Vee magestamine: meetodid ja sätted

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Teadlased usuvad, et inimkond on jõudnud perioodi, mil konfliktid puhkevad magevee pärast. Selle probleemi lahendamiseks on ainult üks viis – leida parim vee magestamise meetod.

Mis on vee magestamine

Igas vedelikus oma koostises on teatud osa sooladest, mikroorganismidest, mineraalidest. Loodusliku või kraanivee puhastamine eemaldab sellest kahjulikud ained. Kuid mõnikord sisaldab see suures koguses sooli, mis muudavad selle tarbimiseks kõlbmatuks.

Vee demineraliseerimine on selles lahustunud soolade kontsentratsiooni vähenemine. Protseduur võib olla täielik, kui vedelikust puudub igasugune soolasisaldus, või osaline, kui sellesse jääb teatud kogus soola.

Meetodid

Täielik magestamine toimub järgmistel viisidel:

• Destilleerimine, termiline meetod.
• Ioonivahetusmeetod.
• Elektrodialüüsi meetod.
• Membraani pöördosmoos.

Soola osaline eemaldamine saavutatakse järgmiste meetoditega:

• Lime.
• Bariidi pehmendamine.
• H-katioonimine.
• Külmumine.

Magestamismeetodidvesi nõuab nii rahalisi kui ka energiakulusid. Töötlemismeetodi valik sõltub soolasisalduse astmest algvedelikus, paigaldise tootlikkusest, protsessi komponentide (soojus, elekter, reaktiivid) kuludest. Igal meetodil on oma eelised ja puudused ning see toimub tehniliste vahendite abil.

Osaline magestamine

Kõikidest lisanditest ilma jäetud vett kasutatakse paljudes tööstusprotsessides ja seda vajab sisetarbimiseks väga piiratud arv inimesi. Kodused vajadused nõuavad teatud määral vee demineraliseerimist. Enamasti toimub vedeliku pehmenemine katiooniseerimise teel.

Protsessi käigus asendatakse kõvad soolad vesiniku katioonidega, mis omakorda reageerivad vesinikkarbonaadi ioone hävitades. Tooted moodustavad ühendi, mis eritub gaasina. Puhastusastet hinnatakse eemaldatud k altsiumkarbonaadi koguse järgi.

Vee destilleerimine

Vee magestamine destilleerimismeetodil on tänapäeval vanim ja levinuim meetod. Eeliseks on selle universaalne kättesaadavus ja puuduseks protsessi kõrge hind. Lisanditeta vee saamiseks kasutatakse destilleerijaid. Need on mitut tüüpi aurustid, mille erinevus seisneb konstruktsioonis, kasutatud energia tüübis. Levinumad on auru- ja elektriseadmed, mis on kallid ja tarbivad palju energiat.

Seade on boiler (või mitu boilerit)madalrõhkkond, kus vedelik muutub auruks ja eraldab soolakontsentraadi. Selleks, et vesi saaks maksimaalselt puhastatud, saavutatakse aparaadis aeglase keemise temperatuur. Selles režiimis ei satu rasked lisandid kondenseeruvasse destillaati. Üks võimalus kulude vähendamiseks on etappide arvu suurendamine, kuid see installimine nõuab suuri alginvesteeringuid.

Destilleerimisseadmetel on lisaks suurele energiatarbimisele ka kõigi osade hind muljetavaldav. Kvartsist või plaatinast valmistatud kallid torud, liitmikud, soojusvahetid, aurustid võivad tagada kõrge puhtusastme. Muud materjalid ei sobi.

Elektrokeemiline meetod

Meetodi põhiolemus seisneb vee läbilaskmises elektriväljas, samal ajal kandub üle soolaioonid – katioonid jaotuvad katoodi ja anioonid – anoodi suunas. Süsteemil on kolm sektsiooni, mis on moodustatud katood- ja anoodmembraanide abil. Keskmine kamber sisaldab magestamise jaoks ettevalmistatud vett.

Vooga juhitakse pidev elektrivool, mille abil soolad sorteeritakse katood- ja anoodimembraanidesse. Meetod on seadmekulude ja elektrikulude poolest väga kallis ning seetõttu pole seda laialdaselt kasutatud.

Ioonivahetus

Kõige usaldusväärsem viis vee magestamise saavutamiseks on ioonivahetusmeetod. Sel viisil lisandite sadestaminevõimaldab lühikese ajaga saada puhtama vedeliku, mis on oluline tööstuslikuks magestamiseks. Meetod on kõige kuluefektiivsem ja annab parima puhastustulemuse.

Meetod põhineb soolade katioonide ja anioonide eemaldamisel vedelikust, puhastamise tulemusena on võimalik saavutada erineval määral demineraliseerumist kuni soola mõjurite täieliku eemaldamiseni. Vee magestamine ioonivahetuse teel toimub ioonivahetite osalusel, mis on vees lahustumatud polümeerid, mis sisaldavad liikuvat iooni. Loodud tingimustes läheb valmistatud polümeer vahetusreaktsiooni sama märgiga soolaioonidega. Ioonivahetid asetatakse vesikeskkonda paisuvasse keskkonda, mille suurus suureneb 1,5–2 korda.

Aja möödudes koguvad ioonivahetid vees lahustunud soolasid ja muutuvad tihedamaks. Küllastunud ioonivahetid regenereeritakse, misjärel need puhastatakse. Küllastunud ioonivahetitest saadud tooteid nimetatakse "eluaatideks", need hõlmavad soolade ja leeliste lahuseid. Mõned neist on väärtuslikud ained, seega kõrvaldatakse need väärtuslike komponentidena.

Pöördosmoos

Tehniline areng ja mageveepuuduse algus toovad kaasa uued magestamise ja magestamise tehnoloogiad. Pöördosmoosravi meetod on muutumas populaarseks meetodiks, mille töökindluse tagab membraanitehnoloogiate areng. Tööstushuvi põhjustavad suhteliselt madalad energiakulud. Enamikku selle põhimõttega seadmeid kasutatakse jõevee järeltöötluseks, kus nende tõhusust on korduv alt tõestatud.

EestKoduseks kasutamiseks sobivad nii energiakulu kui ka saadava toote kvaliteedi poolest pöördosmoosi põhimõttel töötavad vee magestamise tehased. Pöördosmoosi põhimõte põhineb rõhu all oleva vee läbimisel läbi membraani, mis on lahustunud sooladele ja muudele lisanditele mitteläbilaskev. Vee magestamise protsessi tagavad sünteetilised poolläbilaskvad membraanid, mis ei suuda kinni hoida mõningaid vees lahustunud gaase (kloor, süsinikdioksiid jne).

Pöördosmoosi meetodil puhastatakse vesi kõikidest lisanditest, toimub täielik demineraliseerumine, mis on inimorganismile kahjulik. Enamasti peab võhik valima, kas kraanivesi või töödeldud mingi filtriga. Väiksem kurjus on vesi, milles puuduvad kõik looduslikud koostisosad.

Tänapäeval on mõnes riigis juba olemas joogivee tootmise tehased, kus magestamiseks kasutatakse pöördosmoosi meetodit ning se alt eemaldatakse täiendava järeltöötlusena lahustunud gaasid. Selleks, et anda sellele normaalne looduslikule lähedase olek, lisavad ettevõtted puhastatud veele vajalikke sooli kontrollitud kontsentratsioonis.

Põhimeetodite plussid ja miinused

Igal vee magestamise meetoditel on nii positiivseid kui ka negatiivseid omadusi. Olles neid üksikasjalikult kaalunud, saate aru, millist eelistada:

• Ioonivahetus aitab saada kõige puhtamat vett, süsteem on töökindel ja ei reageeri mineraliseerumisastmelelähtevedelik, nõuab vähe seadmekulusid. Magestamisprotsess toimub minimaalse veetarbimise kaoga. Meetodi puudused hõlmavad kiiret keskkonnareostust kahjulike kemikaalidega, reaktiivide endi kõrget hinda, süsteem saastub kiiresti ja nõuab filtrite sagedast väljavahetamist. Jäätmete ja filtriosade kõrvaldamine on keeruline.
• Destilleerimine. Termilisel meetodil põhinevaid vee magestamisseadmeid kasutatakse ilma kemikaale kasutamata, demonstreerivad tekkiva vedeliku head kvaliteeti ning töö käigus tekkivat soojust saab kasutada muudeks vajadusteks. Selle meetodi eripäraks on võime eemaldada vees lahustunud gaase. Meetodi puuduste hulka kuuluvad: kõrged energiakulud, veetöötluse vajadus, paigalduse hoolduskulud (kõikide osade puhastamine), seadmete kõrge hind.
• Membraanipaigaldised on vee algseisundi suhtes tagasihoidlikud, protsess ei vaja keemilisi reaktiive ja neid on lihtne hooldada. Negatiivsed omadused on: vee ettevalmistamine töötlemisprotsessiks, suur kogus vett seadme töö tagamiseks, suur energiatarve, mis mõjutab lõpptoote maksumust.

Kodus soolapuhastus

Vee filtreerimine on kõige soodsam viis järeltöötluseks. Koduseks soolakaevu või merevedeliku eemaldamiseks on kaks levinumat viisi:

• Asetage veenõu sügavkülma ja jätke, kuni see on täielikult külmunud. Sool koos osagavedelik ei külmu, jää tuleb sulatada ja seda saab kohe kasutada. Täiendavaks puhastamiseks tasub sulavesi lasta läbi mis tahes majapidamisfiltri. Seda meetodit nimetatakse külmdestilleerimiseks.
• Aurustumine. Nad võtavad kaks erineva suurusega anumat, valavad suuremasse mere-/soolavett, väiksema jätavad tühjaks ja panevad suurde kaussi. Kogu konstruktsiooni võib peale kaane sulgemist panna ahju kütmiseks või jätta päikese kätte. On vaja saavutada soolase vee aeglane keetmine. Aurud, mis ei sisalda soola, koonduvad tühja anumasse. Päikese käes aurustumisprotsess kulgeb palju aeglasem alt. Selle meetodiga saadakse üsna väike kogus joogivett.

Vee magestamine ja magestamine käsitöömeetoditega on võimalik, kuid ebaefektiivne. Parim võimalus oleks osta kodune puhastusseade.

Kodupaigaldised

Koduvajaduste jaoks on kõige sagedamini vaja vee järelpuhastussüsteeme. Vee filtreerimist saab läbi viia mitmel viisil:

• Kõige lihtsam ja soodsam on vahetatavate filtritega kann.
• Segisti filtriga otsik.
• Töölaua veefiltrid.
• Sisseehitatud süsteemid, mis puhastavad vedelikke olenev alt asukohast (ainult köögis, maja veevarustuse sisenemispunktis, mitmeastmelised filtrid arteesia kaevu vee puhastamiseks jne).

Ükski majapidamissüsteem ei suuda sooli vedelikust täielikult eemaldada, küll aga võib kõva vett pehmendada. SellesSellisel juhul peate süsteemi, veekassettide, filtrite või reaktiivide valimiseks teadma, milliste elementidega see on küllastunud. Magestamisprotsess nõuab suuri seadmeid, suurt paigaldusala, suuri rahalisi investeeringuid ja süsteemi hoolduse kättesaadavust, mis pole paljudele tarbijatele kättesaadav.

Kodumajapidamises kasutatavate puhastuste tüübid

Tänapäeval kasutatakse laialdaselt järgmist tüüpi veetöötlust:

• Söe filtreerimine. Seade on söe, aktiivsöe või söega täidetud anum. Sellist filtrit läbiv vesi puhastatakse kloorist, õlistest elementidest, pestitsiididest, mikroorganismidest, bakteritest jne. Filter on soodne, vastupidav ja hõlpsasti kasutatav.
• Peenpuhastus. Seda tüüpi filtrid jagunevad kahte tüüpi - ühe- ja mitmefunktsioonilised. Iga valik nõuab hooldust – pidev veekassettide vahetamine, liitmike vahetamine jne.
• Karm puhastus. Eemaldage suured mustuseosakesed (liiv, rooste, sete jne).
• Sügavpuhastus. Seda tüüpi filtrid hõlmavad pöördosmoosisüsteeme, mitmeastmelisi filtreid jne.

Enamikus Venemaa piirkondades on vaja ainult täiendavat veepuhastust, kuna riigis on piisav alt veevarusid. Ainus piirkond, kus magevee puudus võib olla, on Krimm, kus võib merevee magestamise jaoks vaja minna tööstusrajatisi. Kõigil protsesside läbiviimise seadmetel on patent. Vee magestamine ja magestamine tuleks läbi viia teaduslikult põhjendatud meetodite abil ning tulemuste kohustuslik testimine laboritingimustes.