden folyamat végrehajtására szolgáló eszköz szabadalommal rendelkezik. A víz sótalanítását és sótalanítását tudományosan megalapozott módszerekkel kell elvégezni, az eredmények laboratóriumi körülmények közötti kötelező vizsgálatával.