Penyahgaraman air: kaedah dan tetapan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Para saintis percaya bahawa manusia telah sampai ke satu tempoh apabila konflik akan berlaku di atas air tawar. Hanya ada satu cara untuk menyelesaikan masalah ini - untuk mencari kaedah penyahgaraman air yang terbaik.

Apakah itu penyahgaraman air

Mana-mana cecair dalam komposisinya mempunyai bahagian tertentu garam, mikroorganisma, mineral. Pembersihan air semula jadi atau air paip menghilangkan bahan berbahaya daripadanya. Tetapi kadangkala ia mengandungi sejumlah besar garam, yang menjadikannya tidak sesuai untuk dimakan.

Penyahmineralan air ialah penurunan kepekatan garam yang terlarut di dalamnya. Prosedur ini boleh menjadi keseluruhan, apabila cecair tidak mempunyai sebarang kandungan garam, atau separa, apabila jumlah garam tertentu kekal di dalamnya.

Kaedah

Penyahgaraman lengkap dilakukan dengan cara berikut:

• Penyulingan, kaedah terma.
• Kaedah pertukaran ion.
• Kaedah elektrodialisis.
• Osmosis terbalik membran.

Penyingkiran garam separa dicapai menggunakan kaedah berikut:

• Lime.
• Pelembut Barit.
• H-kationisasi.
• Pembekuan.

Kaedah penyahgaramanair memerlukan kos kewangan dan tenaga. Pilihan kaedah rawatan bergantung pada tahap kandungan garam dalam cecair awal, produktiviti pemasangan, kos komponen proses (haba, elektrik, reagen). Setiap kaedah mempunyai kelebihan, keburukan dan berlaku dengan bantuan cara teknikal.

Penyahgaraman separa

Dilucutkan daripada semua kekotoran, air digunakan dalam banyak proses perindustrian dan diperlukan untuk penggunaan dalaman oleh bilangan orang yang sangat terhad. Keperluan domestik memerlukan penyahmineralan air pada tahap tertentu. Selalunya, pelembutan cecair berlaku melalui kationisasi.

Dalam proses itu, garam keras digantikan dengan kation hidrogen, yang seterusnya bertindak balas untuk memusnahkan ion bikarbonat. Produk membentuk sebatian yang dikumuhkan sebagai gas. Tahap penulenan dianggarkan oleh jumlah kalsium karbonat yang dikeluarkan.

Penyulingan air

Penyahgaraman air menggunakan kaedah penyulingan adalah kaedah tertua dan paling biasa hari ini. Kelebihannya ialah ketersediaan sejagat, dan kelemahannya ialah kos proses yang tinggi. Penyuling digunakan untuk mendapatkan air tanpa kekotoran. Mereka adalah beberapa jenis penyejat, perbezaan antara yang terletak pada reka bentuk, jenis tenaga yang digunakan. Yang paling biasa ialah peranti wap dan elektrik, yang mahal dan menggunakan banyak tenaga.

Radas ialah dandang (atau beberapa dandang)tekanan rendah, di mana cecair bertukar menjadi wap dan memisahkan pekat garam. Untuk membolehkan air menerima penulenan maksimum, suhu mendidih perlahan dicapai dalam radas. Dalam mod ini, kekotoran berat tidak memasuki distilat pemeluwapan. Satu pilihan untuk mengurangkan kos ialah menambah bilangan peringkat, tetapi pemasangan ini memerlukan pelaburan permulaan yang besar.

Peralatan penyulingan, selain menggunakan banyak tenaga, mempunyai kos yang mengagumkan untuk semua bahagian. Paip mahal, kelengkapan, penukar haba, penyejat yang diperbuat daripada kuarza atau platinum boleh memberikan tahap ketulenan yang tinggi. Bahan lain tidak sesuai.

Kaedah elektrokimia

Intipati kaedah adalah untuk menghantar air melalui medan elektrik, manakala ion garam dipindahkan - kation diagihkan ke arah katod, dan anion - ke arah anod. Sistem ini mempunyai tiga petak, yang dibentuk menggunakan diafragma katod dan anod. Petak tengah mengandungi air yang disediakan untuk penyahgaraman.

Arus elektrik yang berterusan dialirkan melalui aliran, dengan bantuan garam diasingkan ke dalam diafragma katod dan anod. Kaedah ini sangat mahal dari segi kos peralatan dan kos elektrik, dan oleh itu tidak digunakan secara meluas.

Penukaran ion

Cara yang paling boleh dipercayai untuk mencapai penyahgaraman air ialah kaedah pertukaran ion. Pemendakan kekotoran dengan cara inimembolehkan anda mendapatkan cecair yang lebih bersih dalam masa yang singkat, yang penting untuk penyahgaraman industri. Kaedah ini paling menjimatkan kos dan memberikan hasil pembersihan terbaik.

Kaedah ini berdasarkan penyingkiran kation dan anion garam daripada cecair; sebagai hasil penulenan, pelbagai tahap penyahmineralan boleh dicapai, sehingga penyingkiran sepenuhnya agen garam. Penyahgaraman air melalui pertukaran ion berlaku dengan penyertaan penukar ion, iaitu polimer tidak larut air yang mengandungi ion mudah alih. Di bawah keadaan yang dicipta, polimer yang disediakan memasuki tindak balas pertukaran dengan ion garam dengan tanda yang sama. Penukar ion diletakkan dalam pembengkakan sederhana berair, meningkatkan saiz sebanyak 1.5-2 kali ganda.

Apabila masa berlalu, penukar ion mengumpul garam yang terlarut dalam air dan menjadi lebih tumpat. Penukar ion tepu dijana semula, selepas itu ia dibersihkan. Produk yang diperoleh daripada penukar ion tepu dipanggil "eluates", ia termasuk larutan garam dan alkali. Sebahagian daripadanya adalah bahan berharga, jadi ia dilupuskan sebagai komponen berharga.

Osmosis terbalik

Kemajuan teknikal dan permulaan kekurangan air tawar menimbulkan teknologi baharu untuk penyahgaraman dan penyahgaraman. Kaedah rawatan osmosis terbalik menjadi kaedah yang popular, kebolehpercayaan yang dijamin oleh perkembangan teknologi membran. Minat industri disebabkan oleh kos tenaga yang agak rendah. Kebanyakan peranti prinsip ini digunakan untuk rawatan selepas air sungai, di mana keberkesanannya telah berulang kali terbukti.

UntukUntuk kegunaan domestik, loji penyahgaraman air berdasarkan prinsip osmosis terbalik adalah sesuai dari segi penggunaan tenaga dan dari segi kualiti produk yang diperolehi. Prinsip osmosis terbalik adalah berdasarkan laluan air di bawah tekanan melalui membran yang tidak telap kepada garam terlarut dan kekotoran lain. Proses penyahgaraman air disediakan oleh membran separa telap sintetik yang tidak dapat mengekalkan beberapa gas yang terlarut dalam air (klorin, karbon dioksida, dll.).

Kaedah reverse osmosis membersihkan air daripada semua kekotoran, penyahmineralan lengkap berlaku, yang berbahaya kepada tubuh manusia. Dalam kebanyakan kes, orang awam perlu memilih antara air paip atau dirawat dengan beberapa jenis penapis. Kejahatan yang lebih kecil ialah air, tanpa semua bahan semula jadi.

Hari ini, di beberapa negara sudah ada loji untuk pengeluaran air minuman, di mana kaedah osmosis songsang digunakan untuk penyahgaraman, dan gas terlarut dikeluarkan daripadanya sebagai rawatan tambahan selepas. Untuk memberikannya keadaan normal yang hampir dengan semula jadi, perusahaan menambah garam yang diperlukan dalam kepekatan yang disahkan kepada air yang telah disucikan.

Kebaikan dan keburukan kaedah asas

Setiap kaedah penyahgaraman air mempunyai kualiti positif dan negatif. Setelah mempertimbangkannya secara terperinci, anda boleh memahami yang mana satu untuk diberi keutamaan:

• Pertukaran ion membantu mendapatkan air yang paling tulen, sistem ini boleh dipercayai dan tidak bertindak balas terhadap tahap mineralisasisumber cecair, memerlukan sedikit kos peralatan. Proses penyahgaraman berlaku dengan kehilangan penggunaan air yang minimum. Kelemahan kaedah ini termasuk pencemaran alam sekitar yang cepat dengan bahan kimia berbahaya, kos tinggi reagen itu sendiri, sistem cepat tercemar dan memerlukan penggantian penapis yang kerap. Pelupusan bahan buangan dan bahagian penapis adalah sukar.
• Penyulingan. Loji penyahgaraman air berdasarkan kaedah terma digunakan tanpa menggunakan bahan kimia, menunjukkan kualiti cecair yang terhasil yang baik, dan haba yang dijana semasa operasi boleh digunakan untuk keperluan lain. Ciri tersendiri kaedah ini ialah keupayaan untuk menghapuskan gas yang terlarut dalam air. Kelemahan kaedah ini termasuk: kos tenaga yang tinggi, keperluan untuk rawatan air, kos penyelenggaraan pemasangan (membersihkan semua bahagian), kos peralatan yang tinggi.
• Pemasangan membran dibezakan dengan bersahaja kepada keadaan awal air, prosesnya tidak memerlukan reagen kimia, dan mudah diselenggara. Kualiti negatif ialah: penyediaan air untuk proses rawatan, sejumlah besar air untuk memastikan operasi radas, penggunaan kuasa yang tinggi, yang menjejaskan kos produk akhir.

Penyahgaraman di rumah

Penapisan air ialah cara pasca rawatan yang paling berpatutan. Terdapat dua cara biasa untuk nyah garam dengan telaga atau cecair laut di rumah:

• Letakkan bekas air di dalam peti sejuk dan biarkan sehingga ia beku sepenuhnya. Garam dengan sebahagiancecair tidak akan membeku, ais harus cair dan boleh digunakan dengan segera. Untuk penulenan tambahan, ia patut menyalurkan air cair melalui mana-mana penapis isi rumah. Kaedah ini dipanggil penyulingan sejuk.
• Penyejatan. Mereka mengambil dua bekas yang berbeza saiz, tuangkan air laut / garam ke dalam yang lebih besar, biarkan yang lebih kecil kosong dan letakkan dalam mangkuk besar. Seluruh struktur boleh diletakkan di atas dapur untuk pemanasan atau dibiarkan di bawah sinar matahari, selepas menutup tudung. Ia adalah perlu untuk mencapai mendidih perlahan air garam. Wap tanpa garam akan tertumpu di dalam bekas kosong. Proses penyejatan di matahari akan berjalan dengan lebih perlahan. Dengan kaedah ini, isipadu air minuman yang agak kecil diperolehi.

Penyahgaraman dan penyahgaraman air dengan kaedah kraftangan adalah mungkin, tetapi tidak berkesan. Pilihan terbaik ialah membeli unit pembersihan domestik.

Pemasangan domestik

Untuk keperluan domestik, sistem untuk pasca rawatan air paling kerap diperlukan. Penapisan air boleh dilakukan dalam beberapa cara:

• Yang paling mudah dan berpatutan ialah jag dengan penapis yang boleh diganti.
• Muncung dengan penapis pada keran.
• Penapis air meja.
• Sistem terbenam yang membersihkan cecair bergantung pada lokasi (hanya di dapur, di pintu masuk bekalan air ke rumah, penapis berbilang peringkat untuk menulenkan air dari perigi artesis, dll.).

Tiada sistem isi rumah yang dapat menghapuskan sepenuhnya garam daripada cecair, tetapi ia boleh melembutkan air keras. Dalam itukes, anda perlu tahu elemen apa yang tepu dengannya untuk memilih sistem, kartrij air, penapis atau reagen. Proses penyahgaraman memerlukan unit yang besar, kawasan pemasangan yang besar, pelaburan kewangan yang besar dan ketersediaan penyelenggaraan sistem, yang tidak tersedia untuk pelbagai pengguna.

Jenis pembersihan rumah

Hari ini, jenis rawatan air berikut digunakan secara meluas:

• Penapisan arang batu. Peranti adalah bekas yang diisi dengan arang, diaktifkan atau arang batu. Air yang melalui penapis sedemikian ditulenkan daripada klorin, unsur berminyak, racun perosak, mikroorganisma, bakteria, dll. Penapis ini berpatutan, tahan lama dan mudah digunakan.
• Pembersihan yang baik. Penapis jenis ini terbahagi kepada dua jenis - fungsi tunggal dan pelbagai fungsi. Sebarang pilihan memerlukan penyelenggaraan - sentiasa menukar kartrij air, menggantikan kelengkapan, dsb.
• Pembersihan kasar. Hilangkan zarah besar kotoran (pasir, karat, sedimen, dll.).
• Pembersihan mendalam. Penapis jenis ini termasuk sistem osmosis songsang, penapis berbilang peringkat, dsb.

Di kebanyakan wilayah di Rusia, hanya pembersihan air tambahan diperlukan, memandangkan terdapat sumber air yang mencukupi di negara ini. Satu-satunya wilayah yang mungkin kekurangan air tawar ialah Crimea, yang mungkin memerlukan pemasangan industri untuk penyahgaraman air laut. Semua peranti untuk menjalankan proses mempunyai paten. Penyahgaraman dan penyahgaraman air hendaklah dijalankan menggunakan kaedah berasaskan saintifik dengan ujian mandatori keputusan dalam keadaan makmal.