Ontzilting van water: methoden en instellingen

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Wetenschappers geloven dat de mensheid in een periode is beland waarin conflicten over zoet water zullen oplaaien. Er is maar één manier om dit probleem op te lossen - door de beste methode voor waterontzilting te vinden.

Wat is ontzilting van water

Elke vloeistof in zijn samenstelling heeft een bepaald geh alte aan zouten, micro-organismen, mineralen. Door het zuiveren van natuurlijk of leidingwater worden schadelijke stoffen eruit verwijderd. Maar soms bevat het een grote hoeveelheid zouten, waardoor het ongeschikt is voor consumptie.

Demineralisatie van water is een afname van de concentratie van daarin opgeloste zouten. De procedure kan volledig zijn, wanneer de vloeistof geen zoutgeh alte heeft, of gedeeltelijk, wanneer er een bepaalde hoeveelheid zout in achterblijft.

Methoden

Volledige ontzilting wordt op de volgende manieren uitgevoerd:

• Destillatie, thermische methode.
• Ionenuitwisselingsmethode.
• Elektrodialyse methode.
• Membraan omgekeerde osmose.

Gedeeltelijke zoutverwijdering wordt bereikt met behulp van de volgende methoden:

• Limoen.
• Bariet verzachting.
• H-kationisering.
• Bevriezing.

Ontziltingsmethodenwater vereist zowel financiële als energiekosten. De keuze van de behandelingsmethode hangt af van het zoutgeh alte in de initiële vloeistof, de productiviteit van de installatie, de kosten van de componenten van het proces (warmte, elektriciteit, reagentia). Elk van de methoden heeft zijn eigen voor- en nadelen en vindt plaats met behulp van technische middelen.

Gedeeltelijke ontzilting

Beroofd van alle onzuiverheden, wordt water gebruikt in veel industriële processen en is het nodig voor interne consumptie door een zeer beperkt aantal mensen. Huishoudelijke behoeften vereisen tot op zekere hoogte demineralisatie van water. Meestal vindt de verweking van de vloeistof plaats door kationisatie.

Tijdens het proces worden harde zouten vervangen door waterstofkationen, die op hun beurt reageren om bicarbonaationen te vernietigen. De producten vormen een verbinding die als gas wordt uitgescheiden. De mate van zuivering wordt geschat door de hoeveelheid verwijderd calciumcarbonaat.

Waterdestillatie

Ontzilting van water met behulp van de distillatiemethode is tegenwoordig de oudste en meest gebruikelijke methode. Het voordeel is de universele beschikbaarheid en het nadeel zijn de hoge kosten van het proces. Distilleerders worden gebruikt om water te verkrijgen zonder onzuiverheden. Het zijn verschillende soorten verdampers, waarvan het verschil zit in het ontwerp, het type energie dat wordt gebruikt. De meest voorkomende zijn stoom- en elektrische apparaten, die duur zijn en veel energie verbruiken.

Het apparaat is een ketel (of meerdere ketels)lage druk, waarbij de vloeistof in stoom verandert en het zoutconcentraat scheidt. Om ervoor te zorgen dat het water maximale zuivering krijgt, wordt de temperatuur van een langzame kook in het apparaat bereikt. In deze modus komen zware onzuiverheden niet in het condenserende destillaat. Een optie om de kosten te verlagen is om het aantal trappen te verhogen, maar deze installatie brengt een grote initiële investering met zich mee.

Distillatieapparatuur verbruikt niet alleen veel energie, maar heeft ook indrukwekkende kosten voor alle onderdelen. Dure leidingen, fittingen, warmtewisselaars, verdampers van kwarts of platina kunnen zorgen voor een hoge mate van zuiverheid. Andere materialen zijn niet geschikt.

Elektrochemische methode

De essentie van de methode is om water door een elektrisch veld te leiden, terwijl zoutionen worden overgedragen - kationen worden verdeeld naar de kathode en anionen - naar de anode. Het systeem heeft drie compartimenten, die zijn gevormd met behulp van kathode- en anodemembranen. Het middelste compartiment bevat water dat is voorbereid voor ontzilting.

Er wordt een constante elektrische stroom door de stroom geleid, met behulp waarvan de zouten in de kathode- en anodemembranen worden gesorteerd. De methode is erg duur in termen van apparatuurkosten en elektriciteitskosten, en wordt daarom niet veel gebruikt.

Ionenuitwisseling

De meest betrouwbare manier om waterontzilting te bereiken is de ionenuitwisselingsmethode. Neerslag van onzuiverheden op deze manierstelt u in staat om in korte tijd een schonere vloeistof te krijgen, wat belangrijk is voor industriële ontzilting. De methode is het meest kosteneffectief en geeft het beste reinigingsresultaat.

De methode is gebaseerd op het verwijderen van kationen en anionen van zouten uit de vloeistof; door zuivering kunnen verschillende gradaties van demineralisatie worden bereikt, tot volledige verwijdering van zoutmiddelen. Ontzilting van water door ionenuitwisseling vindt plaats met de deelname van ionenwisselaars, dit zijn in water onoplosbare polymeren die een mobiel ion bevatten. Onder de gecreëerde omstandigheden gaat het bereide polymeer een uitwisselingsreactie aan met zoutionen van hetzelfde teken. Ionenwisselaars geplaatst in een waterig medium zwellen op en nemen 1,5 tot 2 keer in omvang toe.

Naarmate de tijd verstrijkt, verzamelen ionenwisselaars zouten die zijn opgelost in water en worden ze dichter. Verzadigde ionenwisselaars worden geregenereerd, waarna ze worden gereinigd. Producten verkregen uit verzadigde ionenwisselaars worden "eluaten" genoemd, ze omvatten oplossingen van zouten en alkaliën. Sommige zijn waardevolle stoffen, daarom worden ze als waardevolle componenten weggegooid.

Omgekeerde osmose

Technische vooruitgang en het begin van een tekort aan zoet water leiden tot nieuwe technologieën voor ontzilting en ontzilting. De behandelingsmethode met omgekeerde osmose wordt een populaire methode, waarvan de betrouwbaarheid wordt gegarandeerd door de ontwikkeling van membraantechnologieën. De industriële interesse wordt veroorzaakt door relatief lage energiekosten. De meeste apparaten van dit principe worden gebruikt voor de nabehandeling van rivierwater, waar hun effectiviteit herhaaldelijk is bewezen.

VoorVoor huishoudelijk gebruik zijn waterontziltingsinstallaties op basis van het principe van omgekeerde osmose geschikt zowel wat betreft energieverbruik als wat betreft de kwaliteit van het verkregen product. Het principe van omgekeerde osmose is gebaseerd op de passage van water onder druk door een membraan dat ondoordringbaar is voor opgeloste zouten en andere onzuiverheden. Het proces van waterontzilting wordt geleverd door synthetische semi-permeabele membranen die sommige gassen die in water zijn opgelost (chloor, koolstofdioxide, enz.) niet kunnen vasthouden.

De omgekeerde osmose-methode zuivert water van alle onzuiverheden, er treedt volledige demineralisatie op, wat schadelijk is voor het menselijk lichaam. In de meeste gevallen moet de leek kiezen tussen kraanwater of behandeld met een soort filter. Het minste kwaad is water, verstoken van alle natuurlijke ingrediënten.

Tegenwoordig zijn er in sommige landen al installaties voor de productie van drinkwater, waar de omgekeerde osmose-methode wordt gebruikt voor ontzilting en opgeloste gassen eruit worden verwijderd als extra nabehandeling. Om het een normale, bijna natuurlijke toestand te geven, voegen bedrijven de nodige zouten in een geverifieerde concentratie toe aan gezuiverd water.

Voor- en nadelen van basismethoden

Elk van de methoden van waterontzilting heeft zowel positieve als negatieve eigenschappen. Als je ze in detail hebt overwogen, kun je begrijpen aan welke je de voorkeur moet geven:

• Ionenuitwisseling helpt om het zuiverste water te krijgen, het systeem is betrouwbaar en reageert niet op de mate van mineralisatiebronvloeistof, vereist weinig apparatuurkosten. Het ontziltingsproces vindt plaats met minimaal verlies aan waterverbruik. De nadelen van de methode zijn onder meer snelle milieuvervuiling met schadelijke chemicaliën, de hoge kosten van de reagentia zelf, het systeem raakt snel vervuild en vereist frequente vervanging van filters. Het afvoeren van afval en filteronderdelen is moeilijk.
• Distillatie. Waterontziltingsinstallaties op basis van de thermische methode worden gebruikt zonder het gebruik van chemicaliën, demonstreren de goede kwaliteit van de resulterende vloeistof en de tijdens bedrijf gegenereerde warmte kan voor andere behoeften worden gebruikt. Een onderscheidend kenmerk van deze methode is het vermogen om in water opgeloste gassen te verwijderen. De nadelen van de methode zijn: hoge energiekosten, de noodzaak van waterbehandeling, de kosten van het onderhoud van de installatie (reinigen van alle onderdelen), de hoge kosten van apparatuur.
• Membraaninstallaties onderscheiden zich door pretentie in de oorspronkelijke staat van water, het proces vereist geen chemische reagentia en is gemakkelijk te onderhouden. Negatieve eigenschappen zijn: voorbereiding van water voor het behandelingsproces, een grote hoeveelheid water om de werking van het apparaat te garanderen, hoog stroomverbruik, wat de kosten van het eindproduct beïnvloedt.

Ontzouten thuis

Waterfiltratie is de meest betaalbare manier van nabehandeling. Er zijn twee veelvoorkomende manieren om thuis goed of zeewater te ontzouten:

• Plaats een bak met water in de vriezer en laat deze staan totdat deze volledig bevroren is. Zout met partde vloeistof zal niet bevriezen, het ijs moet worden gesmolten en kan onmiddellijk worden gebruikt. Voor extra zuivering is het de moeite waard om smeltwater door een huishoudfilter te leiden. De methode wordt koude distillatie genoemd.
• Verdamping. Ze nemen twee containers van verschillende afmetingen, gieten zee-/zoutwater in de grotere, laten de kleinere leeg en plaatsen deze in een grote kom. De hele structuur kan op het fornuis worden gezet om te verwarmen of in de zon worden gelaten na het sluiten van het deksel. Het is noodzakelijk om zout water langzaam te laten koken. Dampen zonder zout concentreren zich in de lege container. Het verdampingsproces in de zon verloopt veel langzamer. Met deze methode wordt een vrij kleine hoeveelheid drinkwater verkregen.

Ontzilting en ontzilting van water door ambachtelijke methoden is mogelijk, maar niet effectief. De beste optie zou zijn om een huishoudelijke reinigingseenheid aan te schaffen.

Binnenlandse installaties

Voor huishoudelijke behoeften zijn meestal systemen voor nabehandeling van water nodig. Waterfiltratie kan op verschillende manieren worden uitgevoerd:

• De gemakkelijkste en meest betaalbare is een kan met vervangbare filters.
• Spuitmond met een filter op de kraan.
• Bureau waterfilters.
• Ingebouwde systemen die vloeistoffen zuiveren afhankelijk van de locatie (alleen in de keuken, bij de ingang van de watertoevoer naar het huis, meertrapsfilters voor het zuiveren van water uit een geboorde put, enz.).

Geen van de huishoudelijke systemen kan zouten volledig uit de vloeistof verwijderen, maar ze kunnen hard water verzachten. In datgeval moet u weten met welke elementen het is verzadigd om een systeem, waterpatronen, filters of reagentia te selecteren. Het ontziltingsproces vereist grote eenheden, een groot installatiegebied, grote financiële investeringen en de beschikbaarheid van systeemonderhoud, dat niet beschikbaar is voor een groot aantal consumenten.

Soorten huishoudelijke reiniging

Tegenwoordig worden de volgende soorten waterbehandeling veel gebruikt:

• Kolenfiltratie. Het apparaat is een container gevuld met houtskool, geactiveerd of steenkool. Water dat door zo'n filter gaat, wordt gezuiverd van chloor, olieachtige elementen, pesticiden, micro-organismen, bacteriën, enz. Het filter is betaalbaar, duurzaam en gebruiksvriendelijk.
• Fijne reiniging. Dit type filters is onderverdeeld in twee typen: enkelvoudig en multifunctioneel. Elke keuze vereist onderhoud - constant waterpatronen vervangen, fittingen vervangen, enz.
• Ruwe reiniging. Verwijder grote vuildeeltjes (zand, roest, sediment, enz.).
• Diepgaande reiniging. Dit type filter omvat systemen voor omgekeerde osmose, meertrapsfilters, enz.

In de meeste regio's van Rusland is alleen extra waterzuivering vereist, aangezien er voldoende waterbronnen in het land zijn. De enige regio waar mogelijk een tekort aan zoet water is, is de Krim, waar mogelijk industriële installaties nodig zijn voor de ontzilting van zeewater. Alle apparaten voor het uitvoeren van processen hebben een patent. Ontzilting en ontzilting van water moeten worden uitgevoerd met behulp van wetenschappelijk onderbouwde methoden met verplichte tests van de resultaten in laboratoriumomstandigheden.