Wasserentsalzung: Methoden und Einstellungen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Wissenschaftler glauben, dass die Menschheit in eine Zeit gekommen ist, in der Konflikte um Süßwasser aufflammen werden. Es gibt nur einen Weg, dieses Problem zu lösen - die beste Methode zur Wasserentsalzung zu finden.

Was ist Wasserentsalzung

Jede Flüssigkeit hat in ihrer Zusammensetzung einen gewissen Anteil an Salzen, Mikroorganismen, Mineralien. Durch die Reinigung von Natur- oder Leitungswasser werden Schadstoffe daraus entfernt. Aber manchmal enthält es eine große Menge an Salzen, die es für den Verzehr ungeeignet machen.

Die Demineralisierung von Wasser ist eine Verringerung der Konzentration der darin gelösten Salze. Das Verfahren kann vollständig sein, wenn der Flüssigkeit jeglicher Salzgeh alt entzogen wird, oder teilweise, wenn eine bestimmte Menge Salz darin verbleibt.

Methoden

Die vollständige Entsalzung wird folgendermaßen durchgeführt:

• Destillation, thermisches Verfahren.
• Ionenaustauschverfahren.
• Elektrodialyseverfahren.
• Membran-Umkehrosmose.

Teilweise Salzentfernung wird mit den folgenden Methoden erreicht:

• Lime.
• Baryt-Erweichung.
• H-Kationisierung.
• Einfrieren.

EntsalzungsmethodenWasser erfordert sowohl finanzielle als auch Energiekosten. Die Wahl der Behandlungsmethode hängt vom Salzgeh alt der Ausgangsflüssigkeit, der Produktivität der Anlage und den Kosten der Prozesskomponenten (Wärme, Strom, Reagenzien) ab. Jede der Methoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile und erfolgt mit Hilfe technischer Mittel.

Teilentsalzung

Wasser, das von allen Verunreinigungen befreit ist, wird in vielen industriellen Prozessen verwendet und von einer sehr begrenzten Anzahl von Menschen für den internen Verbrauch benötigt. Der häusliche Bedarf erfordert bis zu einem gewissen Grad eine Demineralisierung des Wassers. Meistens erfolgt die Erweichung der Flüssigkeit durch Kationisierung.

Dabei werden harte Salze durch Wasserstoffkationen ersetzt, die ihrerseits unter Zerstörung von Bicarbonat-Ionen reagieren. Die Produkte bilden eine Verbindung, die als Gas ausgeschieden wird. Der Reinigungsgrad wird anhand der Menge an entferntem Calciumcarbonat abgeschätzt.

Wasserdestillation

Entsalzung von Wasser nach dem Destillationsverfahren ist heute das älteste und am weitesten verbreitete Verfahren. Der Vorteil liegt in der universellen Verfügbarkeit, der Nachteil in den hohen Kosten des Verfahrens. Destillatoren werden verwendet, um Wasser ohne Verunreinigungen zu erh alten. Es gibt verschiedene Arten von Verdampfern, deren Unterschied in der Konstruktion und der Art der verwendeten Energie liegt. Am gebräuchlichsten sind Dampf- und Elektrogeräte, die teuer sind und viel Energie verbrauchen.

Der Apparat ist ein Kessel (oder mehrere Kessel)Niederdruck, bei dem die Flüssigkeit in Dampf übergeht und das Salzkonzentrat abscheidet. Damit das Wasser maximal gereinigt wird, wird in der Apparatur eine langsame Siedetemperatur erreicht. In diesem Modus gelangen keine schweren Verunreinigungen in das kondensierende Destillat. Eine Möglichkeit, die Kosten zu senken, besteht darin, die Anzahl der Stufen zu erhöhen, aber diese Installation erfordert eine große Anfangsinvestition.

Destillationsgeräte verbrauchen nicht nur viel Energie, sondern haben auch beeindruckende Kosten für alle Teile. Teure Rohre, Armaturen, Wärmetauscher, Verdampfer aus Quarz oder Platin können für einen hohen Reinheitsgrad sorgen. Andere Materialien sind nicht geeignet.

Elektrochemisches Verfahren

Das Wesen der Methode besteht darin, Wasser durch ein elektrisches Feld zu leiten, während Salzionen übertragen werden - Kationen werden zur Kathode und Anionen - zur Anode verteilt. Das System hat drei Kompartimente, die durch Kathoden- und Anodendiaphragmen gebildet werden. Das mittlere Fach enthält zur Entsalzung vorbereitetes Wasser.

Durch den Strom wird ein konstanter elektrischer Strom geleitet, mit dessen Hilfe die Salze in die Kathoden- und Anodendiaphragmen sortiert werden. Das Verfahren ist in Bezug auf Gerätekosten und Stromkosten sehr teuer und wurde daher nicht weit verbreitet.

Ionenaustausch

Der zuverlässigste Weg zur Wasserentsalzung ist die Ionenaustauschmethode. Ausfällung von Verunreinigungen auf diese Weiseermöglicht es Ihnen, in kurzer Zeit eine sauberere Flüssigkeit zu erh alten, was für die industrielle Entsalzung wichtig ist. Die Methode ist die kostengünstigste und liefert das beste Reinigungsergebnis.

Das Verfahren basiert auf der Entfernung von Kationen und Anionen von Salzen aus der Flüssigkeit, wobei durch die Reinigung verschiedene Demineralisierungsgrade bis hin zur vollständigen Entfernung von Salzträgern erreicht werden können. Die Entsalzung von Wasser durch Ionenaustausch erfolgt unter Beteiligung von Ionenaustauschern, bei denen es sich um wasserunlösliche Polymere handelt, die ein bewegliches Ion enth alten. Unter den geschaffenen Bedingungen geht das hergestellte Polymer eine Austauschreaktion mit Salzionen gleichen Vorzeichens ein. Ionenaustauscher, die in ein wässriges Medium gegeben werden, quellen auf und nehmen um das 1,5- bis 2-fache an Größe zu.

Im Laufe der Zeit sammeln Ionenaustauscher im Wasser gelöste Salze und werden dichter. Gesättigte Ionenaustauscher werden regeneriert und anschließend gereinigt. Aus gesättigten Ionenaustauschern gewonnene Produkte werden als "Eluate" bezeichnet, dazu gehören Lösungen von Salzen und Laugen. Einige davon sind Wertstoffe, daher werden sie als wertvolle Bestandteile entsorgt.

Umkehrosmose

Technischer Fortschritt und beginnende Frischwasserknappheit führen zu neuen Technologien zur Entsalzung und Entsalzung. Die Umkehrosmose-Behandlungsmethode wird zu einer beliebten Methode, deren Zuverlässigkeit durch die Entwicklung von Membrantechnologien garantiert wird. Das industrielle Interesse wird durch relativ niedrige Energiekosten verursacht. Die meisten Geräte dieses Prinzips werden zur Nachbehandlung von Flusswasser eingesetzt, wo ihre Wirksamkeit mehrfach bewiesen wurde.

FürFür den Hausgebrauch sind Wasserentsalzungsanlagen nach dem Prinzip der Umkehrosmose sowohl hinsichtlich des Energieverbrauchs als auch hinsichtlich der Qualität des gewonnenen Produkts geeignet. Das Prinzip der Umkehrosmose beruht darauf, dass Wasser unter Druck durch eine Membran geleitet wird, die für gelöste Salze und andere Verunreinigungen undurchlässig ist. Der Prozess der Wasserentsalzung wird durch halbdurchlässige synthetische Membranen gewährleistet, die einige im Wasser gelöste Gase (Chlor, Kohlendioxid usw.) nicht zurückh alten können.

Das Umkehrosmoseverfahren reinigt Wasser von allen Verunreinigungen, es kommt zu einer vollständigen Demineralisierung, die für den menschlichen Körper schädlich ist. In den meisten Fällen muss sich der Laie zwischen Leitungswasser oder mit einer Art Filter aufbereitetem Wasser entscheiden. Das kleinere Übel ist Wasser, frei von allen natürlichen Inh altsstoffen.

In einigen Ländern gibt es bereits heute Anlagen zur Trinkwassergewinnung, bei denen das Verfahren der Umkehrosmose zur Entsalzung eingesetzt wird und diesem als zusätzliche Nachbehandlung gelöste Gase entzogen werden. Um ihm einen naturnahen Normalzustand zu verleihen, fügen Unternehmen dem gereinigten Wasser die notwendigen Salze in einer nachgewiesenen Konzentration zu.

Vor- und Nachteile grundlegender Methoden

Jede Methode der Wasserentsalzung hat sowohl positive als auch negative Eigenschaften. Nachdem Sie sie im Detail betrachtet haben, können Sie verstehen, welcher Sie den Vorzug geben sollten:

• Ionenaustausch hilft, das reinste Wasser zu erh alten, das System ist zuverlässig und reagiert nicht auf den MineralisierungsgradQuellflüssigkeit, erfordert wenig Ausrüstungskosten. Der Entsalzungsprozess findet mit minimalem Verlust an Wasserverbrauch statt. Zu den Nachteilen des Verfahrens gehören die schnelle Umweltverschmutzung mit schädlichen Chemikalien, die hohen Kosten der Reagenzien selbst, das System wird schnell verschmutzt und erfordert einen häufigen Austausch von Filtern. Die Entsorgung von Abfall und Filterteilen ist schwierig.
• Destillation. Wasserentsalzungsanlagen nach dem thermischen Verfahren werden ohne den Einsatz von Chemikalien eingesetzt, weisen eine gute Qualität der anfallenden Flüssigkeit auf und die im Betrieb entstehende Wärme kann für andere Zwecke genutzt werden. Eine Besonderheit dieser Methode ist die Fähigkeit, in Wasser gelöste Gase zu eliminieren. Zu den Nachteilen des Verfahrens gehören: hohe Energiekosten, die Notwendigkeit einer Wasseraufbereitung, die Kosten für die Wartung der Anlage (Reinigung aller Teile), die hohen Kosten für die Ausrüstung.
• Membraninstallationen zeichnen sich durch Unprätentiösität gegenüber dem Ausgangszustand des Wassers aus, der Prozess erfordert keine chemischen Reagenzien und ist einfach zu warten. Negative Eigenschaften sind: Vorbereitung von Wasser für den Behandlungsprozess, eine große Wassermenge, um den Betrieb des Geräts sicherzustellen, hoher Stromverbrauch, der sich auf die Kosten des Endprodukts auswirkt.

Entsalzen zu Hause

Wasserfiltration ist die günstigste Art der Nachbehandlung. Es gibt zwei gängige Methoden, um Brunnen oder Meeresflüssigkeit zu Hause zu entsalzen:

• Stelle einen Behälter mit Wasser in das Gefrierfach und lasse es stehen, bis es vollständig gefroren ist. Salz mit Teildie Flüssigkeit gefriert nicht, das Eis sollte geschmolzen sein und kann sofort verwendet werden. Zur zusätzlichen Reinigung lohnt es sich, Schmelzwasser durch jeden Haush altsfilter zu leiten. Das Verfahren nennt sich K altdestillation.
• Verdunstung. Sie nehmen zwei unterschiedlich große Behälter, gießen Meer-/Salzwasser in den größeren, lassen den kleineren leer und stellen ihn in eine große Schüssel. Die gesamte Struktur kann nach dem Schließen des Deckels zum Erhitzen auf den Ofen gestellt oder in der Sonne gelassen werden. Es ist notwendig, ein langsames Kochen von Salzwasser zu erreichen. Salzfreie Dämpfe konzentrieren sich im leeren Behälter. Der Verdunstungsprozess in der Sonne wird viel langsamer ablaufen. Bei dieser Methode wird eine relativ kleine Menge Trinkwasser gewonnen.

Entsalzung und Entsalzung von Wasser durch handwerkliche Methoden ist möglich, aber wirkungslos. Die beste Option wäre die Anschaffung eines Haush altsreinigers.

Hausinstallationen

Für den häuslichen Bedarf werden meistens Systeme zur Wassernachbehandlung benötigt. Die Wasserfiltration kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden:

• Am einfachsten und günstigsten ist eine Kanne mit austauschbaren Filtern.
• Düse mit Filter am Wasserhahn.
• Tischwasserfilter.
• Eingebettete Systeme, die Flüssigkeiten je nach Standort reinigen (nur in der Küche, am Eintrittspunkt der Wasserversorgung zum Haus, mehrstufige Filter zur Reinigung von Wasser aus einem artesischen Brunnen usw.).

Keines der Haush altssysteme kann Salze vollständig aus der Flüssigkeit entfernen, aber sie können hartes Wasser enthärten. DarinIn diesem Fall müssen Sie wissen, mit welchen Elementen es gesättigt ist, um ein System, Wasserkartuschen, Filter oder Reagenzien auszuwählen. Der Entsalzungsprozess erfordert große Einheiten, eine große Installationsfläche, große finanzielle Investitionen und die Verfügbarkeit einer Systemwartung, die einem breiten Verbraucherkreis nicht zur Verfügung steht.

Arten der Haush altsreinigung

Heute sind folgende Arten der Wasseraufbereitung weit verbreitet:

• Kohlefiltration. Das Gerät ist ein mit Holzkohle, Aktivkohle oder Kohle gefüllter Behälter. Wasser, das durch einen solchen Filter fließt, wird von Chlor, öligen Elementen, Pestiziden, Mikroorganismen, Bakterien usw. gereinigt. Der Filter ist erschwinglich, langlebig und einfach zu bedienen.
• Feinreinigung. Diese Art von Filtern ist in zwei Typen unterteilt - Einzelfunktion und Multifunktion. Jede Wahl erfordert Wartung - ständiges Wechseln der Wasserkartuschen, Ersetzen der Armaturen usw.
• Grobe Reinigung. Entfernen Sie grobe Schmutzpartikel (Sand, Rost, Ablagerungen etc.).
• Tiefenreinigung. Zu dieser Filterart gehören Umkehrosmoseanlagen, mehrstufige Filter usw.

In den meisten Regionen Russlands ist lediglich eine zusätzliche Wasserreinigung erforderlich, da im Land genügend Wasserressourcen vorhanden sind. Die einzige Region, in der es möglicherweise an Süßwasser mangelt, ist die Krim, die möglicherweise Industrieanlagen zur Meerwasserentsalzung benötigt. Alle Geräte zur Durchführung von Prozessen sind patentiert. Die Entsalzung und Entsalzung von Wasser sollte mit wissenschaftlich fundierten Methoden durchgeführt werden, wobei die Ergebnisse unter Laborbedingungen obligatorisch getestet werden müssen.