что такое рассол в опреснителе
Что собой представляет, для чего нужен и как работает опреснитель морской воды?
Опреснение морской воды позволяет сделать ее пригодной для питья и для использования в любых хозяйственных и бытовых целях.
Это актуально для жителей пустынных регионов, омываемых морями (например, для Аравийского полуострова), а еще – на промышленных предприятиях, на морских судах и т.д.
Какие же существуют опреснители морской воды и в чем их отличия друг от друга, как они работают и какова их цена?
Что это такое?
Это устройство предназначено для удаления из воды растворенных в ней солей. Другие загрязняющие примеси оно может и не удалять, все зависит от типа прибора.
В результате получается опресненная жидкость, которую можно использовать для:
Устройство и принцип работы опреснительной установки
Устройство опреснителя можно разобрать на примере тех, что устанавливаются на судах:
Где используются?
Это оборудование используется чаще всего на морских судах. Однако существуют еще промышленные опреснители, которые помогают решить проблему нехватки питьевой воды в отдельных регионах – например, в Израиле, в Австралии, в Саудовской Аравии.
Виды в зависимости от технологии опреснения
В зависимости от того, какая технология используется для опреснения воды, выделяют несколько видов опреснителей.
Мембранный
Этот метод также называется механическим. В нем используется оборудование для обратного осмоса. В этом случае важным элементом опреснительной установки являются мембраны, через которые морская вода проходит под высоким давлением.
Преимуществами такого оборудования являются:
Минусом считается: качество очистки воды в таком случае сильно зависит от предварительной подготовки воды.
Солнечный
Этот тип опреснителей называют также дистилляционными или термальными. Они часто применяются в промышленных условиях.
Принцип заключается в том, что такой агрегат нагревает H2O из моря, она испаряется. Устройство улавливает пар, доводит его до определенной температуры, и получает уже пресную воду. При этом используется солнечная энергия.
Многие модели такого типа имеют форму конуса, по стенкам которого стекает уже сконденсированная влага. Пространство под конусом делают герметичным, чтобы пары не выходили наружу.
Форма конуса позволяет поддерживать определенную температуру внутри прибора. Производители разрабатывают и другие модели дистилляционных опреснителей.
Вакуумный
Такие устройства обладают достаточно высокой производительностью, позволяя получить 800 л воды в час и даже больше. Принцип их работы основан на утилизации тепла воды, которая используется для охлаждения дизелей.
Такое оборудование состоит из нескольких элементов:
Морская вода закачивается в испаритель. Его нагрев осуществляется за счет пресной воды, которая используется для охлаждения дизелей и получает их тепло. Вода кипит, испаряется, затем пар конденсируется, улавливается дистиллят и распределяется в систему для подачи пресной воды.
Где продается, какова цена?
Опреснители можно купить в компаниях, которые специализируются на поставках судового оборудования. Стоимость устройств зависит от их разновидности, мощности и производительности.
Например, небольшой опреснитель для спасательной шлюпки может стоить от 80000 рублей, в то время как устройство для обеспечения пресной водой яхты или катера – от 800000 рублей и выше.
Как выбрать для использования?
Особенности выбора устройства зависят от того, где оно будет использоваться.
На яхте
С учетом условий эксплуатации на яхте или на катере, нужно обратить внимание на следующие детали:
Для домашнего оборудования важнейшими критериями выбора являются легкость, компактность, а также простота установки и эксплуатации. Желательно подбирать модели с низким уровнем шума.
Портативные модели
Промышленность выпускает компактные модели, которые можно использовать не только на яхтах и катерах, но даже на спасательных шлюпках.
Например, самой компактной и легкой моделью считается Katadyn Survivor 06, который используется в качестве аварийных устройств для спасательных шлюпок. Его мощности и производительности на уровне 0,89 л/час хватит только для обеспечения пресной водой одного человека.
Вес устройства составляет чуть более 1 кг. Устройство удаляет до 98,5% солей. Стоит оно около 80000 рублей.
Компактный опреснитель, который можно использовать в домашних условиях или в экспедиции – это модель Spectra Aquifer 200-PPS 12 В Power&Solar. Однако его вес (включая складные солнечные батареи) составляет порядка 60 кг.
Он основан на принципе обратного осмоса и в сутки может выдавать более 750 л воды, очищая ее от соли на 99,4%. Стоимость такого оборудования превышает 10 тысяч долларов США.
Правила эксплуатации
Для каждого типа оборудования существуют свои правила эксплуатации. Но есть и несколько общих моментов:
Видео по теме статьи
Об использовании опреснителя на парусной яхте расскажет видео:
Заключение
Опреснительные установки – это важнейшее оборудование для тех регионов, где существует недостаток пресной воды. Но для того, чтобы они эффективно функционировали, за такими агрегатами нужно ухаживать, контролировать весь технологический процесс.
Установки опреснения морской воды
Опреснение осуществляется методами, основанными на различных физико-химических принципах. Последнее определяет технико-экономические показатели и эксплуатационные качества станций опреснения, их преимущества и недостатки. Одним из наиболее эффективных методов является обратный осмос, на основе которого строится большинство опреснительных установок.
Опреснение воды: определение и история развития
Процесс опреснения воды предполагает снижение содержания растворенных солей, для того чтобы сделать ее пригодной для питья и использования в хозяйственной деятельности. Степень (глубина) очистки определяется требованиями заказчика и возможностями используемого оборудования. В большинстве случаев жидкость доводится до кондиций, установленных действующими санитарными нормативами.
Основные методы промышленного опреснения воды
Современные технологии позволяют существенно уменьшить избыточную солёность воды, в том числе и морской (океанской), и добываемой из подземных источников. Для этого используются самые разнообразные методы:
Обратноосмотические системы по опреснению воды в последние годы получают все большое распространение. С их помощью получают до 70% опресненной воды из суммарного объема мирового производства, что говорит об их высокой эффективности.
Обратноосмотические системы опреснения соленой воды
Эта технология была разработана в средине прошлого века и впервые в промышленности была применена в 70-х годах. Метод обратного осмоса является наиболее выгодным и эффективным способом опреснения соленой воды как морской, так и из иных источников. Для этих целей используются специальные мембраны с рабочим давлением в пределах от 25 до 60 атмосфер.
Такие фильтроэлементы изготавливаются из материалов с особой внутренней структурой. В состав оборудования для опреснения морской воды входят дополнительные блоки, регулирующие процессы осадкообразования и обеспечивающие очистку мембран. Тем самым существенно повышается ресурс оборудования, и снижаются эксплуатационные затраты.
Принцип действия системы для опреснения воды
В описываемых станциях опреснения воды для уменьшения содержания солей используется явление обратного осмоса. Согласно принципу Ла Шеталье-Брауна любая система стремится к равновесию и при приложении внешнего воздействия, в ней начинаются компенсирующие его процессы. На практике это работает следующим образом:
Особенности устройства оборудования для опреснения воды
Промышленные и бытовые опреснители, работающие с использованием принципа обратного осмоса, имеют достаточно сложную конструкцию. В их состав входит следующие элементы:
Современные системы очистки морской воды изготавливаются в блочно-модульном исполнении, что существенно упрощает их размещение и монтаж. Такие установки опреснения имеют общую раму, что облегчает процессы обслуживания и ремонта. В случае выхода из строя может быть проведена оперативная замена их целиком или отдельных элементов.
Преимущества обратноосмотического оборудования опреснения воды
Такого рода системы по опреснению морской воды имеют оптимальные технико-экономические параметры. Первичные затраты на приобретение обратноосмотических установок опреснения морской воды, а также на монтажные и пусконаладочные работу сравнительно невысоки. И это далеко не единственное преимущество описываемых систем:
Ко всему прочему промышленные установки опреснения воды на основе обратного осмоса обеспечивают снижение общего содержания солей в воде на 97-99%, что делает ее пригодной для человека. Пермеат может использоваться в пищевой промышленности, фармацевтике и медицине без дополнительной обработки.
Классификация оборудования опреснения воды
Специализированные установки обратного осмоса по очистке морской воды различаются по назначению и производительности. По этим признакам и различают следующие разновидности мембранного опреснения систем для соленой воды:
Производительность промышленных, судовых или бытовых обратноосмотических систем опреснения морской воды зависит от потребностей заказчика. Этот показатель может колебаться в очень широком диапазоне от нескольких сот литров до тысяч тонн в час.
Купить установки опреснения морской воды можно у нас
Компания Diasel Engineering предлагает обширную номенклатуру обратноосмотических установок опреснения воды для частных лиц и предприятий. Мы осуществляем проектирование, поставку, монтаж систем и выполнение пусконаладочных работ. При их изготовлении используются импортные и российские комплектующие от ведущих мировых производителей.
Что такое опреснитель воды
История развития опреснителей воды
Нехватка воды в разных странах мира, их опыт по созданию опреснителя для морской воды
Когда и где необходимо установить опреснитель воды
Крупные станции и мини-оборудование по опреснению морской воды необходимы повсюду, где нет или не хватает пресноводных запасов. Они используются:
Типы опреснителей для воды:
При добыче воды из глубоководных скважин в прибрежных и даже удаленных от побережья районах может поступать сильно солоноватый раствор, который нуждается в очистке от солей перед использованием.
Методы и способы опреснения воды
Качественное опреснение производится разными методами с помощью физических, химических, электрических и биологических способов. Они различаются длительностью, сложностью, эффективностью очистки и стоимостью.
Как работает опреснитель на основе обратного осмоса
Метод обратного осмоса широко используется во всем мире. Для очистки слабосоленой воды достаточно одноступенчатой установки. Для концентрированных растворов применяют многоступенчатую очистку, прогоняя воду через несколько мембран.
Преимущества обратноосмотических опреснителей воды:
Обратноосмотические опреснители от соленой воды способны удалять мельчайшие частицы 0,0001-0,001 мкм. Они справляются практически со всеми загрязнениями. Помимо солей удаляют вирусы, бактерии, кислоты, щелочи, металлы.
Устройство и работа осмотического опреснителя воды
Конструкция, размеры, производительность опреснителей различается, но принцип действия одинаков. Под сильным давлением водный поток пропускается через мембраны. На выходе он делится на 2 части: очищенный фильтрат (чистая вода, пермеат) и насыщенный солевой раствор (концентрат). Растворенные соли и примеси задерживаются на поверхности улавливателей. Срок службы мембраны 3-5 лет. Фильтры периодически промываются, освобождаются от осадка.
Соотношение пермеата и концентрата 2:1. Чтобы получить 100 литров чистой воды, нужно подать в установку 150 литров, из которых 50 уйдут в канализацию.
В комплект опреснителя для морской и соленой воды входит система предварительной очистки, блок химической мойки, накопительные емкости. Управление осуществляется с помощью контроллера и датчиков, отслеживающих работу установки, электропроводность очищенной воды. Параметры контролируются с помощью измерительной аппаратуры: манометров, ротаметров. Щит управления имеет степень защиты IP66.
Как купить опреснители морской и соленой воды
Подбор, монтаж, обслуживание промышленных опреснителей воды должны выполнять профессионалы, которые хорошо разбираются в водоподготовке и очистном оборудовании. Предлагаем воспользоваться нашими услугами.
Компания Diasel Engineering предлагает стандартные и нестандартные установки обратного осмоса разной производительности:
Мы устанавливали опреснители воды для Крыма, Черноморского побережья (Геленджик), а также судовые компактные опреснители (во Владивостоке) и лабораторные для морской воды (Санкт-Петербург). Мы знаем как устроен и работает опреснитель морской воды.
Способы опреснения воды
Несмотря на то, что большую часть земной поверхности занимают природные водоемы, дефицит пресной воды остается огромной проблемой во многих государствах. Около 60% сухопутных территорий вообще не имеют пресноводных источников, либо их мощности не хватает даже на основные нужды.
В России эта проблема стоит не так остро, ведь страна богата надземными и подземными пресноводными ресурсами. Нопостоянный рост водопотребления и загрязнение природных источников заставляют задуматься о необходимости применения технологии опреснения морской воды.
Что такое опреснение воды
Общий уровень минерализации сырой воды из подземных источников может достигать 1-35 мг/л. В таком виде ее нельзя использовать ни для питья, ни в технических целях. После опреснения вода становится пригодной к употреблению.
Когда применяется технология по опреснению воды
Очистка воды от ионов солей требуется в различных сферах жизни. Основные области,где необходимо применять технологии по опреснению морской воды:
Опреснение воды выполняется промышленным образом. Процесс очистки включает ряд технологических операций.Выбор технологии опреснения зависит от назначения готовой воды, изначальной концентрации солей и наличия других примесей (железо, марганец, сероводород, аммоний, болезнетворные бактерии), нужной производительности опреснительной установки.
Методы и способы опреснения воды
Для очисткижидкости используют химические и биологические способы опреснения морской воды. Чаще всего применяетсяобратный осмос, дистилляцию (выпаривание), замораживание, ионный обмен, электрохимическую обработку (электродиализ).
Технология опреснения морской воды обратным осмосом основана на механическом улавливании ионов солей с помощью мелкоячеистых мембран. Солевой раствор под воздействием избыточного давления прокачивается через полупроницаемую мембрану с микроскопическими порами, которые пропускают воду, но задерживают ионы соли и примесей. В результате получается чистая вода (пермеат) и высококонцентрированный солевой раствор.
В отличие от обычных обратноосмотических установок, работающих при давлении до 20 атм., в опреснителях обратного осмоса для морской воды создается давление до 25-60 атм.Мембраныпроизводят из волокнистого полиамида или ацетата целлюлозы. Для более долгого срока службы мембран применяются ингибиторы осадкообразования, проводится периодическая химическая мойка.
Ионный обмен используется для очистки воды от хлорида натрия (NaCl), преобладающего в соленой воде. При очистке раствор пропускается через фильтры со специальной ионообменной смолой. В результате ионы натрия и хлора замещаются ионами водорода и гидроксид-ионами.
Такой метод опреснения соленой воды достаточно дорогой, проведение ионного обмена требует значительного расхода реагентов. К тому же, его можно использовать лишь при небольшой исходной концентрации солей (до 2,5 мг/л).
Опреснение морской воды с помощью вымораживания
Способ, обратный дистилляции. При замораживании морской воды лед вначале образуется из чистой воды, а примеси остаются в концентрированном жидком остатке. Для окончательной очистки солевого раствора через него дополнительно пропускают специальный газ. Такой способ подходит для опреснения небольших объемов жидкости, не требующих применения габаритного дорогостоящего оборудования.
Купить опреснитель на основе обратного осмоса можно в нашей компании
На сегодняшний день для опреснения в промышленных объемах используется преимущественно метод обратного осмоса. Эта технология наиболее универсальна и экономически оправдана. Плюсы метода опреснения обратным осмосом:
Опреснение воды
Водные запасы нашей планеты составляют около 72% всей территории, однако большая часть находится в форме соленой воды акватории Мирового океана. Она не пригодна для использования в питьевых и хозяйственно-бытовых целях ввиду высокой концентрации растворенных солей. Интенсивное развитие промышленности и рост населения требует огромных запасов опресненной и обессоленной воды. В XXI веке проблема нехватки пресной воды встает даже в тех районах планеты, где такой вопрос никогда не поднимался. Системы для опреснения воды стремительно набирают популярность.
Что такое опреснение воды
Проблемы с опреснением морских и соленых вод
По статистике сегодня десятки стран на планете испытывают дефицит чистой питьевой воды. Львиная доля запасов дистиллированной воды сосредоточена в ледниках за полярным поясом, однако добыча их оттуда затруднена. Загрязнение грунтовых и подземных вод уменьшает количество источников водоснабжения. Каждый день ученые ищут новые средства очистки и опреснения воды из имеющихся ресурсов: сбор дождевой и талой воды, плавление доступного льда айсбергов, замкнутые циклы водоснабжения и водоочистки на производствах.
Еще острее ощущается необходимость получения питьевой воды методом опреснения морей и океанов в прибрежных районах, на засушливых пустынных территориях с минимальным количеством пресных водоносных горизонтов. Этим объясняется востребованность и усовершенствование методов для опреснения морской воды путем удаления повышенной концентрации солей.
История возникновения метода опреснение морской воды в мире
О качестве воды для питья человечество задумывалось еще на заре цивилизации. Опреснение воды от соли было необходимостью для многих народов. Во времена Аристотеля моряки кипятили морскую воду, а пар собирали губкой. Затем из губки высасывали уже пресную воду, пригодную для питья. В средние века процесс получения дистиллированной воды в перегонном кубе описывал Леонардо да Винчи. В России первая установка дистилляции появилась в Красноводске на берегу Каспийского моря в конце XIX века и могла переработать 67 куб. метров воды в сутки.
Россия по запасам пресной воды занимает первое место в мире. Только акватория Байкала способна обеспечить всех россиян пресной водой на сегодняшний день. Проблема в том, что 80% этих запасов приходится на незаселенные области Сибири и Дальнего Востока. Добыча и транспортировка пресной воды в юго-восточную часть страны, в северные приморские регионы обернется высокими затратами. Остро строит проблема опреснения воды в Крыму, Приморском крае, Поволжье и Черноморском побережье. Внедрение на прибрежных территориях комплексов по опреснению морской воды на основе ультрафильтрации, обратного осмоса и ионного обмена позволяют получить качественную воду для хозяйственно-бытовых нужд. Главным вопросом остается удешевление технологии для повышения рентабельности водоочистных мероприятий.
Как происходит процесс опреснение воды
Процесс обессоливания и опреснения воды основан на удалении солей из морской воды химическими или физическими способами. В зависимости от этого установки делят на дистилляционные и фильтрационные. Обычные или многостадийные дистилляторы работают на основе принципа перегонки: нагревают воду до перехода в газообразное состояние и конденсируют чистый пар в другом сосуде. Более половины установок опреснения соленой воды работают на этой основе.
Фильтрационные установки опреснения очищают воду без изменения ее агрегатного состояния и основаны на методе обратного осмоса. Нагнетаемое насосом давление продавливает в большей степени молекулы воды через наноотверстия осмотической мембраны, обеспечивая на выходе воду со степенью чистоты 98%. То есть, если исходная минерализация воды 18 г/л (именно такая у Черного моря в Краснодарском крае или Крыме), то вода на выходе будет иметь минерализацию 360 мг/л. Абсолютно питьевая вода! Производительность мембраны и степень обессоливания и опреснения зависят от исходного состава морской воды, температуры и давления в системе.
Где используется опреснение морской и использованной воды
Спектр применения комплексов по опреснению морской воды включает практически все направления деятельности человека:
Методы и способы опреснения соленых вод
Процесс опреснения воды с помощью обратного осмоса
Процесс опреснения морской воды с помощью дистилляции
Это старейший способ опреснения морской воды. Сущность его заключается в переводе молекул воды в газообразное состояние при температуре кипения, перегонке и конденсации пара в другой емкости. Метод достаточно эффективный и позволяет получать до 90% пресной воды в сборниках дистиллята. Системы могут быть одноступенчатые и многоступенчатые. Способ термического опреснения сопряжен с большими энергозатратами особенно в условиях крупных производств, требующих больших объемов воды.
Химическая очистка и опреснение воды
Метод опреснение воды с помощью химических веществ основан на дозированном добавлении реагентов, направленном на связывание растворенных ионов в нерастворимые соли и последующей фильтрацией осадка. В качестве связующих химических соединений применяют соли серебра и бария в концентрации 5% к общему объему воды. Образуются в результате реакций осаждения хлористое серебро AgCl и сернокислый барий BaSO4. Соли бария токсичны, а реакция осаждения с их участием протекает с малой скоростью, что обуславливает редкое применение данного способа в промышленных масштабах опреснения морской воды.
Вымораживание и газогидратный метод опреснения вод мирового океана
Способ вымораживания основан на медленном искусственном замораживании воды. Для формирования кристаллов льда применяют дополнительное пропускание углеводородных газов (пропан, бутан, этилен, фреон-31 и др.) через соленый водный раствор. При определенной температуре и давлении они образуют с молекулами воды газогидраты. В дальнейшем их отделяют от рассола и, растапливая лед, получают пресную воду. Газ, выделяющийся при топлении льда, подвергают рекуперации и отправляют в следующий цикл вымораживания. Газогидратный метод опреснения воды имеет все плюсы стандартного замораживания, но позволяет снизить энергозатраты и потери холода за счет более высокой рабочей температуры.
Ионообменное умягчение и опреснение воды
Почему обратный осмос наиболее востребован для опреснения морской воды
Сегодня в мировой практике наиболее востребованы два метода опреснения и обессоливания воды: механический или мембранный (обратный осмос) и термический на основе дистилляции. В первом случае речь идет о технологии обратного осмоса. Станции обратного осмоса работают на основе физико-химического процесса баромембранного разделения. Полупроницаемые мембраны из полиамида и ацетата целлюлозы в виде пустых волокон задерживают практически все соединения, растворенные в воде. Чистота очистки достигает 98%. Надо помнить, что на эффективность и скорость опреснения соленых вод способом обратного осмоса, а также на долговечность мембраны влияет предварительная первичная подготовка воды.
Современные производственные обратноосмотические станции состоят из:
Установки обратного осмоса просты, легко монтируются, не требуют больших энергозатрат, удобны в обслуживании за счет практически полной автоматизации процесса. Главным контролируемым параметром является стабильность давления при подаче воды на мембрану.
По прогнозам ученых к 2035 году более 2 миллиардов людей на планете будут испытывать нехватку чистой питьевой воды, не говоря о производственных мощностях. Основная часть пресной воды остается недоступной, замороженная в полярных льдах, а грунтовые и подземные воды все больше загрязняются отходами жизнедеятельности. Ввиду этого человечеству очень скоро придется обратить пристальное внимание на ресурсы Мирового океана как неисчерпаемый источник получения пресной воды. При выборе метода опреснения морской воды следует учитывать степень минерализации, требования к качеству пресной воды на выходе, энергетические и экологические ограничения.