Kuondoa chumvi kwenye maji: mbinu na mipangilio

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Wanasayansi wanaamini kwamba ubinadamu umefika wakati ambapo mizozo itapamba moto kuhusu maji safi. Kuna njia moja pekee ya kutatua tatizo hili - kutafuta mbinu bora ya kuondoa chumvi kwenye maji.

Kuondoa chumvi kwenye maji ni nini

Kioevu chochote katika muundo wake kina sehemu fulani ya chumvi, vijidudu, madini. Utakaso wa maji ya asili au ya bomba huondoa vitu vyenye madhara kutoka kwake. Lakini wakati mwingine huwa na kiasi kikubwa cha chumvi, jambo ambalo huifanya isifae kwa matumizi.

Uondoaji madini katika maji ni kupungua kwa mkusanyiko wa chumvi iliyoyeyushwa ndani yake. Utaratibu unaweza kuwa wa jumla, wakati kioevu kinaponyimwa maudhui yoyote ya chumvi, au kiasi, wakati kiasi fulani cha chumvi kinasalia ndani yake.

Mbinu

Uondoaji kamili wa chumvi kwenye chumvi unafanywa kwa njia zifuatazo:

• Mtindo wa kunereka, njia ya joto.
• Mbinu ya kubadilisha ion.
• Mbinu ya electrodialysis.
• Osmosis ya nyuma ya utando.

Uondoaji wa chumvi kwa kiasi hupatikana kwa kutumia mbinu zifuatazo:

• Chokaa.
• Barite kulainisha.
• H-cationization.
• Kuganda.

Njia za kuondoa chumvimaji yanahitaji gharama za kifedha na nishati. Uchaguzi wa njia ya matibabu inategemea kiwango cha chumvi katika kioevu cha awali, tija ya ufungaji, gharama za vipengele vya mchakato (joto, umeme, reagents). Kila moja ya njia ina faida zake, hasara na hutokea kwa msaada wa njia za kiufundi.

Kuondoa chumvi kwa kiasi

Kwa kunyimwa uchafu wote, maji hutumiwa katika michakato mingi ya viwanda na inahitajika kwa matumizi ya ndani na idadi ndogo sana ya watu. Mahitaji ya nyumbani yanahitaji demineralization ya maji kwa kiasi fulani. Mara nyingi, ulaini wa kioevu hutokea kwa kuiga.

Katika mchakato huo, chumvi ngumu hubadilishwa na cations za hidrojeni, ambayo, kwa upande wake, huathiri kuharibu ioni za bikaboneti. Bidhaa hizo huunda kiwanja ambacho hutolewa kama gesi. Kiwango cha utakaso kinakadiriwa na kiasi cha calcium carbonate iliyoondolewa.

Mchemsho wa maji

Kuondoa chumvi kwenye maji kwa kutumia njia ya kunereka ndiyo njia kongwe na inayotumika zaidi leo. Faida ni upatikanaji wake wote, na hasara ni gharama kubwa ya mchakato. Distillers hutumiwa kupata maji bila uchafu. Ni aina kadhaa za evaporators, tofauti kati ya ambayo iko katika kubuni, aina ya nishati inayotumiwa. Maarufu zaidi ni vifaa vya stima na vya umeme, ambavyo ni ghali na hutumia nishati nyingi.

Kifaa ni kichemshia (au boilers kadhaa)shinikizo la chini, ambapo kioevu hugeuka kuwa mvuke na hutenganisha mkusanyiko wa chumvi. Ili maji kupokea utakaso wa kiwango cha juu, joto la chemsha polepole hufikiwa kwenye kifaa. Katika hali hii, uchafu mzito hauingii kwenye distillate ya kufupisha. Chaguo moja la kupunguza gharama ni kuongeza idadi ya hatua, lakini usakinishaji huu unajumuisha uwekezaji mkubwa wa awali.

Kifaa cha kunereka, pamoja na kutumia nishati nyingi, kina gharama ya kuvutia ya sehemu zote. Mabomba ya gharama kubwa, fittings, exchangers joto, evaporators alifanya ya quartz au platinamu inaweza kutoa kiwango cha juu cha usafi. Nyenzo zingine hazifai.

Njia ya kemikali ya kielektroniki

Kiini cha mbinu hiyo ni kupitisha maji kwenye uwanja wa umeme, huku ioni za chumvi zikihamishwa - cations husambazwa kuelekea kathodi, na anions - kuelekea anode. Mfumo huo una sehemu tatu, ambazo hutengenezwa kwa kutumia cathode na diaphragms ya anode. Chumba cha kati kina maji yaliyotayarishwa kwa ajili ya kuondoa chumvi.

Mkondo wa umeme usiobadilika hupitishwa kupitia mkondo, kwa usaidizi ambao chumvi hupangwa kwenye cathode na diaphragm ya anode. Njia hii ni ghali sana kwa gharama ya vifaa na gharama za umeme, na kwa hivyo haijatumika sana.

Kubadilisha ion

Njia ya kuaminika zaidi ya kufikia uondoaji wa chumvi kwenye maji ni njia ya kubadilishana ioni. Kunyesha kwa uchafu kwa njia hiiinakuwezesha kupata kioevu safi zaidi kwa muda mfupi, ambayo ni muhimu kwa desalination ya viwanda. Mbinu ndiyo ya gharama nafuu zaidi na inatoa matokeo bora ya kusafisha.

Njia hii inategemea uondoaji wa kasheni na anions ya chumvi kutoka kwa kioevu; kama matokeo ya utakaso, viwango mbalimbali vya uondoaji wa madini vinaweza kupatikana, hadi uondoaji kamili wa mawakala wa chumvi. Uondoaji wa chumvi wa maji kwa kubadilishana ioni hutokea kwa ushiriki wa kubadilishana ion, ambayo ni polima zisizo na maji zilizo na ion ya simu. Chini ya hali iliyoundwa, polima iliyoandaliwa huingia kwenye mmenyuko wa kubadilishana na ioni za chumvi za ishara sawa. Vibadilishaji vya ioni vilivyowekwa kwenye uvimbe wa wastani wa maji, na kuongezeka kwa ukubwa kwa mara 1.5-2.

Kadiri muda unavyosonga, vibadilishaji ioni hukusanya chumvi iliyoyeyushwa ndani ya maji na kuwa mnene. Wabadilishaji wa ioni zilizojaa hurejeshwa, baada ya hapo husafishwa. Bidhaa zilizopatikana kutoka kwa kubadilishana ioni zilizojaa huitwa "eluates", zinajumuisha ufumbuzi wa chumvi na alkali. Baadhi yao ni vitu vyenye thamani, kwa hivyo hutupwa kama viambajengo vya thamani.

Reverse osmosis

Maendeleo ya kiufundi na mwanzo wa uhaba wa maji safi huibua teknolojia mpya ya kuondoa chumvi na kuondoa chumvi. Njia ya matibabu ya reverse osmosis inakuwa njia maarufu, kuegemea ambayo inahakikishwa na maendeleo ya teknolojia za membrane. Maslahi ya viwanda husababishwa na gharama ndogo za nishati. Vifaa vingi vya kanuni hii hutumika kutibu maji ya mto baada ya matibabu, ambapo ufanisi wake umethibitishwa mara kwa mara.

KwaKwa matumizi ya nyumbani, mimea ya kuondoa chumvi ya maji kulingana na kanuni ya reverse osmosis inafaa kwa suala la matumizi ya nishati na kwa ubora wa bidhaa iliyopatikana. Kanuni ya osmosis ya nyuma inategemea kifungu cha maji chini ya shinikizo kupitia membrane ambayo haiwezi kupenyeza kwa chumvi iliyoyeyuka na uchafu mwingine. Mchakato wa kuondoa chumvi kwenye maji hutolewa na utando wa sintetiki unaoweza kupenyeza nusu-penyeza ambao hauwezi kubakiza baadhi ya gesi zilizoyeyushwa katika maji (klorini, dioksidi kaboni, n.k.).

Njia ya reverse osmosis husafisha maji kutoka kwa uchafu wote, uondoaji kamili wa madini hutokea, ambayo ni hatari kwa mwili wa binadamu. Mara nyingi, mtu wa kawaida lazima achague kati ya maji ya bomba au kutibiwa na aina fulani ya chujio. Ubaya mdogo ni maji, yasiyo na viambato vyote vya asili.

Leo, katika baadhi ya nchi tayari kuna mimea kwa ajili ya uzalishaji wa maji ya kunywa, ambapo njia ya reverse osmosis hutumiwa kuondoa chumvi, na gesi iliyoyeyushwa huondolewa humo kama matibabu ya ziada. Ili kuipa hali ya kawaida karibu na asili, biashara huongeza chumvi zinazohitajika katika mkusanyiko uliothibitishwa kwenye maji yaliyosafishwa.

Faida na hasara za mbinu msingi

Kila moja ya mbinu za kuondoa chumvi kwenye maji ina sifa chanya na hasi. Baada ya kuzizingatia kwa kina, unaweza kuelewa ni ipi ya kupendelea:

• Mabadilishano ya ion husaidia kupata maji safi zaidi, mfumo ni wa kutegemewa na haushughulikii kiwango cha uwekaji madini.kioevu chanzo, inahitaji gharama kidogo za vifaa. Mchakato wa kuondoa chumvi unafanyika kwa hasara ndogo ya matumizi ya maji. Hasara za njia hiyo ni pamoja na uchafuzi wa mazingira wa haraka na kemikali hatari, gharama kubwa ya reagents wenyewe, mfumo wa haraka huchafuliwa na unahitaji uingizwaji wa mara kwa mara wa filters. Utupaji wa taka na sehemu za chujio ni ngumu.
• Uyeyushaji. Mimea ya kufuta maji kwa kuzingatia njia ya joto hutumiwa bila matumizi ya kemikali, kuonyesha ubora mzuri wa kioevu kilichosababisha, na joto linalozalishwa wakati wa operesheni linaweza kutumika kwa mahitaji mengine. Kipengele tofauti cha njia hii ni uwezo wa kuondokana na gesi kufutwa katika maji. Ubaya wa njia hiyo ni pamoja na: gharama kubwa za nishati, hitaji la matibabu ya maji, gharama ya kudumisha ufungaji (kusafisha sehemu zote), gharama kubwa ya vifaa.
• Uwekaji wa utando unatofautishwa na unyenyekevu kwa hali ya awali ya maji, mchakato hauhitaji vitendanishi vya kemikali, na ni rahisi kutunza. Sifa hasi ni: maandalizi ya maji kwa ajili ya mchakato wa matibabu, kiasi kikubwa cha maji ili kuhakikisha uendeshaji wa kifaa, matumizi ya juu ya nguvu, ambayo huathiri gharama ya bidhaa ya mwisho.

Kufuta chumvi nyumbani

Uchujaji wa maji ndio njia nafuu zaidi ya matibabu baada ya matibabu. Kuna njia mbili za kawaida za kuweka chumvi kwenye kisima au kioevu cha bahari nyumbani:

• Weka chombo cha maji kwenye friji na uache hadi kigande kabisa. Chumvi na sehemukioevu haitafungia, barafu inapaswa kuyeyuka na inaweza kutumika mara moja. Kwa utakaso wa ziada, inafaa kupitisha maji kuyeyuka kupitia chujio chochote cha kaya. Mbinu hiyo inaitwa kunereka kwa baridi.
• Uvukizi. Wanachukua vyombo viwili vya ukubwa tofauti, kumwaga maji ya bahari / chumvi ndani ya kubwa, kuacha ndogo tupu na kuiweka kwenye bakuli kubwa. Muundo wote unaweza kuweka kwenye jiko kwa ajili ya kupokanzwa au kushoto kwenye jua, baada ya kufunga kifuniko. Ni muhimu kufikia kuchemsha polepole kwa maji ya chumvi. Mvuke usio na chumvi utajilimbikizia kwenye chombo tupu. Mchakato wa uvukizi kwenye jua utaendelea polepole zaidi. Kwa njia hii, kiasi kidogo cha maji ya kunywa hupatikana.

Kuondoa chumvi na kuondoa chumvi kwenye maji kwa mbinu za kazi za mikono kunawezekana, lakini hakuna ufanisi. Chaguo bora litakuwa kununua kifaa cha kusafisha nyumbani.

Usakinishaji wa ndani

Kwa mahitaji ya nyumbani, mifumo ya baada ya kutibu maji inahitajika mara nyingi. Uchujaji wa maji unaweza kufanywa kwa njia kadhaa:

• Rahisi na kwa bei nafuu zaidi ni jagi lenye vichujio vinavyoweza kubadilishwa.
• Pua na kichujio kwenye bomba.
• Vichujio vya maji ya mezani.
• Mifumo iliyopachikwa ambayo husafisha vimiminika kulingana na mahali (jikoni pekee, kwenye sehemu ya kuingilia ya usambazaji wa maji kwa nyumba, vichujio vya hatua nyingi za kusafisha maji kutoka kwenye kisima cha kisanii, n.k.).

Hakuna mfumo wowote wa kaya unaoweza kuondoa kabisa chumvi kutoka kwenye kioevu, lakini unaweza kulainisha maji magumu. Katika hilokesi, unahitaji kujua ni vipengele gani vilivyojaa ili kuchagua mfumo, cartridges za maji, filters au reagents. Mchakato wa kuondoa chumvi unahitaji vitengo vikubwa, eneo kubwa la usakinishaji, uwekezaji mkubwa wa kifedha na upatikanaji wa matengenezo ya mfumo, ambao haupatikani kwa watumiaji mbalimbali.

Aina za usafishaji nyumbani

Leo, aina zifuatazo za kutibu maji zinatumika sana:

• Uchujaji wa makaa ya mawe. Kifaa ni chombo kilichojaa mkaa, kilichoamilishwa au makaa ya mawe. Maji yanayopita kwenye kichujio kama hicho husafishwa kutoka kwa klorini, vipengele vya mafuta, viua wadudu, vijidudu, bakteria, nk. Kichujio hicho ni cha bei nafuu, kinadumu na ni rahisi kutumia.
• Usafishaji mzuri. Aina hii ya filters imegawanywa katika aina mbili - kazi moja na kazi nyingi. Chaguo lolote linahitaji matengenezo - kubadilisha katriji za maji kila mara, kubadilisha fittings, n.k.
• Usafishaji mbaya. Ondoa chembe kubwa za uchafu (mchanga, kutu, mashapo n.k.).
• Kusafisha kwa kina. Kichujio cha aina hii kinajumuisha mifumo ya reverse osmosis, vichujio vya hatua nyingi, n.k.

Katika maeneo mengi ya Urusi, ni ziada ya kusafisha maji pekee, kwa kuwa kuna rasilimali za kutosha za maji nchini. Kanda pekee ambapo kunaweza kuwa na uhaba wa maji safi ni Crimea, ambayo inaweza kuhitaji mitambo ya viwanda kwa ajili ya kufuta maji ya bahari. Vifaa vyote vya kufanya michakato vina hati miliki. Uondoaji chumvi na uondoaji chumvi kwenye maji ufanyike kwa kutumia mbinu za kisayansi na upimaji wa lazima wa matokeo katika hali ya maabara.