Опреснение воды из скважины
Обессоливание и опреснение воды из скважин
Для уменьшения содержания в воде растворенных солей производят ее обессоливание (деионизацию или деминерализацию). Для очень солоноватых (засоленных) вод этот процесс называется опреснением.
По нормам в питьевой воде не должно быть содержание солей выше 1 г/л, и лишь в исключительных случаях по специальному разрешению можно применять воду, солей в которой содержится до 1,5 г/л. В нашем регионе подземные и поверхностные воды содержат солей больше нормы. Поэтому во многих случаях нужно проводить обессоливание воды используемой для бытовых и промышленных нужд.
Уменьшения концентрации солей в воде можно добиваться несколькими способами:
- термическим;
- ионообменным;
- мембранным;
- обратным осмосом;
- электродиализом;
- комбинированным.
Самые первые установки обессоливания воды (дистилляты) появились при термическом методе – перегонка, выпарка, дистилляция. В основе процесса лежит перевод воды в фазу пара, с последующей конденсацией. Чтобы испарить воду нужно подвести тепло, а чтобы сконденсировать пар – тепло нужно отвести. При получении пара в нем вместе с молекулами воды содержатся и молекулы растворенных солей, которые образуются в соответствии с их летучестью. Важнейшее преимущество данного метода – минимальное количество используемых реагентов и небольшой объем твердых отходов. Сегодня выпарные установки включаются в ионообменные и реагентные схемы, что позволяет оптимизировать расходы тепла и реагентов.
Самый распространенный, отработанный и надежный современный метод обессоливания воды – ионный обмен. В нем используются фильтры смешанного действия, в которых высокая степень очистки обеспечивается однократным проходом воды через смеси анионита в ОН-форме и катионита в Н-форме. Очищенная водоподготовка воды имеет нейтральное значение рН и в 5-10 раз ниже содержание солей. Преимущество такого метода: очень высокая скорость очистки воды, которая зависит от ее исходного солесодержания. Недостаток – сложность операций при разделении смеси ионитов и их восстановлении. Поэтому такие аппараты применяются для очистки вод с малым содержанием солей, для глубокой доочистке воды и получения сверхчистой воды для энергетики и микроэлектроники.
Самый перспективный метод по обессоливанию воды – обратный осмос и использование нанофильтрации. Уже сейчас современные технологии дают возможность изготавливать плоские или объемные фильтрующие мембраны с отверстиями почти любого размера. Обратный осмос или нанофильтрация по механизму разделения, схеме организации процесса, используемым мембранам и оборудованию – очень близки. Обратный осмос использует мембраны с минимальным размером каналов, сравнимых с размером одиночных ионов. При нем отделяются все растворенные органические молекулы и ионы. Для этого давление должно быть 7-70 атм. Но есть ряд ограничений: в воде, подаваемой на мембраны не должно быть железа, грубых механических примесей (они могут откладывать малорастворимые соли на поверхности мембран). Вывод: стоимость бурения любой артезианской скважины зависит от оборудования необходимого для доведения воды до нужных стандартов.
Другие статьи:
Водоочистка для коттеджей
Обезжелезивание воды
Обеззараживание питьевой воды
Озонирование воды
Возврат к списку статей
geobur33.ru
Опреснение воды: действительно "работающие" технологии
Эта проблема, остаточно масштабна, ведь запасы воды, пригодной для питья, решения разных производственных задач, невелики. Основной объем ее содержится в морях и океанах, там, где присутствует множество ненужных примесей. Население планеты увеличивается быстро. Растут и соответствующие потребности. Именно поэтому опреснение воды становится с каждым следующим годом все актуальнее.
Положительный опыт мировых лидеров!
К этой группе следует причислить французские предприятия. Их достижения и некоторые общие результаты помогут лучше понять нынешнее положение дел в данной отрасли. Это позволит точнее определиться с полезностью применяемых ныне и "работающих" технологий, уточнить направление их развития в ближайшем будущем.
Несколько лет назад профильные компании из этой страны ввели в действие самый крупный в мире специализированный завод. Он построен в Австралии, так как на этом небольшом континенте наблюдается дефицит воды, обусловленный особыми климатическими условиями. Новое предприятие способно в день производить качественное опреснение воды в объеме до 500 тыс. м куб. Этого количества хватит для полноценного обеспечения крупного современного мегаполиса с численностью населения более 1 млн. чел. Несколько крупных проектов реализовано в Саудовской Аравии. Так, например дин из них, стоимостью около 50 млн. USD позволил организовать снабжение крупного муниципального образования (прим. 100 тыс. чел.). Ранее вода поставлялась сюда ежедневно с помощь автомобильного транспорта.
Юг Испании. Израиль. ОАЭ. В этих и других странах только одна группа французских компаний построила десятки специализированных заводов. Всего в настоящее время опреснение воды в промышленных масштабах осуществляется на более чем 20-ти тысячах таких предприятиях. Гигантские проекты реализуются в Китае. Там мощности опреснительного оборудования еще больше, они измеряются миллионами м. куб. в день. Общий объем инвестиций в данную отрасль превысил 15 млрд. USD в год.
Эти цифры подтверждают тот факт, что опреснение воды действительно является важнейшей областью человеческой деятельности в настоящее время. Большинство технологий основано на выпаривании с последующей конденсацией, иных термических воздействиях. Но в последние годы довольно популярным стало использование мембранных методик.
Опреснение воды в домашних условиях
От масштабных проектов мирового уровня перейдем к бытовым проблемам. Изучим, как с использованием подручных средств, или сравнительно недорогого стандартного оборудования можно произвести опреснение воды.
Первая техология применяется издревле. С его помощью создаются спиртные напитки, из раствора удаляются вредные и неприятные примеси. В нем используется то принцип, что при испарении составляющие обладают разной степенью летучести. Если использовать пары соленой воды и произвести ее осаждение на холодном змеевике, то нужный результат будет получен.
Вторая технология опреснения воды сложнее. В нем применяется электродиализ. Работает он следующим образом:
- В раствор погружаются электроды, которые подключаются к электрической сети через выпрямитель, чтобы на них были образованы постоянные заряды;
- Так как частички солей обладают определенной ионизацией, они начинают движение от одного электрода к другому;
- Если установить между ними частично проницаемую мембрану, например, из плотной ткани, то в одной части резервуара будет накапливаться чистая, а в другой – загрязненная примесями вода.
Эти работающие технологии доступны, но не многие современные потребители согласятся воспроизводить их на практике. Существуют готовые наборы оборудования, которые стоят недорого. Их применение позволит произвести идеальное опреснение воды без лишних хлопот. Одним из таких вариантов является система обратного осмоса. Она не пропустит через встроенную мембрану соли и другие примеси. После накопления перед такой преградой, примеси будут направлены в дренаж. Она далее обрабатывается угольным картриджем, который устраняет мельчайшие привкусы и посторонние запахи.
Что делать, если необходимо не опреснение воды, но уменьшение жесткости
Покупать дистиллятор для опреснения воды дома вряд ли целесообразно экономически. Обратный осмос - не слишком производителен. Его не хватит для полноценной обработки всей технической воды.
Но надо отметить, что в отечественных условиях чаще всего ставиться задача не опреснения воды, поступающей из моря, но предотвращение появления накипи. При этом повышенная жесткость может присутствовать как в общественном водопроводе, так и в частном источнике, колодце, артезианской скважине.
В этом случае, при жесткости более 12 мг-экв. на литр солоноватость ощущается. Ее устраняют установкой обратного осмоса, фильтром проточного типа, или кувшином с соответствующими типами картриджей. Для технических нужд вода обрабатывается в оборудовании с засыпками из ионообменных смол. Если желаете сэкономить на площади, не испытывать затруднений при установке, снизить эксплуатационные расходы, то можно приобрести электромагнитный преобразователь. Это устройство вовсе не изменяет состав воды, но лишает растворенные в ней соли способности образовывать накипь при последующем нагреве.
Как произвести опреснение воды с минимальными затратами
Приведенные выше примеры термодинамических, электродиализных установок в соответствующих вариантах исполнения используются в промышленности. Чтобы рационально расходовать имеющиеся ресурсы, снизить стоимость обработки используется остаточное тепло атомных электростанций. Конечно, в домашних условиях таких особо выгодных условий не существует, но можно существенно сэкономить. Изучим, как произвести опреснение воды, применив совершено бесплатный источник энергии.
В этой технологии используется солнечное тепло. Холодная морская вода с помощью насоса поступает под давлением в змеевик и далее на коллектор. Этот элемент представляет собой решетчатую конструкцию из витой черной трубы, которая нагревается солнечным излучением. Далее вода поступает в испаритель. Часть ее осаждается на охлажденном змеевике. Остатки, вместе с примесями, направляются обратно в море.
Для успешного воспроизведения данного метода обессоливания воды помимо соответствующего набора оборудования требуется наличие походящего источника исходного сырья, хорошие погодные и климатические условия, достаточное количество ясных дней в году. В этом случае применение данной технологии окупится быстро. На подобных принципах создаются наиболее экономичные установки бытового и промышленного типа.
Самые же большие перспективы в наши дни – в биологических методах обработки. Некоторые виды бактерий способны перерабатывать соли и другие примеси таким образом, что они образуют нерастворимый отсадок. Этот процесс происходит «естественным», без применения внешних технологий и источников. Но пока он непригоден к полномасштабному практическому использованию. Слишком сложен точный контроль. Недостаточно высока скорость.
Общие выводы по опреснению воды можно сформулировать следующим образом. Подготовка воды по удалению большого количества примесей экономически оправдана только в промышленных масштабах, при наличии «бесплатного» источника энергии. В домашних условиях при необходимости следует разделить потребителей и применить разные типы работающих технологий опреснения морской воды. Стоит добавить, что подобное решение, если сформировать комплект правильно будет взаимно дополняющим. Предварительные ступени очистки задержат вредные примеси, или изменять их свойства так, чтобы не загрязнялись быстро последующие блоки, мембраны, картриджи и наполнители.
filtryvodi.ru
Опреснение воды. Обессоливание. Соленая вода в скважине – проблема и решения
Одним из основных показателей состава воды для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд является ее солесодержание.
В анализе воды солесодержание характеризуется показателями общая минерализация и сухой остаток. Методика определения этих параметров различна, и обычно они отличаются на 5-10%.
Согласно нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды", общая минерализация и сухой остаток не должны превышать 1000 мг/л.
При более высокой минерализации вода приобретает солоноватый или солоновато-горьковатый привкус. Повышенное содержание отдельных солей в питьевой воде может быть вредно для здоровья. Например, вода с высокой концентрацией натрия не рекомендуется людям, склонным к гипертонии, повышенное содержание кальция увеличивает риск образования тромбов, хлориды могут негативно влиять на работу системы пищеварения, а сульфаты вызывать слабительный эффект.
Воду с высоким солесодержанием не рекомендуется подавать на бытовую технику - бойлеры, посудомоечные и стиральные машины. Соли образуют труднорастворимые минеральные отложения на деталях оборудования, что может приводить к неисправностям в работе.
В Ленинградской области соленые воды часто встречаются в гдовском водоносном горизонте. Глубина гдовского горизонта увеличивается от Карельского перешейка (100-200 метров) к югу Ленинградской области. С увеличением глубины залегания вод возрастает минерализация воды. На карельском перешейке встречается так называемый "соленый гдов" с солесодержанием 1000-2000 мг/л, а на юге области минерализация гдовской воды часто превышает 10 000 мг/л. Условная граница раздела пресных и "соленых" вод гдовского горизонта проходит от Сестрорецка через Пери к Новое Токсово. Севернее этой границы развиты скважины с пресными водами, южнее - с избыточным содержанием солей.
Технологически существует два возможных способа понижения солесодержания воды – дистилляция и обратный осмос.
Метод дистилляции основан на выпаривании воды и последующей конденсации образующегося пара. Основной недостаток метода – очень большие затраты на электроэнергию. Поэтому дистилляторы-испарители целесообразно использовать, если потребность в очищенной воде очень низкая, например, в небольших лабораториях.
При очистке соленой воды из скважины для уменьшения минерализации воды используются системы обратного осмоса. Большая часть растворенных солей (около 90-99%) задерживается мембраной и сливается в дренаж, а вода с пониженным содержанием солей поступает к потребителю.
Помимо снижения минерализации, установки обратного осмоса удаляют цветность воды, ее жесткость, концентрацию органических веществ, железа, марганца, нитратов и нитритов, тяжелых металлов и других примесей.
На выходе из установок обратного осмоса Вы получаете воду высокой степени очистки, идеальную для подачи на бытовую технику, принятия душа, питья и приготовления пищи.
По всем вопросам очистки воды обращайтесь к нам - опытные специалисты по водоподготовке проконсультируют Вас по любой проблеме, связанной с водой для Вашего дома.
Для консультации с нашими специалистами позвоните нам или отправьте заявку:
Отправить заявку
Пейте чистую воду! И будьте здоровы!
С нашим оборудованием для очистки воды из скважины или водопровода Вы можете ознакомиться на странице Системы очистки воды
Рекомендуем прочитать:
Чистая ли вода в скважине? Способы очистки воды из скважины
Очистка воды от железа
Нитраты в воде. Опасность и методы очистки воды от нитратов
Очистка воды для коттеджей и квартир или О голубой воде и мембранной технологии
Пир во время цинги или Полезно ли пить обратноосмотическую воду
Глоссарий по очистке воды и водоподготовке
Основы мембранной технологии
Обратный осмос и нанофильтрация в водоочистке
www.osmos.ru
Опреснение воды
Компания «Комплексные решения» выполняет полный спектр работ по подбору, проектированию и монтажу опреснительных установок бытового и промышленного назначения.
Чтобы получить бесплатный расчет водоочистной системы (с ценами)
(3-4 варианта, которые гарантированно очистят вашу воду):
- Пришлите результаты анализа воды на электронную почту [email protected] с пояснением, в каких объёмах нужна очищенная вода;
- Или позвоните по телефону 8 (800) 222 80 97
- Либо Закажите анализ воды в нашей аккредитованной лаборатории.
Опреснение воды – это процесс снижения содержания солей в воде из природных источников. В питьевых целях обычно производят частичное опреснение воды, пока её вкусовые качества не достигнут приемлемого уровня (по номам СанПин общее содержание солей не должно превышать 1000 мг/л).
Чаще всего опреснительные установки необходимы не только для морских вод, но и для очистки воды из скважины. Нижние водоносные слои вымывают огромное количество солей из известковых и минеральных пород. Как правило, чем глубже скважина, тем больше вероятности, что в воде из неё будет избыток солей.
Методы опреснения воды
Опреснение воды с помощью ионнообменных установок
Ионный обмен относится к методам частичного опреснения воды, а точнее устранения из неё конкретно солей жёсткости (кальция и магния). Это один из самых распространённых методов умягчения воды, чаще всего применяемый владельцами скважин для защиты оборудования и бытовой техники от накипи. Ионный обмен производится в засыпных фильтрах колоннах, внутрь которых помещается специальная гранулированная смола. Когда вода проходит через слой фильтрующей загрузки, ионы солей кальция и магния в ней заменяются нейтральными ионами натрия. Периодически смола забивается и теряет свои обменные свойства. Чтобы регенерировать их, автоматически или вручную запускается промывка фильтрующей среды раствором обычной поваренной соли из специального бачка (фидер для соли).
Опреснение воды установками обратного осмоса
Обратный осмос является одной из самых передовых технологий опреснения воды. В специальных установках вода под высоким давлением проходит через полимерную мембрану, оставляя на её поверхности практически все соли. Размер пор обратноосмотических мембран варьируется от 0,001 до 0,0001 мкм.
Установки обратного осмоса успешно используются для глубокой деминерализации и опреснения воды, как в быту, так и в промышленности. Вода после установки получается практически дистиллированного качества. Её применяют для приготовления растворов и инъекций, для обеспечения сложных технологических процессов производства, в точной электронике и на предприятиях энергетики. Полностью обессоленная вода не очень приятна на вкус и плохо утоляет жажду, поэтому в питьевых целях, её дополнительно насыщают полезными микроэлементами. Для этого либо применяют специальные насосы, дозирующие в очищенную воду минеральный раствор, либо подмешивают в неё часть исходной воды.
Тонкоплёночные обратноосмотические мембраны обладают высокой чувствительностью к воздействию примесей в воде. Они быстро забиваются, могут легко повредиться от механических частиц в воде и полностью выйти из строя. Для защиты обратноосмотических мембран и продления их срока службы, как правило, требуется установка системы предварительной водоподготовки.
Опреснение воды методом испарения и дистилляции
Это один из самых древних способов обессолить воду. Он представляет собой перегонку, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров. Это сложный трудоёмкий процесс, который применяется до сих пор только в промышленности и лабораторной практике для разделения и рафинирования сложносоставных веществ.
Опреснение воды химическим способом
При таком методе в воду специальными насосами дозируются реагенты. При их взаимодействии с растворёнными в воде ионами солей образуется твёрдый нерастворимый осадок, который легко отфильтровать. Химический способ опреснения воды требует точных расчётов и применяется довольно редко.
Особенности опреснительных установок от компании "Комплексные решения"
Компания «Комплексные решения» производит системы опреснения и умягчения воды из комплектующих от лучших европейских и отечественных разработчиков. Засыпные фильтры для предочистки воды оснащаются управляющими клапанами, рабочие элементы которых выполнены из высокопрочной керамики. Она не боится износа или повреждений от механических частиц в воде.
Для систем обратного осмоса применяются мембраны из высококачественного полиамида, стойкого к нагрузкам и воздействию агрессивных сред. Инженеры компании проектируют, а также устанавливают надёжные, эффективные и экономичные системы водоподготовки и водоочистки любого уровня сложности.
Оборудование для очистки волы подбирается специалистами «Комплексных решений» на основе результатов её анализа индивидуально для каждого случая. Обращайтесь. Мы даём гарантию на качество очищенной воды.
voda.kr-company.ru
Как опреснить воду в домашних условиях: лучшие способы
Одним из наиважнейших факторов, влияющих на качество питьевой воды, является содержание в ней солей. При слишком высокой минерализации вода приобретает солёно-горький привкус. Если количество соли превосходит допустимые нормы, это может сказаться крайне негативно на здоровье людей, употребляющих такую воду.
Также воду, содержащую большое количество соли, крайне нежелательно использовать в бытовых целях. Стиральные и посудомоечные машины, а также другая домашняя техника быстро выйдут из строя под воздействием солевых отложений. Но как опреснить воду и избежать подобных последствий?
Способы опреснения воды
В жилые дома вода поступает из артезианских скважин. Такая вода по всем параметрам не допускается для употребления, но за неимением другой воды люди всё равно её пьют, готовят на ней еду, используют в хозяйственных нуждах. Поэтому вода, поступающая в дома, должна быть обязательно опреснена. Артезианскую воду можно опреснить различными способами. Проблема заключается только в том, что все они являются дорогостоящими.
Самым простым методом считается дистилляция воды, но соли, образующиеся в процессе выпаривания пресной воды, засоряют трубы и ухудшают теплопроводность. Наиболее эффективный способ – это термохимическое смягчение воды. Способ довольно действенный, но и дорогой. Он существенно увеличивает себестоимость пресной воды, получаемой в процессе, а кроме того, в ходе работ образуется большое количество побочных продуктов, которые необходимо утилизировать. Всем известно, что утилизация вредных веществ очень дорогая, что также не лучшим образом сказывается на конечной цене.
Заполните большую ёмкость солёной водойПоместите меньшую ёмкость в большуюНакройте большой контейнер пластикомПоложите небольшой камень в центр пластикового покрытияПоставьте ёмкости в солнечное место на несколько часовОткройте крышку и достаньте меньшую ёмкость с пресной водойОбратный осмос – это отделение с помощью мембраны пресной воды и солей, которые в ней находятся. При этом способе артезианскую воду качают под высоким давлением. Недостатками этого метода является то, что мембрана под высоким давлением может быть разорвана, а кроме того, она часто забивается, и может пропускать какое-то количество растворённой в воде соли.
Гелиоопреснение – метод, при котором в большой ёмкости с артезианской водой происходит испарение под воздействием солнечной радиации. Этот способ используется не только для опреснения пресной воды, но и для грунтовых вод. Сложности заключаются в слишком большом количестве дорогостоящей техники. Используют этот метод, как правило, в странах с большим солнечным излучением.
Как опреснить морскую воду
Люди сами начали изменять окружающую среду, активно вмешиваться в природные процессы, и как результат, получили огромные проблемы. Одной из актуальных проблем является то, что многие страны страдают от нехватки пресной воды. Чистой питьевой воды становится всё меньше и меньше. И это способствует развитию производства специализированной техники, открытию новых технологий, что позволяет опреснить морскую воду. Страны Африки, Израиль, север Европы находятся вблизи морской воды, но её невозможно использовать как питьевую. Приходится морскую воду опреснять.
Для того чтобы очистить морскую воду от примесей соли, необходимо использование дорогостоящего оборудования, которое требует больших энергозатрат. И даже несмотря на это, по всему миру имеется большое количество опреснительных установок.
Способы опреснения морской воды следующие: дистилляция, обратный осмос, вымораживание, ионный обмен, электродиализ. Дистилляция может быть мембранной, многоколонной, компрессионной. Метод вымораживания – ещё один вариант очистить морскую воду. Она охлаждается до кристаллизации, из кристаллов потом выделяется пресная вода.
В данное время наиболее распространёнными способами опреснения морской воды являются обратноосмотические фильтры для очистки, а также дистилляция. Менее востребованными методами считаются вымораживание и электродиализ.
Опреснение воды в домашних условиях
Самый лёгкий способ очистить воду дома – это использование фильтров для воды. С их помощью вода очищается от вредных примесей и солей. Однако бытовые фильтры не способны очистить воду от всех вредных веществ. Перед тем, как приобрести и установить фильтр, необходимо получить точную информацию, какая по качеству вода поступает из водопровода. Также понадобится консультация компетентного специалиста, который посоветует, какой именно фильтр потребуется с учётом потребностей, возможностей и изначального качества воды.
Опреснение воды в домашних условиях
Всем известна польза талой воды для здоровья человека. В домашних условиях её очень просто приготовить. В морозильную камеру помещаются стеклянные или пластиковые ёмкости с водопроводной, а ещё лучше, колодезной водой, закрытые полиэтиленовыми крышками. После того, как вода замёрзнет на треть, воду, которая не замёрзла, необходимо слить – как раз в ней остались все вредные вещества и соли. Лёд должен растаять при комнатной температуре, и вот эту талую воду следует пить.
Ещё один простой метод избавиться от вредных веществ в воде состоит в простом кипячении. Кипятить воду нужно не менее 5 минут, а охлаждать её следует в закрытой посуде.
Если водопроводная вода обладает характерным неприятным запахом, её можно очистить с помощью активированного угля.
ПРОСТОЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ ВОДЫ СВОИМИ РУКАМИ. ВСЕ ГЕНИАЛЬНОЕ ПРОСТО
Watch this video on YouTube
Важно помнить, что воду из-под крана пить крайне нежелательно. Альтернативой считается бутилированная питьевая вода, которая продаётся в магазинах. Если покупать воду проверенных производителей, отвечающих за качество своей продукции, можно быть уверенными, что вода действительно чистая и пригодна для употребления.
No votes yet.
Please wait...
www.ladykiss.ru
Обессоливание воды обратноосмотическое и ионообменное
С каждым годом объемы пресной воды быстро сокращаются, а нехватка в ней растет. Это обусловлено антропогенным вмешательством в природные процессы, ростом населения и сильным загрязнением среды. Решать проблемы нужно уже сейчас. Применение установок для обессоливания воды - наилучший вариант решения вопроса нехватки пресной воды.
Что такое полное обессоливание воды
Воды из любого источника: водопровода, реки, грунтовых вод или океана, имеют в своем составе большое количество растворенных солей и часто не пригодны для использования в хозяйстве. Под процессом обессоливания воды из скважины подразумевают полное или частичное удаление минеральных солей из жидкости. Для морских и соленых вод применяют термин опреснение воды. Нормами СанПиН 2.1.4.1074-01 установлено максимальное солесодержание в питьевой воде на отметке 1000 мг/л. Для получения дистиллированной воды это значение не должно превышать 5 мг/л. В других различных процессах требуется вода и с более низким содержанием солей менее 1 мкСм/см.
Где необходимо применять установки обессоливания воды
Пресная вода нужна в различных областях экономики страны: для питьевого водоснабжения населения, в сельском хозяйстве, в химической и пищевой промышленностях, для санаториев и оздоровительных центров, в медицине, в микроэлектронике, для приготовления лекарств и т.д. Пресная вода должна отвечать строгим требованиям ГОСТов, СанПиНов, технических инструкций на предприятиях. Обессолить огромные объемы воды можно только с помощью профессионального оборудования для опреснения и обессоливания подземных вод и поверхностных источников.
Процессы обессоливания для получения воды с низкой электропроводностью широко применяется в фармацевтике, медицине, электронной промышленности и для многих других технологических процессов. Отдельно стоит упомянуть необходимость применения установок обессоливания воды на ТЭЦ. У паровых котлов очень жесткие требования к качеству подаваемой воды, поэтому требуется оборудования для получения обессоленной воды для ТЭЦ.
Как выбрать систему для обессоливания и воды
Выбор установки по обессоливанию воды зависит от нескольких факторов:
- Солесодержание в исходной воде;
- Требуемый объем очищенной воды в час/сутки;
- Необходимые показатели после системы получения обессоленной воды.
Также учитывается режим водопотребления, косвенные показатели, предпочтения клиентов и выделенный бюджет. В химическом анализе исходной воды должны быть представлены основные показатели, такие как мутность, цветность, запах, pH, жесткость, сухой остаток, содержание ионов, радиоактивное и бактериальное загрязнение.
Методы обессоливания пресной воды
Для небольшого объема воды применяются методы замораживания или выпаривания воды, однако они не способны гарантировать достижение нужных клиентам показателей. К основным методам подготовки обессоленной воды относят:
Каждый из методов имеет свои достоинства и находит практическое применение на производстве.
Обратноосмотическое обессоливание воды
В конце 20 века ученые открыли метод для обессоливания воды осмосом. Развитие мембранных технологий выделяет этот метод среди других, как наиболее эффективный и выгодный. Широкий модельный ряд установок обратноосмотического обессоливания воды позволяет применять эту технологию в любой сфере жизни. Непрерывный режим работы также позволяет использовать установки для получения обессоленной воды на любом производстве, где требуется круглосуточная подача подготовленной воды. Вода, подаваемая на обратноосмотическую установку для обессоливания воды, должна быть предварительно очищена и подготовлена.
Метод обессоливания воды обратным осмосом основан на мембранном разделении потока на очищенную воду и воду, где сконцентрированы все загрязняющие вещества. Специальные мембраны из синтетического волокна задерживают соли, взвешенные вещества, газы и микроорганизмы. После установки обессоленной воды поток на 99% очищается от всех примесей. Срок службы мембранных элементов достигает года при правильной эксплуатации и своевременном обслуживании. Получения ультрачистой воды осуществляется на двухступенчатых обратноосмотических установках полного обессоливания воды.
Ионообменные фильтры обессоливания воды смешанного действия
Данный метод подготовки воды для обессоливания основан на работе специальных ионообменных смол - ионитов для обессоливания воды. Система обессоленной воды на основе ионообменных фильтров смешанного действия возможна в 2-х вариантах: один фильтр со смолой смешанного действия либо 2 фильтра, следующих друг за другом, со смолами в H+ и OH- форме.
В первом случае ионообменная смола задерживает все ионы и насыщается ими. После снижения эффективности в работе смолы и изменения показателей воды в худшую сторону требуется ее полная замена. Во втором случае, после насыщения фильтров аниона и катионами регенерация осуществляется с помощью реагентов: фильтр H+ - кислотным раствором, фильтр ОH- - раствором щелочи. Основными недостатками такого метода являются загрязнение окружающей среды промывными водами, большой расход реагентов и необходимость утилизации стоков после регенерации. Управление фильтрами для обессоливания воды осуществляется с помощью управляющих блоков, которые контролируют процесс работы и регенерации.
Промышленное обессоливание воды с помощью установки электродеионизации
Установка электродеионизации - эффективный метод мембранного обессоливания воды, основанный на пропускание потока через электрическое поле. Данная установка получения обессоленной воды состоит из 3 модулей: один блок для очищенной воды и два блока для рассола. Растворенные в воде вещества под действием электрического тока распределяются к полюсам и задерживаются на специальных мембранах. Отрицательно заряженные ионы идут к аноду, а положительно заряженные - к катоду. Вода в среднем отсеке имеет высокую степень очистки и может использоваться в микроэлектронике и медицине. Метод электродеионизации не получил широкого распространения за счет огромных энергозатрат на очистку большого объема воды.
Выбор оборудования для обессоливания воды - дело специалистов
Все вышеперечисленные методы обессоливания воды для производства напрямую зависят от исходного солесодержания, чем больше количество солей в воде, тем больше необходимо затратить энергии и ресурсов на ее очистку. С увеличением минеральных солей в воде возрастает расход реагентов, мембраны требуют частой химической промывки.
Если вам требуется очистить воду до нужных показателей, мы поможем правильно подобрать промышленную установку обессоливания воды. Для этого вам потребуется ответить всего на пару вопросов от наших специалистов и в ближайшее время система обессоливания воды будет у Вас. Узнать цену на установки обессоливания воды и сроки поставки можно обратившись к нашим специалистам.
Мы работаем по всей РФ, доставляем и монтируем станции обессоливания воды, а также осуществляем шеф-монтаж в любой точке страны (Москва, Санкт-Петербург, Сочи, Омск, Владивосток, Челябинск, Смоленск, Новороссийск, Ростов-на-Дону, Казань и т.д.).
Посмотреть наши контакты и оставить заявку Вы можете здесь.
diasel.ru
Опреснение воды — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 27 сентября 2014; проверки требует 21 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 27 сентября 2014; проверки требует 21 правка.Опресне́ние воды — удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач.
Для питьевого водоснабжения пригодна вода с содержанием растворимых солей не более 1 г/л. Поэтому практической задачей при опреснении воды (главным образом, морской) является уменьшение её избыточной солёности. Достигается это различными способами:
В стадии исследований:
- электрохимический способ (англ. Electrochemically Mediated Seawater Desalination), в котором специальная микросхема разделяет поток солёной воды на два потока с повышенным и пониженным содержанием солей, соответственно[2]
Опреснение воды для промышленных и бытовых нужд осуществляется на опреснительных установках. В зависимости от используемого метода, энергозатраты на кубический метр составляют от 0,7 кВт∙ч до 20 кВт∙ч (2,5-72 МДж)[3].
Опреснение в странах Аравийского полуострова[править | править код]
Аравийский полуостров — одно из самых засушливых мест мира, поэтому проблема пресной воды там всегда стояла особенно остро. Высокие доходы от экспорта углеводородов позволяют монархиям Персидского залива опреснять воду в большом объёме (в 2000-е годы на опреснение одного м³ воды тратилось в них 3,5 кВт·ч). Показатели опреснения в 2000-е годы были следующие (в миллионах м³, в скобках указан год): Саудовская Аравия — 1033 (2006), ОАЭ — 950 (2005), Кувейт — 254 (2008), Катар — 180 (2005), Оман — 109 (2006), Бахрейн — 102 (2003)[4].
В 1972 году в городе Шевченко (ныне город Актау), Казахстан, была введена в строй и действовала почти 30 лет единственная в мире атомная опреснительная установка, работавшая от реактора на быстрых нейтронах (БН-350) — Шевченковская АЭС.
ru.wikipedia.org
Опреснение морской воды: технологии современного мира
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Почему назрела необходимость в опреснении морской воды
- Какие существуют способы опреснения морской воды
- Как опреснить морскую воду в домашних условиях
- Какие проблемы присущи процессу опреснения морской воды
Очищение и опреснение морской воды – это промышленный процесс, в результате которого из неё удаляются соли и получается продукт, пригодный для использования в быту и употребления. Наша статья расскажет о методах и технологиях опреснения морской воды.
Насколько актуально опреснение морской воды
Земная поверхность на 60 % состоит из территорий, где источников пресной воды или нет совсем, или есть, но очень небольшое количество. Поскольку во многих засушливых областях мало пресноводных водоемов, возникают проблемы с поливом почвы. Их можно было бы решить благодаря возможности использовать для этих целей опресненную морскую воду. На Земле присутствуют значительные запасы такой воды, но из-за высокого содержания солей ее невозможно применять в хозяйственных целях.
Чтобы выращивать сельскохозяйственные культуры, необходимо поливать их водой с очень низким содержанием солей. Если растения получат с влагой более 0,25 % солей, они просто не будут расти. Также на них отрицательно скажется присутствие в воде щелочей. Многие государства, в том числе и Россия, ищут пути опреснения соленых водных источников, что помогло бы справиться с проблемами засухи в областях, расположенных недалеко от моря.
В странах с хорошо развитой промышленностью все острее ощущается нехватка пресных водных запасов. В частности, это касается США и Японии, где требуемые для промышленности, сельского хозяйства и бытовых нужд объемы воды давно превысили имеющиеся.
Количество пресной воды не соответствует потребностям и в развитых странах с низким уровнем осадков, таких как Израиль и Кувейт.
Первое место в мире по наземным пресноводным ресурсам занимает Россия. Достаточно одного только Байкала, чтобы удовлетворить сегодняшнюю потребность российского населения и промышленности в пресной воде. Это озеро настолько глубокое, что если направить в его котловину потоки всех рек земного шара, то заполняться она будет почти 300 дней.
Однако большая часть водных ресурсов России сосредоточена в практически не заселенных и не освоенных районах Сибири, Севера и Дальнего Востока. На высокоразвитые центральные и южные регионы с высоким уровнем промышленности, сельского хозяйства и плотности населения приходится только 20 % пресноводных запасов.
Определенные страны Средней Азии (Туркмения, Казахстан), а также Кавказ, Донбасс и юго-восточная часть РФ обладают огромными минерально-сырьевыми ресурсами, а пресноводных источников не имеют.
Рекомендуемые статьи по данной теме:
В России есть большое количество подземных источников, уровень минерализации которых составляет от 1 до 35г/л. Они не могут применяться для нужд населения, так как содержат большое количество солей, но после опреснения их вполне можно будет использовать.
В процессе опреснения морской воды важным параметром является её соленость, под которой понимается масса сухих солей в граммах на 1 кг вещества. Количество солей в единице объема жидкости может существенно колебаться в зависимости от моря. Например, Черное, Каспийское и Азовское моря характеризуются как слабосоленые. Средний показатель солености Мирового океана составляет 35г/кг.
Кроме поваренной соли (NaCl), морская вода содержит и ряд других химических элементов, в основном в виде ионов, которые можно получать из нее в промышленных масштабах: K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Br-, F-, h4BO3. Всего в морских недрах обнаружено около 50 химических элементов в разной концентрации, среди которых литий (Li), рубидий (Rb), фосфор (P), йод (J), железо (Fe), цинк (Zn) и молибден (Mo).
Способы опреснения морской воды
Морские водные запасы содержат в своем составе более 50 химических элементов. Концентрация каждого из них крайне мала, но их общая масса определяет соленость жидкости. Для пищи может быть пригодна только вода, в которой содержится не более 0,001г/мл солей. Для того чтобы достичь подобной концентрации, применяются различные технологии опреснения морской воды. Специалисты пытаются разработать такие системы опреснения, которые бы потребляли мало энергии, но при этом максимально очищали воду для использования населением.
Сегодня применяются следующие методы опреснения морской воды: дистилляция, обратный осмос, ионизация и электродиализ.
- Обычная, или многостадийная дистилляция – наиболее популярный способ, в основе которого лежит использование свойства воды закипать и образовывать пар при высоких температурах. Более половины пресных водных ресурсов получают именно путём дистилляционного опреснения морской воды.
- Мембранная дистилляция – метод, при котором производится нагрев воды с одной стороны мембраны, которая пропускает только пар и образует из него пресную воду.
- Метод обратного осмоса – довольно дешевая технология: один вложенный доллар позволяет получить 16 тонн пресной воды.
Технология обратного осмоса для опреснения морской воды заключается в том, что вода под давлением проходит через мельчайшие фильтры, в результате чего содержание солей становится очень низким. Степень очищения и производительность мембраны зависят от таких факторов как количество соли в исходном сырье, солевой состав, температура и давление. - Электродиализ – метод, при котором водный поток пропускают через камеру с электродами, в результате чего катионы и анионы распределяются на соответствующих электродах. Плюсом подобного способа опреснения морской воды является использование химически и термически стойких мембран, что дает возможность осуществлять очистку при высокой температуре.
- Газогидратный метод основывается на способности углеродных газов при определенном давлении и температуре создавать с участием воды соединения клатратного типа. Соленую воду замораживают, затем обрабатывают газом, вследствие чего формируются кристаллы. Эти кристаллы отделяют от рассола, промывают, плавят и в итоге получают чистую пресную воду.
В южных регионах активно используют солнечные опреснители, в которых происходит нагрев и испарение морской воды. Существует и противоположный способ, при котором солёную воду замораживают, а затем отделяют от нее пресную, поскольку она замерзает быстрее.
По какому принципу работают установки для опреснения морской воды
Опреснитель морской воды – устройство, которое может удалить из воды соли, растворенные в ней. После процедуры очистки получают воду, которую можно использовать не только для хозяйственных нужд, но и для питья. Конструкцию аппарата отличает удобство и практичность в эксплуатации.
Однако опреснённая вода не является вместе с этим чистой, ведь в ней сохраняются и другие компоненты, от плотности которых и зависит область ее применения. Так, на морских судах требуются разные виды водных запасов:
- питьевая, которая используется только для готовки и питья;
- вода для личной гигиены и мытья палубы;
- вода для парогенераторов, или питательная;
- техническая вода, которая применяется в качестве охлаждающей жидкости для двигателей;
- дистиллированная вода.
Для получения всех этих видов используют разные судовые опреснители.
Среди технологий опреснения выделяют следующие:
- Дистилляционная, при которой опреснитель нагревает и испаряет морскую воду. Полученный пар «ловится» и доводится до необходимой температуры.
- Фильтрационная, при которой устройство работает по принципу обратного осмоса. Соленая вода очищается без перехода из одного состояния в другое. Работа такого аппарата основывается на доведении концентрации растворенных примесей до оптимальной. Очень высокое давление позволяет «выдавить» лишние частицы солей.
В израильском городе Хадере находится самый большой на планете опреснитель. Этот агрегат по размеру соизмерим с целым заводом. Каждый год он опресняет около тридцати трех миллиардов галлонов морской воды. Работает опреснитель по принципу обратного осмоса, вследствие чего средиземноморские воды не подвергаются тепловой обработке.
Установка полностью герметична, в ней создается эффект парника, при этом не допускается утечка испарений наружу. В итоге чистый водный остаток сохраняется в большем объеме. В конце откручивается пробка, и очищенная жидкость сливается в какую-либо емкость.
Подобные аппараты применяются в морском флоте. Они используют тепло жидкости, которая служит для охлаждения главных и вспомогательных дизелей. Очищенная вода, подогретая до 60 °С, на входе поступает через трубы батареи нагрева. При выходе температура жидкости снижается примерно до 10 °С.
Вакуумный опреснитель вырабатывает в час порядка 800 литров дистиллированной воды. Он может удовлетворить всю потребность в пресном водном запасе без излишних трат на топливную энергию, а полная автоматизация позволяет сэкономить на сервисном обслуживании. Поскольку температура испарений довольно низкая, водоопреснитель может работать от шести до двенадцати месяцев, не требуя очистки.
Известно, что население Израиля страдает от серьезной нехватки питьевых запасов. Работа описанного выше аппарата позволяет покрыть почти две трети потребности в воде целой страны.
Сегодня для опреснения морской воды используется самое разное оборудование, в том числе уникальные опреснители, работающие на солнечной энергии. В них заливается вода, которая под воздействием солнечного тепла превращается в пар, конденсируется на стенках корпуса и затем оседает в нижней части прибора.
Какие технологии используются в промышленном опреснении морской воды
На сегодняшний день в промышленности широко применяются два метода опреснения: мембранный (механический) и термальный (дистилляционный). В первом случае используется технология обратного осмоса. Морская вода пропускается через полунепроницаемые мембраны под давлением, существенно превышающим разницу давления пресной и морской воды (для последней это 25-50 атм.).
Микроскопические поры фильтров свободно пропускают только небольшие водные молекулы, задерживая более крупные ионы соли и других примесей. Материалом для таких мембран служит полиамид или ацетат целлюлозы, выпускают их в виде полых волокон или рулонов.
Метод глубокого обратноосмического опреснения воды обладает рядом плюсов по сравнению с другими способами. Во-первых, аппараты просты и компактны, а во-вторых, не требуют больших затрат энергии. К тому же, управление системой обратного осмоса происходит в полуавтоматическом и автоматическом режиме.
Но все же данный способ имеет и свои минусы. Качество очистки здесь зависит от того, насколько эффективной была предварительная обработка. Помимо этого, полученная питьевая вода всё равно содержит достаточно большое количество соли (500 мг/м3 общей концентрации солей). Также этот способ требует повышенных эксплуатационных расходов, поскольку необходима регулярная закупка сопутствующих химикатов и смена мембранных фильтров.
Wonthaggi Desalination Plant – самый большой в мире завод по опреснению воды с помощью мембранных фильтров, расположенный в Мельбурне. Он способен перерабатывать в день 440 тысяч кубометров воды. В израильском городе Ашкелоне располагается завод, где воду очищают от солей методом обратного осмоса. Он обрабатывает в день 330 тысяч кубометров воды.
Суть термального способа (дистилляции) в том, что на станции опреснения морской воды жидкость кипятят, а полученный в итоге пар аккумулируют и конденсируют. Так образуется дистиллят – пресная вода. Выпаривать воду можно и не доводя до кипения. В этом случае её нагревают при более высоком давлении, чем в камере испарения. Для образования пара используют теплоту самой воды. При этом она охлаждается до температуры насыщения оставшегося рассола. Минусы этого способа – затратность, высокая энергоемкость, наличие внешнего источника пара. Однако именно он дает самый большой объем пресной воды за единицу времени. К примеру, завод Shoaiba 3 (Саудовская Аравия) производит дистилляционным методом до 880 тысяч кубометров пресной воды в день.
Эти два метода можно сравнить по нескольким ключевым параметрам:
Параметры |
Обратный осмос |
Термальный метод |
Физико-химический принцип |
Мембранная диффузия |
Термальное испарение и конденсация |
Потребление энергии (с учетом потребления вспомогательных устройств) |
Электроэнергия: 3,5-4,5 кВ-ч/м3 |
Электроэнергия: 2,5-5 кВ-ч/м3, термальная 40-120 кВ-ч/м3 |
Наивысшая температура в процессе опреснения |
Температура морской воды |
До 120ºC |
Качество воды (содержание солей мг/л) |
250-350 |
от 1 до 50 |
Средняя производительность одного модуля опреснения |
6000-24000 м3/день |
120000 м3/день |
Основные устройства |
Насосы, мембраны |
Насосы, клапаны, вакуумные установки |
Общая стоимость |
Низкая |
Высокая |
Уровень автоматизации производства |
Высокий |
Высокий |
Возможность изменения состава морской воды |
Не рекомендуется |
Средне-высокая |
Требования к техническому обслуживания |
Высокие |
Средние |
Потенциал масштабирования |
Высокий |
Средне-низкий |
Требования к занимаемой площади |
Низкие |
Средние |
Наиболее необходимые усовершенствования |
Улучшение предварительной обработки воды, улучшение свойств мембран |
Более дешевые материалы и способы теплопередачи |
Российские технологии опреснения морской воды
Трудности с пресным водоснабжением возникли в Крыму после известных событий в 2014 году. Тогда Украина перекрыла канал, по которому на полуостров поступала пресная вода, вследствие чего образовался дефицит технического и питьевого водного запаса.
Есть сведения о планируемой установке в Керчи системы для опреснения, которая будет производить около 50 тонн воды в час. Очищенные от солей водные ресурсы будут использоваться в основном для технических нужд: подпитки теплосетей и паровых котлов. Это поможет снизить нагрузку на общее водоснабжение.
Очищение воды на этой установке будет проходить в несколько этапов. Для осветления предполагается использовать комбинированную мембранную технологию, для очищения от солей – метод обратного осмоса, для полировочного умягчения – ионообменный.
Система будет работать в автоматическом режиме, понадобится лишь один оператор для контроля процесса.
Сегодня рентабельность полива культур опресненной морской водой стоит под большим вопросом: к сожалению, существующие технологии не позволяют получить одновременно и качественную, и дешевую пресную воду из соленой. Но разные страны мира постоянно ведут работу в этом направлении, потому что экологические проблемы опреснения морской воды касаются всего человечества и требуют разрешения.
Ученые возлагают большие надежды на использование для очистки водных ресурсов атомной энергии, что позволило бы сделать опреснительные технологии значительно дешевле.
Опреснение морской воды своими руками в домашних и экстремальных условиях
1. Экстремальные условия
Если вам понадобится очистить от солей морскую воду в условиях похода, для этого лучше всего подойдет самодельный дистиллятор, по устройству похожий на всем известные перегонные аппараты.
Сущность процесса в обычном опреснителе заключается следующем: соленая жидкость нагревается до кипения, затем образовавшийся пар аккумулируется в емкости и охлаждается. После процедуры на стенках камеры оседают охлажденные капельки воды, очищенной от солевых примесей.
Соли выделяются из смеси потому, что точка кипения у соляного раствора немного выше, чем у чистой воды. Поэтому пресная составляющая испаряется быстрее и оседает в емкость для сбора.
Для опреснения морской воды в походных условиях вам понадобятся:
- в первую очередь – сама вода, которая всегда в избытке на берегу моря или солёного озера;
- котелок или чайник в качестве ёмкости для нагрева;
- трубка из алюминия, которую следует приготовить еще до начала похода;
- вырытая в песке глубокая яма: она будет выполнять функцию охлаждающего устройства;
- еще одна емкость (стеклянная бутылка, банка из нержавейки и т.п.), куда будет собираться очищенная от примесей вода.
На берегу озера или моря следует выкопать яму глубиной до метра, под небольшим углом поместить в нее емкость (бутылку), в горлышко которой необходимо вставить трубку.
Заранее припасите прокладку из резины: с ее помощью вы надежно уплотните место соединения алюминиевой трубки с горлышком бутылки.
Затем конструкцию следует засыпать песком таким образом, чтобы открытой осталась лишь верхняя часть горлышка со вставленной трубкой. Конец трубки нужно будет расположить над котелком или открытым чайником с морской водой. При этом костёр разводят в небольшом удалении от бутыли с трубкой.
После того, как огонь разгорится, вода в емкости разогреется и начнет бурлить, а пар – постепенно распространяться по трубке в бутыль, зарытую в песке, где и осядет как конденсат. Постепенно на дне емкости образуется до 200-300 граммов чистой пресной жидкости.
2. Опреснение в домашних условиях
Самым простым способом очистить воду от соли в домашних условиях считается применение системы, состоящей из ряда фильтров, соединенных в определенной последовательности. Но даже сложная многоступенчатая комбинация не может удалить из воды абсолютно все вредные примеси. Поэтому большой популярностью в народе пользуются давно известные домашние методы опреснения.
Например, воду наливают в бутыль и помещают в морозилку, где через некоторое время замерзает чистая составляющая. Та часть, которая не замерзнет, как раз и содержит все вредные примеси, поэтому ее сливают. Замороженный водный остаток, когда тот растает при комнатной температуре, можно будет употреблять для питья и других нужд.
Есть еще два способа очистки воды от соли, которые можно легко реализовать в домашних условиях. Первый – долгое кипячение, в результате которого соль оседает на стенках в виде накипи. Второй – фильтрация с помощью активированного угля. В данном случае количество используемого материала будет зависеть от концентрации соли.
С какими проблемами опреснения морской воды сталкивается человечество
Сегодня из всех способов опреснения наиболее востребована технология обратного осмоса. Но для ее использования необходимы большие затраты на производство и эксплуатацию мембран, а также существенные энергетические мощности. Кроме того, после опреснения подобным способом остается высококонцентрированный солевой раствор, который возвращают в море или океан, что повышает соленость водных ресурсов. Из-за этого процесс очистки становится ещё более сложным, а себестоимость опреснения морской воды с каждым годом только возрастает.
Кроме того, в почве находится лишь 1/3 мировых пресноводных запасов (2/3 заморожены в снежных покровах и ледниках). И они используются человеком настолько быстро, что природа не успевает восполнить утраченное.
В связи с этим дефицит пресной воды возрастает в мировом масштабе.
По прогнозам экспертов, нехватку водных ресурсов к 2030 году будут испытывать более двух миллиардов человек. Эта проблема усугубляется еще и тем, что в каждой стране используют разные объемы пресной воды.
К примеру, американец в среднем расходует в день около 400 литров, в то время как житель малоразвитой страны – всего лишь 19 литров. У половины населения планеты в доме вообще нет водопровода. Все это однажды приведет к тому, что люди обратят особенное внимание на океаны как на источники воды.
Главная задача при опреснении морской воды – свести к минимуму энергетические затраты и расходы на оборудование. Это особенно важно, поскольку страна, которая больше нуждается в очищенной воде, должна при этом выдержать экономическую конкуренцию с государствами, имеющими более дешевые и многочисленные пресноводные источники.
По результатам проектных разработок выходит, что только для небольшого количества потребителей транспортировать воду из естественного водоема на расстояние до 400-500 км будет дешевле, чем опреснить её. Оценивая подземные запасы различной степени солености в засушливых районах, можно сделать вывод, что опреснение является для них единственным экономически оправданным способом водообеспечения, учитывая их удаленность от пресноводных источников естественного происхождения.
Применяемые сегодня методы опреснения могут быть продуктивно использованы для того, чтобы вернуть природе использованные водные ресурсы, не ухудшив при этом состояние пресных водоемов.
Если качество воды оставляет желать лучшего…
Проблему грязной воды в доме можно частично решить установкой качественного фильтра, но в таких системах периодически возникает необходимость замены комплектующих, ведь от этого напрямую зависит, насколько хорошо будет очищена жидкость для питья.
В то же время остается нерешенным вопрос: как добиться того, чтобы на нашем рабочем месте или у ребенка в школе была вода наилучшего качества? Лучшее решение – купить ее с доставкой.
Компания «Айсберг» предлагает выгодные условия для обслуживания своих клиентов:
- бесплатная доставка воды на дом или в офис: покупатели оплачивают только стоимость товара;
- скважины, из которых набирается наша вода, имеют документы регистрации в Государственном водном кадастре РФ;
- для добычи и бутилирования воды используются передовые технологии, что помогает сохранять и преумножать ее качество и природную чистоту;
- мы также реализуем современные кулеры для воды и другое оборудование, изготовленное известными европейскими брендами с учетом существующих стандартов качества. Размеры помп и стеллажей для бутылей варьируются, позволяя установить приборы даже в небольших помещениях;
- доставка питьевой воды на дом или в офис осуществляется по минимальной цене, благодаря постоянным акциям от нашей компании;
- вместе с водой вы можете приобрести одноразовую посуду, чай, кофе и прочую вспомогательную продукцию.
Наша компания производит быструю и выгодную доставку питьевой воды по Самаре и Тольятти. Оформить заявку можно как в телефонном режиме, так и через онлайн-форму на сайте фирмы.
Чистая вода – это ценность, но она не должна быть на вес золота. Наша миссия – обеспечить каждый дом и рабочее место качественной питьевой водой, поэтому мы приготовили для наших клиентов самые выгодные условия.
www.vodaiceberg.ru
Учёные разработали два новых метода опреснения воды / Habr
Практически одновременно инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) и Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (UIUC) предложили новые способы опреснения солёной воды. Метод MIT основан на ударных волнах, а UIUC использовали для отделения соли от воды пористый материал нанотолщины.
Если в кране нет воды
Потребление воды в мире постоянно возрастает, и в некоторых густонаселённых регионах планеты её начинает не хватать. Проблема нехватки пресной воды уже не является прерогативой африканских пустынь. Несмотря на то, что Мировой океан покрывает 70% поверхности нашей планеты, питьевой воды на ней крайне мало.
В Калифорнии из-за трёхлетней засухи недосчитались примерно годовой нормы осадков, из-за чего властям пришлось ввести ограничения на использование воды. В Китае строят одну из крупнейших станций по опреснению воды в Бохайском заливе рядом с городом Таншань.
Обычными способами опреснения воды являются обратный осмос — проталкивание воды через мембрану, задерживающую частицы соли, перегонка — кипячение с последующим сбором и охлаждением пара, или электродиализ – изменении концентрации электролитов в растворе посредством электрического тока. Эти способы крайне энергозатратны.
Опреснение шоком
Работа инженеров MIT с необычным методом опреснения под руководством профессора Мартина Базанта [Martin Bazant] опубликована в журнале Environmental Science and Technology. «Это фундаментально новый процесс разделения, отличающийся от всех остальных,- утверждает Базант. – Он обеспечивает безмембранное разделение ионов и молекул воды».
При обычном электродиализе в сосуде для разделения делают перегородки из полупроницаемых мембран. Фильтрующие мембраны пропускают воду и задерживают более крупные частицы соли. Эти мембраны расположены поочередно и разделяют общий объем на множество полостей. Через ванну с раствором пропускают постоянный электрический ток, который приводит ионы растворенных солей в движение.
Противоположно заряженные ионы движутся в противоположные стороны, но из-за того, что ванна заполнена препятствующими движению ионов мембранами, ионы задерживаются на ближайшей мембране, соответствующей их заряду, и остаются в полости между двумя мембранами. В результате между одной парой мембран происходит повышение концентрации ионов (эту воду сливают обратно в море), а между другой – понижение, то есть получается пресная вода.
В новом процессе, получившем название шоковый электродиализ, вода течёт через фритту – пористый керамический материал. С обеих сторон масса материала ограничена электродами. Достаточно сильный постоянный ток, протекающий между электродами, приводит к тому, что в потоке возникает ударная волна, чётко разделяющая поток на две части – в одной из которых течёт чрезвычайно солёная, а в другой — пресная вода. Остаётся только разделить потоки простой перегородкой.
В этом процессе не используются мембраны, ничего не засоряется и не требует очистки, при этом обеспечивается постоянный поток воды через недорогой в производстве материал. Эффект, лежащий в основе процесса, был открыт несколько лет назад учёными из Стэнфордского университета.
Специалисты из MIT утверждают, что процесс можно использовать не только для опреснения, но и для очистки воды. Например, в процессе проведения работ по гидравлическому разрыву пластов образуется много солёной и загрязнённой химикатами воды, которую можно было бы очищать подобным образом. К тому же, по утверждению учёных, электрический ток, необходимый для организации процесса, достаточно сильный для того, чтобы убивать бактерии и стерилизовать воду.
Тонкий подход к опреснению
Инженеры из Иллинойса, тем не менее, предлагают свой вариант опреснения воды путём фильтрации её через мембрану. Однако их мембрана из дисульфида молибдена имеет толщину всего в несколько нанометров. Инженеры из UIUC утверждают, что их фильтр энергетически гораздо более выгоден, чем обычные фильтры для обратного осмоса, которые требуют больших энергетических затрат.
Для опреснения воды через фильтры обычно требуется создавать большое давление, а мембраны быстро засоряются и требуют очистки или замены. Но по утверждению инженеров, давление, необходимое для опреснения воды, пропорционально толщине мембраны. Многие учёные даже пытались использовать для фильтрации воды графен, но столкнулись со специфическими трудностями при взаимодействии его с водой.
Инженеры из UIUC взяли дисульфид молибдена, поскольку в нём молибден находится в окружении двух атомов серы. В результате у тонкого «листа» MoS2 снаружи находится сера, а молибден – внутри. Если в таком листе сделать отверстие, вокруг него будет кольцо из атомов молибдена.
«Преимущества фильтра из MoS2 в том, что молибден притягивает воду, а сера – отталкивает, что обеспечивает высокую скорость прохождения воды через отверстие,- говорит Мухаммед Хейраньян [Mohammad Heiranian], автор работы. – Это свойство химически заложено в MoS2, поэтому его не нужно специально подготавливать или каким-то образом дорабатывать, в отличие от графена, где такая подготовка является очень сложным процессом».
Как будем опреснять?
Прогресс не стоит на месте, и новые технологии появляются очень быстро. Время покажет, какая из упомянутых идей пройдёт проверку реальностью. Возможно, что для повышения эффективности различные технологии будут использоваться вместе. Главное, чтобы в результате они дали много пресной воды как для питья, так и для пищи – ведь основными потребителями пресной воды являются фермерские хозяйства.
habr.com
сравнение методов и выбор опреснительной установки
Одной из насущных проблем, которые приходится решать человечеству – это добыча водных ресурсов. Соль здесь в том, что на земле много источников, но все они в основном соленые. Пресных источников воды не так много на планете, и не во всех странах они есть. И как результат многие люди стали задумываться над тем. что же сделать с соленой водой, чтобы ее можно было использовать для питья. Так возникло опреснение воды – как очень нужный способ решения еще одной глобальной проблемы.
Особенности опреснения, варианты работы с водой
Из названия уже становится понятно, что опреснение – это устранение из воды лишнего количества соли. Причем не соли жесткости, а обычной соли, которая делает воду соленой. С помощью опреснения морскую воду делают пресной и тогда ее можно использовать для питья и готовки. Причем опреснением воды можно доводить до нужных параметров и воду из артезианской скважины. То есть вода в природе тоже может подвергаться опреснению. Пригодной к употреблению человеком вода может считаться, если содержание соли в ней не превышает одну тысячу миллиграмм на литр.
Опреснение могут проводить с помощью самых разных методов очищения воды. Здесь чаще всего применяют обычный реагентный ионный обмен. Зернистые иониты очень качественно пропускают через себя соленую воду. Если говорить в цифрах, то фильтрование через зернистую смолу помогает получить пресную воду при первоначальной солености примерно 2-3 грамма на литр.
Второй популярный вариант опреснения воды – электродиализ. Довольно сложная процедура. В воду вставляют анод и катод. Внутри воды есть свои заряженные частицы, которые могут притягиваться либо к положительным либо к отрицательным элементам. Когда через воду пускают электрическое поле, все катионы движутся к аноду, а анионы к катоду. Электродиализ - это только процесс. Конструкция прибора представляет собой катод анод, перегородки между ними, вот именно между этими перегородками после создания электрического поля и накапливается опресненная вода.
Следующий популярный вариант опреснить воду – воспользоваться электромагнитными фильтрами. Эту группу методов еще называют безреагентными. Здесь могут применять как сам обратный осмос, так и нанофильтрацию.
Можно привести воду к состоянию опресненной и с помощью кипячения и последующей конденсации. Понятно, что соли вещества не летучие и с поверхности воды они точно не испарятся. Ученные этим и воспользовались. При этом методе, воду кипятят, ждут, чтобы она выпарилась, а потом этот пар помещают в специальные охладительные камеры, где он превращается в воду и стекает по стенкам, уже без лишней соли в составе.
Схожий по действию с выпариванием еще один метод опреснения – вымораживание. Здесь все идет схоже с выпариванием, только при нем воду кипитят, а при вымораживании, ее доводят до замороженного состояния. Особенность состоит в том, что пресная вода замерзает раньше соли. Это помогает выбрать замерзшие кубики до того, как замерзнет вся поверхность.
Да и когда воду начнешь греть в замороженном состоянии, соли растаят быстрее, чем пресная основа. Однако не важно, какой метод опреснения воды избирается, но воду в любом случае придется обеззаразить после процедуры опреснения.
Правда, нужно сказать, что просто опресненная вода использоваться для питья не может. Особенно, если обработку она проходила с помощью мембранных методов. Как правило, после того же обратного осмоса воду придется доводить до состояния полезной. Очистка имеет очень высокую степень и из воды убирают и полезные минералы. Так, что для получения питьевой воды, нужно обязательно воду еще и обогатить минералами.
Появились в последнее время и другие, новые более продвинутые методы опреснения воды. Предыстория появления опреснительных ядерных установок такая. Еще в 60-е годы двадцатого века проводили конференции по мирному использованию ядерной энергии. Там и предложили впервые использовать комбинированные ядерные установки для опреснения воды.
Главное преимущество от применения подобных установок заключалось в том, что они помогали не только воду опреснить, но еще и необходимую городам электроэнергию. Ядерный прибор хорош тем, что позволяет использовать несколько вариантов привести воду к нужным параметрам. Это и электродиализ, и дистилляция, и вымораживание. На сегодня больше всего используют ядерные установки с дистилляцией.
Целесообразность использования таких установок с двойным назначением была доказана еще тогда в 60-е года. Во время холодной войны между США и СССР. Опресняющая установка, которая была изобретена советскими учеными, давала 120 тысяч кубов воды в сутки и генерировала при этом 150 мегаватт электроэнергии.
Стоимость такой генерации весьма приятная. На установке большого масштаба стоимость куба воды составила 7 центов, а на малых установках 14.
Только вот в опресненной воде плохо то, что вместе с солями уходят и полезные элементы. Чтобы использовать кондиционирование, нужно будет сперва провести анализ полученной воды, и потом выявить, какими именно минеральными солями ее следует обогащать.
Сравнение опреснительных установок
Сегодня выпускается довольно много опреснительных приборов. И каждому потребителю, будь то база отдыха или завод, приходится выбирать, какой именно вариант опреснителя ему более всего подойдет. Ведь установки сегодня производят и израильтяне, и французы, да и в России установок тоже хватает. Причем по качеству они не уступают иностранным аналогам.
Ниже приведены таблицы сравнения израильских и российских вариантов опреснителей.
Показатель | Приборы российского производства | Приборы израильского производства |
Производительность – кубов в сутки | 2000-2400 | 2000-2400 |
Содержание минералов – грамм на литр | 30-50 | 15-20 |
Энергопотребление – киловатт час – метр кубический | 3-3,8 (Суточное потребление - 6000 - 9120) | До 9 (суточное потребление 18000 - 21600) |
Срок использования одного картриджа без замен | До 5 лет (при показании минерализации 50 миллиграмм на литр) | Нет данных |
Цена - Опреснителя |
1 200 тыс. евро Итого около 3 млн. евро |
4 875 000 евро за две установки производительностью до 1000 кубов в сутки |
Показатели питьевой воды | 70 микроэлементов | Нет данных |
Получается, на сегодня особых преимуществ у иностранных систем опреснения воды нет. И стоят они иногда дороже, да и показатели по ним есть далеко не все. Но главное. В случае поломки, такую мощную установку водоподготовки будет сложно починить. Специалистов из-за границы конечно вызвать можно, но они обойдутся в баснословные деньги, что установки отнюдь не удешевляет.
Немного об опреснении морской воды
Более всего в России используют опреснение морской воды. Настоящая пресная вода хоть и находится в России, но озера Байкал на всю Россию не хватит. Потому имея выход и к черному, и к азовскому, и к каспийскому морям, Россия не могла обойти вниманием такие способы.
Здесь в ходу более всего два метода из вышеперечисленных:
- Дистилляция – но она требует слишком много электроэнергии в работе;
- Обратный осмос или применение полупроницаемых мембран – один из самых эффективных методов обессоливания воды при малом расходе электроэнергии.
Использование опреснения именно морской воды влечет за собой определенный набор особенностей. Виной тому большое количество солей в воде. То есть тут опреснение воды будет основательным, при 45 граммах то на литр! Потому здесь и используют специальные морские мембраны и особенные материалы, которые в состоянии устранить такое высокое солесодержание.
Но есть еще и другие неприятности, к которым приводит такое опреснение. При работе с такой водой очень часто оборудование подвержено быстрому развитию коррозии. Оборудование и трубопроводы сильно страдают от этого. Чтобы избежать развития коррозии, сегодня часто используют коррозионостойкие материалы. Это стеклопластик, полимеры. Правда, последние используют только для тех участков в оборудовании, где низкое давление. Высокий показатель давления полимер не выдержит.
Еще один вариант коррозионностойкие специальные стали типа дуплекс или аустенит.
Из особенностей работы обратного осмоса с морской водой можно еще отметить высокую планку давления. 50-80 бар необходимы для поддержания высокой степени минерализации. Правда такое давление может обеспечить только постоянная подача электроэнергии. И расходы ее растут при использовании такого мощного оборудования. Но в этом случае помогают рекуперационные устройства.
Создать правильную систему опреснения морской воды можно только с помощью правильного проектирования. Здесь тоже есть несколько особенностей, которые нельзя не упомянуть.
Как и при любом обустройстве любой системы очищения воды, начинать опреснение морской воды следует с оценки состояния жидкости. Нельзя составить проектно-сметную документацию по созданию опреснительной системы, не зная, какие примеси содержаться в исходной морской воде. Потому проектирование создания системы всегда будет включать химический анализ, бактериологический, химический. Здесь же будут указывать требования к составу воды, параметры величин, режим водопотребления после опреснения.
Когда уже пишут непосредственно проект, в обязательном порядке, описывают возможность привязки системы к определенному месту, определенному имеющемуся оборудованию. Ведь система подачи морской воды и слива уже есть и все это отражается в проектной документации.
Здесь же важную роль играют правила прокладки что водоснабжения, так и правила прокладки проводов, пуско-наладочных работ.
Сегодня, слава богу, изучать вручную все законы не нужно, для этого есть специальное программное обеспечение. Потому составить проектную документацию даже для нестандартных ситуаций не составит труда. Так, что опреснение воды в любом районе, с любыми исходными данными сегодня не проблема.
vodopodgotovka-vodi.ru
Методы опреснения воды: от распространенных до неоднозначных
Проблема воды, даже не смотря на такое развитие и прогресс на всей земле, остается острой, как и двести, и триста лет назад. Пресноводных ресурсов на Земле катастрофически не хватает. И далеко не во всех районах земли есть возможность доставить чистую воду и спасти людей от обезвоживания. И тут на помощь приходят методы опреснения воды.
Пресная вода – драгоценность, которой не хватает
На Земле огромное количество стран и континентов, и на территории очень многих есть большая проблема не то, что с пресной водой, есть проблема вообще с водой. У стран, у которых рядом океан или море проблема вроде бы и была. А вроде и нет. Вода есть, но использовать ее для питья невозможно. Она для этого слишком соленая. С развитием технологий, человечество искало выход, и так были изобретены различные варианты получения пресной, питьевой воды из соленой. Это разом решило массу проблем хотя бы в тех странах, где море, океан присуствуют.
Под опреснением морской воды чаще всего понимают обессоливание. Хотя иногда имеется в виду полный цикл очистки воды от всех вредных солей:
- Металлов;
- Жесткости;
- Морских.
Если говорить о делении стран по районам водоподачи, то картинка сложится следующая.
Безводные страны | Страны с соленой водой | Страны с пресной водой |
Алжир Кувейт Марокко Сомали | США Канада Мексика | Украина Россия Швейцария |
Более всего в отношении пресной воды повезло России. Здесь сосредоточена большая часть запасов пресной воды на всей Земле. Плохо только то, что практически все запасы пресной воды сосредоточены в районе Сибири, Дальнего Востока. На всю Россию 80 процентов пресной воды находится именно там. Остальные запасы воды приходятся на высокотехнологичные районы с большой плотностью населения. А там ведь располагаются не только промышленные заводы, а еще и угодья сельскохозяйственные, которые также постоянно нуждаются в воде.
При этом многие части бывшего советского союза очень часто испытывают проблемы с опреснением воды. Донбасс, Крым, Кавказ, Туркмения и Казахстан – это те районы, которые собственно без большой земли прожить не могут. Или же нужно массово использовать опреснение. Для Крыма, по крайней мере, это точно выход.
Раньше при наличии запасов воды с минерализацией в пределах до 35 грамм на литр, вода не могла использоваться для питьевых нужд. Сегодня, к счастью это проблема решаема. Хотя и недешевыми способами, но получить пресную воду возможно.
У потребителя может возникнуть вопрос, как могли массово не применять опреснение, а тянули трубы из других районов для водоподачи? Ответ прост – опреснение удовольствие дорогое. И проложить коммуникации издалека по-прежнему дешевле, чем получать воду подобным способом. Поскольку потребители воды все крупные на определенных территориях, то тянуть водопровод за триста-четыреста километров будет дешевле, чем ставить огромные опресняющие установки. Там, где нет массового потребления, там все-таки выгоднее ставить опресняющие агрегаты.
Конечно, воду можно возить. Но это вариант намного дороже. Кроме поверхностных солоноватых источников воды, есть еще и подземные соленые источники. После изобретения методов опреснения воды были проанализированы различные варианты поставки пресной воды в отдаленные районы. После этого массово на территории таких государств начали применять опреснение, как единственно возможный вариант получить пресную воду в нужном количестве.
Но при этом в обществе стала проявлять себя другая беда. Прогресс зашел на столько далеко, что грязных производств с каждым годом становилось все больше. Отходы таких производств сбрасывались в воду, в том числе в те самые пресноводные источники. Это привело к очень высокой степени загрязнения их. А там где работают солевые шахты, то там еще и соленые стоки спускают туда же. Получается, что пресная вода начинала обретать признаки соленой воды, за счет таких вредных стоков. И для того, чтобы данную загрязненную воду сделать вновь пригодной приходится снова прибегать к методам опреснения.
К сожалению, распространенного или неоднозначного метода опреснения пока не придумали. Из всего многообразия какой-то метод работает, а какой-то нет. Ультрафильтрации, вымораживания, электродиализа и других способов. Часто избавиться от вредности воды можно только комплексно, и одного этапа умягчения будет недостаточно. Приходится добавлять в состав очистной системы и обезжелезивание, и устранение твердых механических осадков. В любом случае, для составления правильной системы очистки придется потратиться на анализ состояния воды.
Методы опреснения и обессоливания воды – многообразие
Вариантов получить пресную воду довольно много. Некоторые достаточно сложные для восприятия не специалиста, коими зачастую простые потребители и являются. Но, тем не менее, хотя бы минимально описать, как получают сегодня пресную воду можно.
Ультрафильтрационные методы опреснения и обессоливания воды являются локомотивом всех распространенных способов и методов. Достоинство таких неоднозначных методов, это меняя мембрану в том же обратном осмосе можно получить разную воду. У нее будет разная степень обессоливания и разная степень очистки. То есть для технических нужд такой вариант просто незаменим.
Другой метод получить пресную воду – использовать дистилляцию. Здесь весь принцип заключен в закипании и парообразовании. Затем образуется вода на стенках стекает, и она уже будет обессоленной. Более половины всей обессоленной воды производят так.
Электродиализ, как метод получения воды представляет собой неоднозначный метод обессоливания, когда вода подается в емкость, где расположены электроды. При пуске на них тока, они распределяются по соответствующим электродам. Плюс такого метода в стойкости мембран, которые в состоянии работать даже при высоких температурах.
Сложным методом можно назвать газогидратный метод. Углеродные газы при применении определенного давления и температуры, могут в воде создавать клагатратные вещества. При заморозке, гидраты обдают газом, в куске льда образуются кристаллы. Рассолы устраняют, и полученные кристаллы промывают и затем они тают. Получается кристально чистая пресная вода.
Получить пресную воду можно с помощью двух методов обессоливания. Второй метод, как раз включает в себя временное изменения формы воды, превращая ее то в лед, то в пар. Не изменяя состав воды, можно воду обессолить путем добавления в нее химикатов. Также можно воздействовать электричеством через электроды, или фильтровать воду через тонкую мембрану.
Химический метод опреснения и обессоливания воды самый простой. В воду добавляют химикаты, которые могут как бурно, так и не очень реагировать с загрязнениями, образуются новые вещества, затем их отфильтровывают. Вода становится пресной. Если солей очень много, то расход химикатов выходит приличным не меньше трех процентов, а то и все пять.
Большущий минус - химикаты достаточно дорогие. Например, преобразовать соли жесткости могут соли серебра или бария. Стоят они прилично, еще и при высоком расходе, вообще об экономии говорить нельзя. Плюс это ядовитые вещества. Воде понадобится доочистка.
А как же морская вода?
Модифицированный электродиализ работает с диафрагмами, выполненными из пластика и резины. Внутри у них анионные и катионные смолы. При подаче тока, ионы солей распределяются по положительной и отрицательной диафрагмам. При этом образуется два вида вредных осадков, газ, который выбрасывают в естественную природную среду и концентрированные соли, которые точно также в атмосферу могут сливать. Расход электричества тем меньше, чем меньше соленость морской воды.
Очень часто используемый метод опреснения морской воды – обратный осмос. Он же является методом тонкой очистки воды. Здесь тоже работает мембрана в комплексе с обратным давлением. Здесь самое главное не допускать на установку необработанную морскую воду. А она стоит прилично, чтобы менять ее каждую неделю. Собственно дороговизна метода немного ограничивает его применение.
Но в целом, обратный осмос весьма популярен. Правда, врачи советуют для питьевой воды поменьше его применять. И причина состоит как раз в чересчур высоком качестве очистки воды. Из воды убирается вообще все и хорошее, и плохое. В результате, для получения питьевой воды приходится снова восстанавливать утраченные минералы, путем кондиционирования. Вместо одного этапа в приборе целых три метода опреснения морской воды. И это сказывается на стоимости установки.
Использование вымораживания довольно хлопотно. Да и в больших количествах не особо возможно. Тем более, когда морской воды не хватает в жарких странах, то на создание минусовой температуры тоже пойдет достаточно средств и времени.
filtryvodi.ru