Сделать опреснитель морской воды для дома. Опреснение воды

Главная

По картинам

Вода – мощный растворитель. При нормальной температуре (18° С) в 1 л воды можно растворить 90 г питьевой соды, 360 г поваренной соли, 600 г стиральной соды.

В воде также хорошо растворяются газы. При 0° С в 1 л воды растворяется 55 м 3 хлористого водорода.

В 1 л дождевой воды находится до 300 мг примесей. В подземных водах растворено до 22 г солей на 1 л.

Человек может пить воду с засолённостью 1-1,5г на 1 л.

Подземные воды, которые питают колодец, могут растворять соли, находящиеся в грунте и, тем самым, становиться непригодными для потребления человеком даже для технических нужд (появляется накипь на нагревательных элементах чайников, стиральных машин, бойлеров).

Чтобы колодезная вода с высоким содержанием солей стала полезной для использования в обиходе, производят опреснение воды с помощью установок и фильтров.

Опреснение воды — методы

На практике применяются следующие способы опреснения воды:

выпаривание (дистилляция);
химическое осаждение;
ионный обмен;
электроосмос;
опреснение вымораживанием;
обратный осмос.

Опреснение воды методом дистилляции

Это наиболее известный и практикуемый долгие годы метод избавления воды от солей, но это и самый энергозатратный метод. Для опреснения морской воды таким методом на Ближнем Востоке специально построили ядерный реактор.

Более практичным такой метод опреснения больших объемов воды стал после изобретения гелиовых (солнечных) опреснителей.

Метод химического осаждения

Этот метод используется очень ограниченно и только для строго определенных солей. Заключается он в том, что определенные химические элементы переводят растворенные в воде соли в нерастворимые, и они выпадают в осадок.

Ионный обмен

Метод заключается в том, что смолы с избыточным положительным или отрицательным зарядом (аниониты, катиониты) притягивают к себе и связывают соли с противоположным зарядом.

Регенерация смол позволяет применять их многократно, поэтому метод нашел промышленное применение на предприятиях пищевой и электронной промышленности.

Электроосмос

Опреснения с помощью такого метода схоже с ионным обменом, только смолы заменены мембранами под напряжением разной полярности. Метод очень продуктивный но нуждается в периодической замене мембран и затратах электроэнергии для создания потенциала на электродах.

Опреснение вымораживанием

Этот метод основан на том, что растворенные в воде соли замерзают при более низких температурах, чем чистая вода, поэтому они остаются в жидком состоянии, а лед, при замерзании воды, состоит только из молекул Н

2О (явление криоскопии). Метод очень трудоемкий и не гарантирует полной очистки. Может применяться в домашних условиях для небольших объемов воды.

Обратный осмос

Существуют способы опреснения, отличающиеся по принципу действия от вышеописанных-это опреснение методом обратного осмоса, при котором соли растворённые в воде отделяются с помощью мембраны, непроницаемой для солей, но проницаемой для воды.

Принцип действия осмоса был создан природой и является основой для обмена веществ практически всех живых организмов на планете. Осмос действует так, что живые клетки получают питательные вещества, и немаловажно – эти клетки выводят шлаки.

При очистке воды методом обратного осмоса, все вещества и вода, которые растворенные в ней разделяются на два потока, каждый из них имеет различную от другой концентрацию солей. Очищенная вода в одном потоке, и вода с большей концентрацией солей, которая уходит в дренаж.

Фильтры для опреснения воды

Обычные водопроводные фильтры с сетками и угольным наполнением нельзя применять для опреснения воды из колодца. Они с этой задачей не справятся.

Смягчить воду поможет ионный фильтр. В нем применяются ионные смолы (катиониты/аниониты), которые нужно периодически менять. Поэтому, более практичным для бытового использования является фильтр обратного осмоса.

Фильтры обратного осмоса считаются наиболее качественными, поскольку они, используя полимерную половолоконную мембрану, очищают воду до такой степени, что на выходе получается чистая молекулярная вода. В ней не будет иметься абсолютно никаких солей и зловредной органики.

Пить долгое время такую воду нецелесообразно, поскольку для организма человека критически важны как соли, так и минералы.

Поэтому часто данные виды фильтров оснащаются встроенными минерализаторами. Вышеуказанные фильтры стоят больших денег и требуют отдельной инсталляции.

Установки для опреснения воды

Для опреснения воды в промышленных масштабах применяются проточные установки с регенерируемыми смолами (ионные установки) – это наиболее удобный в обслуживании и экономически выгодный вариант. Современная торговля предлагает малогабаритные варианты таких установок для автономного обеспечения водой коттеджных поселков и индивидуального жилья.

Промышленные дистилляторы часто применяются в производственном процессе. Их простота и коррозионностойкие материалы, из которых такие дистилляторы изготовлены, являются существенным аргументом для многих пользователей такого опреснения воды. Такие опреснительные установки применяются в химическом производстве и в пищевой промышленности.

Особенно эффективными оказались выпарители, использующие солнечную энергию, но их пока применяется мало. Требуются большие капитальные затраты и много солнца. Для побережья морей в тропиках – это очень выгодный вариант, но не для коттеджного поселка в средней полосе, возле реки и прохладного леса — эти установки не подходят.

Сравнение эффективности методов и фильтров

По эффективности методов опреснения воды их следует разделить на промышленные и бытовые. Большие объемы воды и очень жесткую воду (например, морскую) эффективнее всего опреснять методом дистилляции или методом ионного обмена, а в быту более эффективным будет метод обратного осмоса.

Так как колодезная вода используется в коллективных и индивидуальных системах автономного водообеспечения, то для ее опреснения необходимо применять методы ионного обмена или обратного осмоса. Примерами такого оборудования для коллективного пользования являются:

Ecosoft FU-1035-Cab-CG;
Organic U-1035 Econom;
Ecosoft FU-835 Cab-CG;
Organic Big Blue 20;
Filter cab-1035-U CI;
Atlas LCS15;
BWT AQUADIAL Softlife 15.

Для индивидуального использования подойдут следующие фильтры:

фильтр СВОД АС 10/250;
СВОД АС 5/100;
фильтр СВОД АС 5/300.

Но лучше всего в индивидуальном использовании для опреснения колодезной воды подходят фильтры обратного осмоса. Например:

AURO-505P-JG (100G);
400G (на раме) AURO-4005-Rama;
AURO-4005-FLOW;
Atoll A560 Em Premium (с минерализатором).

В торговых сетях предложение фильтров для опреснения колодезной воды очень большое, поэтому свой выбор необходимо делать, основываясь на потребностях и возможностях. Оптимальным вариантом будет консультация со специалистами и отзывы других потребителей.

Нехватка пресной воды все больше ощущается во всем мире, даже в США и странах Европы. А в таких странах, как Израиль или Иран запасов пресной воды совершенно не хватает для нужд населения и производства. Существует мнение, что в конце концов человечество окажется перед необходимостью добычи пресной воды из вод мирового океана.

Опреснение морской воды - это процесс снижения уровня солей в воде. В нормальной морской воде содержание солей порядка 3,5 процентов, а в воде, которая пригодна для питья, этот уровень не должен превышать 0,05 процента. Также не стоит забывать, что после опреснения обязательно будет требоваться очистка воды от кальция и вредных составляющих, следовательно, необходимо использовать установки для водоочистки.

Водоочистка - серьезная задача при подготовке обычной пресной воды для использования человеком, а очистка опресненной воды - задача еще более сложная. Водоочистка морской воды сложна, потому что уровень содержащихся в морской воде микроорганизмов и их разнообразие гораздо выше, нежели в пресной воде. Более того, очистка морской воды еще осложняется тем, что в морской воде растворено гораздо больше химических соединений, чем в пресной и концентрация их гораздо выше. Все вышеперечисленное говорит о том, что водоочистка морской воды - процесс не менее сложный и важный, чем водоочистка пресной воды.

Существует несколько методов опреснения и последующей очистки морской воды. Одним из этих методов является метод дистилляции.

Дистилляция, или перегонка, основана на том, что вода - вещество летучее, а растворенные в ней соли - нелетучие. Морскую воду нагревают до температуры кипения, в результате чего образуется водяной пар, полученный пар забирается и охлаждается, в результате остается обычная вода. Но при использовании данного способа опреснения морской воды существуют несколько проблем, и самая основная проблема состоит в том, что при выпаривании соляной раствор, остающийся в дистилляторе, с каждым разом становится все более концентрированным. Это приводит к выходу из строя трубопроводов и самого дистиллятора, для решения этой проблемы используют многокамерные дистилляторы, а также часть опресненной воды сбрасывается с соляным раствором в море, а на ее место набирают новую порцию воды. Перед и после процесса дистилляции морская вода проходит процесс предварительной водоочистки.

Еще один способ опреснения морской воды и очистки ее от примесей является - . При использовании данного метода водоочистка и опреснение воды происходит при помощи мембраны, проницаемой для воды и в тоже время непроницаемой для солей и иных примесей, растворенных в морской воде, при помощи . Недостатком данного метода очистки и опреснения морской воды является малое количество получаемой пресной воды. Проблема в том, что морскую воду необходимо подавать на мембрану под давлением для того чтобы через мембрану просачивалась чистая вода, а соли оставались на обратной стороне фильтра. Установка по опреснению и очистке морской воды обычно представляет собой множество тонких трубок, стенки которых выложены изнутри ацетатом целлюлозы, морская вода подается в трубки под давлением, достаточным для того чтобы пресная вода просачивалась через фильтр. Такое давление называется осмотическим, необходимо следить за тем, чтобы оно не превысило допустимые величины, иначе мембрана может порваться или начать пропускать соли, растворенные в морской воде.

Также существуют другие методы опреснения морской воды , например, метод заморозки. Метод основан на том, что при превращении морской воды в лед, соли, растворенные в ней, в лед не попадают.

Как говорилось ранее, уделяя особое внимание процессу опреснения морской воды , нельзя забывать об очистке уже полученной пресной воды. Водоподготовка полученной воды в большинстве своем не отличается от процесса фильтрации и очистки обычной воды. Для очистки воды применяются фильтры грубой очистки, тонкой очистки и фильтры химической и биологической водоочистки.

К сожалению, на данный момент пока все еще не существует достаточно дешевого и эффективного метода опреснения морской воды , способного обеспечить все более возрастающие потребности человечества в пресной воде. Применяемые в данный момент методы опреснения морской воды или неэффективны, или стоимость получаемого литра опресненной воды слишком велика для использования в промышленных масштабах.

ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ - способ обработки высокоминерализованной воды с целью снижения или полного удаления растворенных в ней солей.

Недостаток пресной воды уже сейчас ощущается во многих странах мира. В СССР недостаток пресной воды ощущается на территории Туркмении, Казахстана, Узбекистана, Азербайджана, в ряде р-нов Северного Кавказа, Украины, Западной и Южной Сибири, Урала, Поволжья, где он в значительной мере может быть покрыт за счет опреснения имеющихся в этих р-нах значительных ресурсов высокоминерализованных подземных или морских вод.

О. в. осуществляется либо путем отделения собственно молекул воды, либо удалением ионов солей из р-ра. Исходя из этих особенностей, методы опреснения делятся на две группы: с изменением и без изменения агрегатного (фазового) состояния воды. К первой группе относятся термическое опреснение (дистилляция) и процессы с использованием холода (вымораживание), ко второй - химические, мембранные, экстракционные и адсорбционные, а также биол, методы.

Наиболее распространенными методами О. в. являются дистилляция, вымораживание, электродиализ, обратный осмос и ионный обмен.

Метод дистилляции (см.) основан на том, что при нагревании воды молекулы ее за счет теплового и колебательного движения приобретают энергию, достаточную для преодоления сил межмолекулярного притяжения, и образующийся пар при последующей конденсации дает опресненную воду. По характеру кипения и конструктивным особенностям различают опреснители кипящие, адиабатные (низкотемпературное кипение в вакууме), тонкопленочные, гигроскопические, гидрофобные и термодиффузионные. Применение дистилляции наиболее экономично при опреснении соленых (морских) вод для получения значительного количества пресной воды.

Опреснение методом вымораживания (естественного и искусственного) основано на использовании разницы температур замерзания пресной (0°) и солоноватых вод с минерализацией до 10 г/л (-1,6°). Метод естественного вымораживания используется в р-нах с холодным климатом. Искусственное вымораживание предусматривает охлаждение воды внесением гидрофобного хладоагента (бутанов, фреонов) непосредственно в опресняемую воду, испарение охлажденной воды в вакууме, использование в качестве хладоагента воды с более низкой температурой. Теоретические расчеты показывают, что метод вымораживания может быть одним из наиболее экономически выгодных. Однако технол, трудности, большая металлоемкость опреснителей и большой расход опресненной воды в технологическом процессе такого опреснения задерживают промышленное внедрение этого метода.

Метод электродиализа (электрохимический) основан на переносе ионов растворенных в воде солей в электрическом поле между электродами, погруженными в опресняемую воду; при этом катионы движутся к катоду, а анионы к аноду. Для предотвращения обратной реакции вблизи электродов устанавливают катио-но- и анионоселективные мембраны, к-рые не пропускают противоположно заряженные ионы. Метод электродиализа наиболее целесообразен для опреснения солоноватых вод (с минерализацией до 10 г/л).

Метод обратного осмоса основан на создании в системе с пористыми синтетическими мембранами давления, превышающего осмотическое; при этом происходит фильтрование молекул воды через мембраны и задержка солей.

Метод ионного обмена основан на последовательном фильтровании воды через фильтры, загруженные ка-тионо- и анионообменными смолами - ионитами (см.). Процесс опреснения проходит в две последовательные стадии: удаление катионов и анионов. Метод наиболее перспективен для опреснения маломинерализованных вод (с минерализацией до 2,5 г/л).

В зависимости от метода опреснения устанавливаются конкретные гиг. условия применения и режимов эксплуатации опреснительных установок, включающие методы предварительной подготовки исходной воды, дополнительной ее очистки, коррекции солевого состава, обеззараживания и кондиционирования опресненной воды, а также условия применения конструктивных и технол, материалов и реагентов.

Вода, получаемая различными методами опреснения, должна соответствовать действующему государственному стандарту на питьевую воду (см. Вода, санитарно-гигиенические требования), а также быть физиологически полноценной. Употребление для питьевых целей чистого дистиллята неблагоприятно отражается на состоянии жел.-киш. тракта и водно-солевого обмена человека. Согласно «Методическим указаниям по гигиеническому контролю за проектированием, строительством и эксплуатацией групповых систем сельскохозяйственного водоснабжения» № 2058-79, утвержденным М3 СССР, приняты минимально необходимый уровень минерализации (100 мг/л) и оптимальные уровни минерализации опресненной питьевой воды хлоридно-суль-фатного (200-400 мг/л) и гидрокарбонатного (250-500 мг/л) классов. Регламентируется также минимальный уровень кальция (1,5 мг-же/л), максимально (6,5 мг - экв/л) и минимально (0,5 мг - экв/л) допустимые уровни щелочности, минимально необходимый уровень жесткости (1,5 мг - экв/л), максимально допустимая концентрация бора (0,5 мг/л) и брома (0,2 мг/л).

Библиография: Апельцин И. Э. и Клячко В. А. Опреснение воды, М., 1968; Рахманин Ю. А. и др. Экспериментальные и клинико-физиологические материалы к обоснованию нижних пределов минерализации опресненной питьевой воды, Гиг. и сан., № 7, с. 16, 1975; Сидоренко Г. И. и Рахманин Ю. А. Опреснение как гигиеническая проблема в СССР, там же, № 12, с. 14, 1977.

Г. И. Сидоренко.

Пресная вода – незаменимая часть нашего рациона, необходимая для выживания. Стремительный рост населения вызвал ее дефицит на планете. Исчерпание запасов питьевой воды заставило человечество искать способы ее самостоятельного изготовления. В качестве источника для опреснения используется мировой океан. Его воды очищают от излишка солей с помощью специальных установок, таких, как опреснитель морской воды.

Существуют различные методы, как опреснить воду в промышленных масштабах. Многие из них связаны с использованием больших энергоемких установок – дистилляторов и специальных фильтров. К основным методам опреснения в промышленности относятся следующие.

Применение химических реагентов

Для опреснения используют специальные вещества, которые реагируют с солями морской воды, образуя нерастворимые химические соединения. После окончания реакции нужно всего лишь убрать полученный осадок методом фильтрации.

В промышленности этот метод используют крайне редко, а в быту – никогда. К основным недостаткам такого способа очистки относятся:

большое количество реагентов;
значительная длительность процесса;
дороговизна.

Метод обратного осмоса

Этот хорошо зарекомендовавший себя способ получения питьевой воды применяется в промышленности давно. Он состоит в использовании очистительных мембран, которые изготавливают из полупроницаемого материала – полиамида или целлюлозы. Воду с высоким содержанием солей пропускают под давлением через мембраны, в результате чего молекулы H2O проходят через поры, а крупные ионы примесей задерживаются. Данный способ позволяет получить достаточно большое количество очищенной воды.

Опресняем воду самостоятельно

Многие люди проживают в засушливых районах, где дефицит пресной воды является серьезной проблемой. В некоторые населенные пункты питьевая вода не доставляется, поэтому местным жителям приходится добывать ее самостоятельно. Они накопили большой опыт,как опреснить морскую воду в домашних условиях.

Дистилляция воды

Вот как сделать опреснитель морской воды своими руками. Его действие основано на таком физическом процессе, как конденсация. Можно просто кипятить морскую воду в кастрюле, накрытой крышкой. Пар скапливается под крышкой и превращается в чистый конденсат. Однако при этом теряется большая часть пресной воды, так как она стекает назад в емкость.

Для решения проблемы можно усовершенствовать данный метод:

Просверлите в крышке для кастрюли отверстие.
Проденьте в него гибкую трубку и накройте кастрюлю крышкой.
Второй конец трубки поместите в другой сосуд.
Трубку накройте мокрым полотенцем, чтобы водяной пар остужался.
Поставьте кастрюлю на огонь и дождитесь, когда вся вода сконденсируется в другом сосуде.

В кастрюле останется соль и остальные примеси, а в другом сосуде – чистая вода.

Но важно учесть, что полученная вода будет дистиллированной и не полезной для организма. Поэтому перед употреблением рекомендуется немного разбавить ее соленой водой.

К преимуществам метода относится его простота и возможность использования в быту, к недостаткам – небольшое количество полученной жидкости.

Метод замораживания

Поучиться,как из морской воды сделать пресную, можно и у жителей холодных районов земного шара. Речь идет об эскимосах, которые пользуются большими запасами пресной воды из ледников. Также они специально выставляют на мороз соленую воду и ждут образования кристаллов льда. Этот лед представляет собой замершие молекулы воды. Его растапливают и используют для питья и приготовления пищи.

Вода с примесями остается в жидком состоянии, поэтому от нее легко избавиться, просто вылив.

Использование специальных установок

В продаже появились специальные опреснительные установки для очистки морской воды. Наиболее популярный из них – солнечный опреснитель. Он обеспечивает испарение молекул H2O с помощью энергии солнца.

На дно помещается соленая вода. Пар конденсируется на стенках конуса, стекает и накапливается в приемнике внизу. Герметичная структура установки создает эффект парника и не позволяет пару выходить наружу, что повышает эффективность метода. Чтобы извлечь чистую воду, нужно, когда все выпарится, открутить пробку и слить жидкость в емкость.

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?

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.

Обратный 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.

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.

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.

Разделы