Опріснення води: найпоширеніші способи

Єдиним джерелом водопостачання на території населеного пункту можуть бути підземні води з артезіанських свердловин.

Артезіанська вода відноситься до солоноватой сульфатного типу. Показники мінералізації, жорсткості і вмісту сульфатів перевищують гранично допустимі для питної води в кілька разів. Вона непридатна для пиття.

І все ж за браком інших джерел, люди використовують артезіанську воду як питну. Тому для забезпечення населення питною водою потрібно опріснення видобувається зі свердловин води. Існує багато способів опріснення артезіанської води. Проблема полягає тільки в тому, що всі ці способи досить дороги.

Очищення води методом опріснення води досягається кількома методами:

• дистиляція;
• Іонний обмін;
• електродіаліз;
• виморожування;
• Геліоопресненіе;
• Зворотний осмос (гіперфільтрація);
• Хімічне осадження;
• Перегонка (дистиляція).

Процес дистиляції заснований на тому, що вода є летючим речовиною, а солі нелетучими.

Опріснення води методом дистиляції досить простий процес. Проблема полягає тільки в тому, що при випаровуванні прісної води осідає багато солей, які сприяють утворенню накипу і погіршення теплопровідності судин, засмічення труб. Якщо виробляти помякшення води за допомогою іонообмінних смол, то цей спосіб виявиться ще дорожче.

Можна використовувати термохимическое помякшення води, тобто дозування в неї перед подачею в опріснювальну установку речовин, що облягають кальцій і магній.

Це - найбільш ефективний спосіб помякшення води, але він вимагає значних витрат, істотно збільшує собівартість одержуваної прісної води. Рентабельність методу може підвищити утилізація побічних продуктів.

Велика частина витрат при дистиляції повязана з витратою теплової енергії. Від вартості чистої води вартість пара становить близько 40%. Є також способи, де опріснення води повязане з її заморожуванням. Коли з артезіанської води утворюється лід, то розчинені в ній солі не потрапляють в нього. Але цей спосіб теж вимагає великої кількості енергії.

Зворотний осмос

В цьому випадку відділення прісної води від розчинених в ній солей виробляють за допомогою мембрани, непроникною для солей. Мембрану поміщають між прісною водою і розсолом. Для вирівнювання концентрації вода проникає в розсіл. Щоб припинити проникнення води в розчин, необхідно прикладати осмотичнийтиск.

Якщо тиск, що прикладається до розсолу, перевищує осмотичний, то через мембрану видавлюватиметься прісна вода з розсолу. Такий спосіб називається зворотним осмосом. Для цього артезіанську воду накачують в камери під високим тиском.

У камерах стінки виготовлені з напівпроникних мембран. Коли вода проходить через мембрани, концентрація солей збільшується, підвищується осмотичний тиск і зменшується потік опрісненої води. Для перешкоджання цього потрібно постійно прокачувати артезіанську воду. Потік що проходить через мембрану прісної води залежить від прикладається тиску.

Труби, що застосовуються при зворотного осмосу, виготовляють з пористих речовин, викладених зсередини плівкою з ацетату целюлози. Роль напівпроникною мембрани відіграє ацетат целюлози. Швидкість проникнення артезіанської води через мембрану невелика. Протягом доби можна отримати близько 700 літрів прісної води з одного кв. метра мембрани.

Проблеми, що виникають при опріснення артезіанської води зворотним осмосом:

• Дуже високий тиск може розірвати мембрану;
• Мембрана може забитися солями;
• Пропускати велику кількість розчинених солей.

іонний обмін

Іонообмінне опріснення води полягає в фільтруванні насиченою солями води через аніонітного і катіонітние фільтри, які періодично регенерують кислотою і лугом. Деякі речовини здатні вільно обмінюватися іонами з розчинами солей. Це тверді електроліти, які поділяються на катіоніти і аніоніти. У катионитов аніони представлені у вигляді полімерів, нерозчинних у воді. Аніоніти представляють собою тверді підстави, їх аніони рухливі і здатні обмінюватися з аніонами інших розчинів.

Вода послідовно проходить через катіоніт і аніоніт і таким способом знесолювальних. Поступово обмінна здатність смол знижується і їх необхідно регенерувати. Найчастіше цей метод використовується в якості водопідготовки в приватних будинках для створення автономної системи водопостачання.

Іонообмінний спосіб має ряд переваг:

• Простота обладнання;
• Невеликий витрата вихідної води для власних потреб (15-20%);
• Мала витрата електроенергії;
• Невеликий обсяг скидних вод.

Як недолік можна назвати підвищена витрата реагентів.

електродіаліз

Цей метод набув широкого поширення після створення виробництв селективних іонообмінних мембран з іонітних смол. Такий мембраною потрібно обмежити розчин електроліту і по обидві сторони мембрани помістити електроди, повязані з джерелом постійного струму. В цьому випадку мембрана буде проявляти властивості униполярного провідника. Якщо мембрана виготовлена з катіоніту, то вона буде пропускати тільки позитивно заряджені іони, а аніонітових мембрана буде пропускати негативно заряджені іони.

Електродіалізним опріснення артезіанської води засновано на селективності іонообмінних мембран. Мембрани виготовляються з поліетилену або поліпропілену. Вони мають низький електричний опір, високу селективність і високу механічну міцність.

Геліоопресненіе

Суть цього методу полягає в тому, що в басейні з артезіанською водою під впливом сонячної радіації відбувається її випаровування. При конденсації пари утворюється дистилят. Він збирається в жолобах, а розсіл видаляється в дренаж.

Сонячні опріснювачі набули широкого поширення на Аравійському півострові. Їх доцільно використовувати не тільки для питного водопостачання, а й для опріснення ґрунтових вод з високим вмістом мінералів.

Геліоопреснітель площею 12 м² здатний виробляти на добу до 1000 літрів питної води. На відміну від інших методів опріснення цей метод не вимагає великої витрати електричної енергії.

Одним з його недоліків є складність конструкції і великі параметри опріснення. Геліооперснітелі доцільно використовувати тільки в країнах з підвищеним сонячним випромінюванням.

хімічне осадження

Цей спосіб заснований на тому, що деякі розчинені солі можна перевести в нерозчинені шляхом випадання в осад. Так, наприклад, солі магнію осідають содою, сульфати видаляються під дією гідрату окису барію.

Спосіб хімічного осадження вимагає дорогих хімічних реагентів, а також все обладнання опріснення води теж не з дешевих, тому він дуже обмежена застосовується на практиці.

опріснення виморожуванням

Цей метод дуже трудомісткий, його неможливо автоматизувати. Дуже складно спрогнозувати ступінь очищення, іноді потрібно застосовувати кілька циклів заморожування.

Крім того, таке опріснення води не гарантує повної дезінфекції води. В першу чергу замерзає важка вода, що містить ізотоп водню, який вважається радіоактивним. Щоб уникнути цього потрібно прибирати перший шар заморожування, що ще більше ускладнює і без того непросту спосіб отримання прісної води.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!