Suyun tuzdan arındırılması: yöntemler ve ayarlar

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Bilim adamları, insanlığın tatlı su yüzünden çatışmaların alevleneceği bir döneme geldiğine inanıyor. Bu sorunu çözmenin tek bir yolu var - suyu tuzdan arındırmanın en iyi yöntemini bulmak.

Suyun tuzdan arındırılması nedir

Bileşimindeki herhangi bir sıvının belirli bir oranda tuzları, mikroorganizmaları, mineralleri vardır. Doğal veya musluk suyunun arıtılması, zararlı maddeleri ondan uzaklaştırır. Ancak bazen çok miktarda tuz içerdiğinden tüketim için uygun değildir.

Suyun demineralizasyonu, içinde çözünen tuzların konsantrasyonunun azalmasıdır. Prosedür, sıvı herhangi bir tuz içeriğinden yoksun bırakıldığında toplam veya içinde belirli bir miktarda tuz kaldığında kısmi olabilir.

Yöntemler

Tam tuzdan arındırma aşağıdaki şekillerde gerçekleştirilir:

• Distilasyon, termal yöntem.
• İyon değiştirme yöntemi.
• Elektrodiyaliz yöntemi.
• Membran ters ozmoz.

Kısmi tuz giderme aşağıdaki yöntemlerle sağlanır:

• Kireç.
• Barit yumuşatma.
• H-katyonizasyon.
• Dondurma.

Desalinasyon yöntemlerisu hem finansal hem de enerji maliyetleri gerektirir. Arıtma yönteminin seçimi, ilk sıvıdaki tuz içeriğinin derecesine, kurulumun verimliliğine, proses bileşenlerinin maliyetlerine (ısı, elektrik, reaktifler) bağlıdır. Yöntemlerin her birinin kendine göre avantajları, dezavantajları vardır ve teknik araçlar yardımıyla gerçekleşir.

Kısmi tuzdan arındırma

Tüm safsızlıklardan yoksun olan su, birçok endüstriyel proseste kullanılır ve çok sınırlı sayıda insan tarafından iç tüketim için gereklidir. Evsel ihtiyaçlar, suyun bir dereceye kadar demineralizasyonunu gerektirir. Çoğu zaman sıvının yumuşaması katyonizasyon yoluyla gerçekleşir.

Süreçte, sert tuzların yerini hidrojen katyonları alır, bunlar da tepkimeye girerek bikarbonat iyonlarını yok eder. Ürünler, gaz olarak atılan bir bileşik oluşturur. Saflaştırma derecesi, çıkarılan kalsiyum karbonat miktarı ile tahmin edilir.

Su damıtma

Suyun destilasyon yöntemiyle tuzdan arındırılması günümüzde en eski ve en yaygın yöntemdir. Avantaj, evrensel kullanılabilirliğidir ve dezavantaj, işlemin yüksek maliyetidir. Damıtıcılar, safsızlık içermeyen su elde etmek için kullanılır. Bunlar, aralarındaki fark tasarımda, kullanılan enerji türünde yatmakta olan çeşitli evaporatör türleridir. En yaygın olanları, pahalı olan ve çok fazla enerji tüketen buhar ve elektrikli cihazlardır.

Cihaz bir kazan (veya birkaç kazan)sıvının buhara dönüştüğü ve tuz konsantresini ayırdığı düşük basınç. Suyun maksimum saflaştırma alması için cihazda yavaş kaynama sıcaklığına ulaşılır. Bu modda, ağır kirlilikler yoğunlaştırma distilatına girmez. Maliyeti düşürmenin bir yolu, aşama sayısını artırmaktır, ancak bu kurulum büyük bir başlangıç yatırımı gerektirir.

Distilasyon ekipmanı çok fazla enerji tüketmesinin yanı sıra tüm parçaların etkileyici bir maliyetine sahiptir. Kuvars veya platinden yapılmış pahalı borular, bağlantı parçaları, ısı eşanjörleri, buharlaştırıcılar yüksek derecede saflık sağlayabilir. Diğer malzemeler uygun değildir.

Elektrokimyasal yöntem

Yöntemin özü, suyu bir elektrik alanından geçirirken, tuz iyonları aktarılır - katyonlar katoda ve anyonlar - anoda doğru dağıtılır. Sistem, katot ve anot diyaframları kullanılarak oluşturulmuş üç bölmeye sahiptir. Orta bölme tuzdan arındırma için hazırlanmış su içerir.

Akıştan sabit bir elektrik akımı geçirilir, bunun yardımıyla tuzlar katot ve anot diyaframlarına ayrılır. Yöntem, ekipman maliyetleri ve elektrik maliyetleri açısından çok pahalıdır ve bu nedenle yaygın olarak kullanılmamıştır.

İyon değişimi

Suyu tuzdan arındırmanın en güvenilir yolu iyon değiştirme yöntemidir. Kirlerin bu şekilde çökelmesiendüstriyel tuzdan arındırma için önemli olan kısa sürede daha temiz bir sıvı elde etmenizi sağlar. Yöntem en uygun maliyetlidir ve en iyi temizleme sonucunu verir.

Yöntem tuzların katyonlarının ve anyonlarının sıvıdan uzaklaştırılmasına dayanır; saflaştırma sonucunda tuz ajanlarının tamamen uzaklaştırılmasına kadar çeşitli derecelerde demineralizasyon elde edilebilir. Suyun iyon değişimi ile tuzdan arındırılması, hareketli bir iyon içeren suda çözünmeyen polimerler olan iyon değiştiricilerin katılımıyla gerçekleşir. Oluşturulan koşullar altında hazırlanan polimer, aynı işaretteki tuz iyonları ile bir değişim reaksiyonuna girer. Sulu bir ortam şişmesine yerleştirilen iyon değiştiriciler, boyut olarak 1,5-2 kat artar.

Zaman geçtikçe iyon değiştiriciler suda çözünmüş tuzları toplar ve daha yoğun hale gelir. Doymuş iyon değiştiriciler rejenere edildikten sonra temizlenir. Doymuş iyon değiştiricilerden elde edilen ürünlere "elüatlar" denir, bunlar tuz ve alkali çözeltilerini içerir. Bazıları değerli maddelerdir, bu nedenle değerli bileşenler olarak atılırlar.

Ters ozmoz

Teknik ilerleme ve tatlı su sıkıntısının başlaması, tuzdan arındırma ve tuzdan arındırma için yeni teknolojilerin ortaya çıkmasına neden oluyor. Ters ozmoz arıtma yöntemi, membran teknolojilerinin gelişmesiyle güvenilirliği garanti edilen popüler bir yöntem haline gelmektedir. Endüstriyel ilgi, nispeten düşük enerji maliyetlerinden kaynaklanmaktadır. Bu ilkeye sahip cihazların çoğu, etkinliklerinin defalarca kanıtlandığı nehir suyunun sonradan arıtılması için kullanılır.

içinEvsel kullanım için ters ozmoz prensibine dayalı su arıtma tesisleri hem enerji tüketimi açısından hem de elde edilen ürünün kalitesi açısından uygundur. Ters ozmoz prensibi, çözünmüş tuzları ve diğer safsızlıkları geçirmeyen bir zardan basınç altında suyun geçişine dayanır. Suyun tuzdan arındırılması işlemi, suda çözünmüş bazı gazları (klor, karbon dioksit vb.) tutamayan sentetik yarı geçirgen membranlar ile sağlanır.

Ters ozmoz yöntemi, suyu tüm safsızlıklardan arındırır, insan vücuduna zararlı olan tam demineralizasyon meydana gelir. Çoğu durumda, meslekten olmayan kişi, musluk suyu veya bir çeşit filtre ile muamele arasında seçim yapmak zorundadır. Daha az kötülük, tüm doğal içeriklerden yoksun olan sudur.

Bugün, bazı ülkelerde, tuzdan arındırma için ters ozmoz yönteminin kullanıldığı ve ek bir işlem sonrası olarak çözünmüş gazların uzaklaştırıldığı içme suyu üretimi için tesisler zaten var. Doğala yakın normal bir hal vermek için işletmeler, arıtılmış suya doğrulanmış konsantrasyonda gerekli tuzları ekler.

Temel yöntemlerin artıları ve eksileri

Suyu tuzdan arındırma yöntemlerinin her birinin hem olumlu hem de olumsuz nitelikleri vardır. Bunları ayrıntılı olarak değerlendirdikten sonra hangisini tercih edeceğinizi anlayabilirsiniz:

• İyon değişimi en saf suyu elde etmeye yardımcı olur, sistem güvenilirdir ve mineralizasyon derecesine tepki vermezkaynak sıvı, az ekipman maliyeti gerektirir. Tuzdan arındırma işlemi minimum su tüketimi kaybıyla gerçekleşir. Yöntemin dezavantajları arasında zararlı kimyasallarla hızlı çevre kirliliği, reaktiflerin yüksek maliyeti, sistem hızla kirlenir ve sık sık filtre değiştirilmesi gerekir. Atık ve filtre parçalarının atılması zordur.
• Distilasyon. Termal yönteme dayalı su tuzdan arındırma tesisleri kimyasal kullanılmadan kullanılır, ortaya çıkan sıvının iyi kalitesini gösterir ve çalışma sırasında üretilen ısı diğer ihtiyaçlar için kullanılabilir. Bu yöntemin ayırt edici bir özelliği, suda çözünmüş gazları ortadan kaldırma yeteneğidir. Yöntemin dezavantajları şunları içerir: yüksek enerji maliyetleri, su arıtma ihtiyacı, kurulumun bakım maliyeti (tüm parçaların temizlenmesi), yüksek ekipman maliyeti.
• Membran kurulumları, suyun ilk durumuna iddiasızlığı ile ayırt edilir, işlem kimyasal reaktifler gerektirmez ve bakımı kolaydır. Olumsuz nitelikleri şunlardır: arıtma işlemi için su hazırlanması, aparatın çalışmasını sağlamak için çok miktarda su, yüksek güç tüketimi, nihai ürünün maliyetini etkiler.

Evde tuzdan arındırma

Su filtreleme, arıtma sonrası en uygun maliyetli yoldur. Evde kuyu veya deniz sıvısını tuzdan arındırmanın iki yaygın yolu vardır:

• Dondurucuya bir kap su koyun ve tamamen donana kadar bekletin. kısmı ile tuzsıvı donmaz, buz eritilmeli ve hemen kullanılabilir. Ek arıtma için, erimiş suyu herhangi bir ev filtresinden geçirmeye değer. Yönteme soğuk damıtma denir.
• Buharlaşma. Farklı boylarda iki kap alırlar, büyük olanın içine deniz/tuzlu su dökerler, küçük olanı boş bırakırlar ve büyük bir kaba yerleştirirler. Tüm yapı, kapağı kapattıktan sonra ısıtmak için sobanın üzerine konabilir veya güneşte bırakılabilir. Yavaş bir tuzlu su kaynaması elde etmek gerekir. Tuzsuz buharlar boş kapta yoğunlaşacaktır. Güneşte buharlaşma süreci çok daha yavaş ilerleyecektir. Bu yöntemle oldukça küçük bir hacimde içme suyu elde edilir.

El yapımı yöntemlerle suyun tuzdan arındırılması ve tuzdan arındırılması mümkündür, ancak etkisizdir. En iyi seçenek, ev tipi bir temizlik ünitesi satın almak olacaktır.

Yerli tesisatlar

Evsel ihtiyaçlar için, suyun sonradan arıtılmasına yönelik sistemlere en çok ihtiyaç duyulur. Su filtreleme birkaç şekilde gerçekleştirilebilir:

• En kolay ve en uygun fiyatlı olanı, değiştirilebilir filtreleri olan bir sürahidir.
• Muslukta filtreli nozul.
• Masaüstü su filtreleri.
• Konuma bağlı olarak sıvıları arıtan gömülü sistemler (sadece mutfakta, evin su kaynağının giriş noktasında, artezyen kuyusundan suyu arıtmak için çok kademeli filtreler vb.).

Ev sistemlerinin hiçbiri sıvıdaki tuzları tamamen ortadan kaldıramaz, ancak sert suyu yumuşatabilir. Şöylebu durumda, bir sistem, su kartuşları, filtreler veya reaktifler seçmek için hangi elementlere doyduğunu bilmeniz gerekir. Tuzdan arındırma işlemi, büyük birimler, geniş bir kurulum alanı, büyük finansal yatırımlar ve geniş bir tüketici kitlesi için mevcut olmayan sistem bakımının kullanılabilirliğini gerektirir.

Ev temizliği türleri

Bugün, aşağıdaki su arıtma türleri yaygın olarak kullanılmaktadır:

• Kömür filtrasyonu. Cihaz, kömür, aktif veya kömürle dolu bir kaptır. Böyle bir filtreden geçen su klordan, yağlı elementlerden, pestisitlerden, mikroorganizmalardan, bakterilerden vb. arındırılır. Filtre uygun fiyatlı, dayanıklı ve kullanımı kolaydır.
• İnce temizlik. Bu tür filtreler iki türe ayrılır - tek işlevli ve çok işlevli. Herhangi bir seçim bakım gerektirir - sürekli su kartuşlarının değiştirilmesi, armatürlerin değiştirilmesi vb.
• Kaba temizlik. Büyük kir parçacıklarını (kum, pas, tortu vb.) ortadan kaldırın.
• Derin temizlik. Bu filtre türü, ters ozmoz sistemlerini, çok aşamalı filtreleri vb. içerir.

Rusya'nın çoğu bölgesinde, ülkede yeterli su kaynağı bulunduğundan, yalnızca ek su arıtma gereklidir. Tatlı su sıkıntısı olabilecek tek bölge, deniz suyunun tuzdan arındırılması için endüstriyel tesisler gerektirebilecek Kırım'dır. İşlemleri gerçekleştirmek için tüm cihazların bir patenti vardır. Suyun tuzdan arındırılması ve tuzdan arındırılması, sonuçların laboratuvar koşullarında zorunlu olarak test edilmesiyle bilimsel temelli yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmelidir.