Очистка воды солью: Соль для водоочистки: преимущества применения — BWT

Соль для водоочистки: преимущества применения — BWT

Соль для водоочистки: преимущества применения — BWT

Главная

>

Статьи

>

Специальная химия и реагенты

>

Соль для водоочистки: преимущества применения

Статьи

27.08.2020

В настоящее время вода очень загрязнена, и использовать ее без очистки от кальция и других химических элементов не рекомендуется, так как она может содержать некоторые вредные вещества. Как в домашних условиях, так и в промышленных, обычно используют фильтры для очищения воды. Фильтров для водоочистки существует сейчас большое количество, самое главное – определить, какая очистка наиболее эффективна для данной работы.

Все существующие ныне фильтры отличаются по объему воды, который они способны очистить, то есть можно определить, для дома фильтр или для предприятия. Новейшей технологией, выработанной германскими специалистами, является соль, с помощью которой производится водоочистка. Ниже об этом подробнее.

Решения BWT для дозирования реагентов:

Аппараты дозирования

Пропорциональные дозаторы

Получить консультацию

Для очистки и фильтрации воды коммерческие и частные предприятия чаще всего используют пищевую или техническую соль. Соль обычно бывает молотая, причем она может быть помолота мелко либо крупно. Такая технология в процессе очистки в значительной степени оправдывает себя. Пищевая соль, которую употребляют практически все, имеет несколько недостатков в процессе очистки. Следует рассмотреть несколько случаев, почему в системе водоочистки ее лучше не применять:

1. При долгом использовании данной соли на дне емкости, в которой осуществляется процесс очистки, образуется накипь, что влечет за собой частое замещение емкостей, а так же некачественную очистку воды. Также данная соль портит приборы для очистки воды, вплоть до вымывания водяных фильтров, которые являются важным элементом самой системы.
2. На стенках труб выпадает осадок, что способствует замедлению обмена ионных веществ и полной блокировки.

Таблетированная соль чаще всего применяется для смягчения воды и регенерации ионных веществ. Данные процессы очень редко встречаются в пищевой промышленности, редко и в фармацевтической. Данное вещество представляет собой смесь, которая не содержит йода и калия, то есть, каких-либо добавок, сама соль по нормам спрессована в виде таблеток. Такие таблетки не имеют ни запаха, ни цвета, а также не имеют свойство горения. К тому же, такая соль — не взрывоопасное вещество. Распаковка таблеток в основном производится в полиэтиленовые пакеты, которые вмещают в себя до 25 килограмм соли.

Данный вид соли для водоочистки широко используют и в домашних условиях, при водоочистке для дома:

1. Соль в таблетках имеет немного иную поверхность, отличную от поверхности обычной поваренной соли, тем самым площадь ее в несколько раз больше. Это своеобразная особенность помогает экономить почти до 35 процентов соли, что в пищевой промышленности очень выгодно.
2. Нет проблемы с растворимостью самой таблетки, если таблетка попадает в бак водоочистки, то немедленно растворяется и при этом не оставляет абсолютно никаких осадков. Это является большим преимуществом, так как именно солевой осадок зачастую становится предпосылкой вывода из строя водоочистительного оборудования и других приборов.
3. Еще одним преимуществом таблетированной соли является то, что при попадании в воду с одинаковой процентной жесткостью, сама соль растворяется до тех пор, пока в процессе не образуется регенерирующий раствор. Это позволяет избавить рабочего, отвечающего за данный вид работы, от постоянного перемешивания раствора.

К таблетированной соли, не смотря на вышеуказанные преимущества, предъявляют следующие достаточно жесткие требования. Как правило, соль для водоочистки должна быть как можно чище и содержать не менее 99 процентов хлорида натрия (как следует из многолетнего опыта, данное условие обеспечивает наиболее качественную очистку). Таблетки при попадании в воду не должны слишком быстро растворяться, этот процесс должен проходить медленно и постепенно.

Система водоочистки и водоподготовки с применением соли для водоочистки в наше время завоевала авторитет у очень и очень многих предприятий. Они стали использовать новые европейские технологии, и наше, русское, оборудование тоже пользуется большим спросом. Цена такой соли получается немного выше, чем у обычной, но она эффективно окупает свою стоимость, что важно для успешного бизнеса. Для таких таблеток характерным качеством являются только чистые продукты, с использованием соли для водоочистки соблюдаются все нормы. Заводы, которые выпускают данное сырье, значительно изменили технологию производства, что поспособствовало улучшению качества и внедрению новых технологий.

Не секрет, что плавание – один из самых любимых видов отдыха для людей, а для некоторых и образ жизн. ..

Цвет воды напрямую зависит от её химического состава, места из которого производится забор воды и на…

Все статьи

Мы используем файлы «cookie», чтобы обеспечить максимальное удобство пользователям. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookie.

Согласен

Вход на сайт

Восстановить пароль

Введите код авторизации из письма, после чего Вы будете перенаправлены в «Личный кабинет» для изменения пароля.

Регистрация

Получать новости об акциях и скидках

Сообщить о поступлении

Получить консультацию по товару, снятому с производства

Получите предложение по аренде диспенсеров

Купить товар у дилера

Заказать оптом

Получить консультацию

Частное лицо

Сообщить о поступлении

Нажимая на кнопку «Отправить», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо!

Ошибка!

—>

Как очистить воду от соли

Количество солей — солесодержание — входит в число основных показателей, определяющих качество воды, применяемой для приготовления еды, питья, полива, технических нужд. Соли состоят из металлов, гидроксилов, кислотных остатков. В небольшом количестве их присутствие — минерализация воды — улучшает её вкусовой и химический состав. В избыточном сильно ухудшает, приносит большой вред здоровью человека и природе — почвам, водоемам, флоре, фауне. В водном растворе должны присутствовать соли в количестве, предписанном стандартами. Процесс очистка воды с солью до нормально допустимого состояния называется обессоливанием (деминерализацией).

Какие соли в воде нужно очистить

К солям относятся соединения металлов с разными химическими веществами. В зависимости от состава они делятся на несколько групп.

Соли могут быть простыми, двойными, смешанными, кристаллогидратными. От их состава зависит степень очистки, способы деминерализация, выбор оборудования для очистки воды от солей.

Вся вода на планете имеет различный солевой состав. Особенно много соединений в артезианской добыче. Чем глубже залегают водоносные слои, тем они более соленасыщены — присутствие примесей колеблется в диапазоне 1000–10 000 мг/л. Среди них почти всегда есть сульфаты, хлориды, сульфиды, фосфаты, карбонаты. Поэтому перед употреблением необходимо очистить воду от солей.

Что будет, если много соли в воде

Что будет, если не удалить соли из воды и использовать жидкость с различными солями?

Избыточное солесодержание в водных растворах ощутимо сказывается на людском здоровье, работоспособности, на безремонтном и общем сроке службы оборудования, инженерных гидротехнических сетей. Именно поэтому разработаны установки для очистки воды от солей.

Как вода с повышенным содержанием солей влияет на организм

Кратковременное употребление напитков с высоким содержанием солей в воде безопасно, но может вызвать дискомфорт — рези и боль в желудке, упадок сил. Так организм старается вывести избытки кальция, калия, магния. Если много соли в воде, то все органы начинают работать в повышенном режиме — возрастает нагрузка на сердце, почки, печень, нужно задуматься над тем, как удалить соли из воды.

В умеренных дозах сульфаты и хлориды улучшают вкусовые оттенки. В избыточных ухудшают, придавая напитку солоноватый вкус с неприятной горчинкой. При наличии сульфатов свыше 250 мг/л ощущается неприятный лекарственный привкус, возможно расстройство кишечника. Большое количество натрия опасно для людей с гипертонией, может спровоцировать криз. Умеренное количество кальция сказывается благотворно. Он укрепляет зубы и кости. При переизбытке возрастает жесткость воды. Кальциты откладываются внутри кровеносных сосудов, уменьшают протоки, нарушают обмен веществ. Соединяясь, они образуют камни, увеличивают риски тромбообразования. Система очистки воды от солей для дома, купленная на нашем сайте, заметно улучшит здоровье.

Как вода с высоким содержанием соли воздействует на оборудование

Повышенное содержание солей в воде вредно сказывается на работе техники, вызывает коррозию деталей. Лопаются водяные трубы, в котельных взрываются котлы. Быстро ломаются бытовые приборы — водонагреватели, стирально-моечные машины, чайники.

Взвеси выпадают в осадок, накапливаются на внутренней поверхности гидрооборудования, что приводит к сбоям и неисправностям. Даже незначительные отложения накипи слоем 1,5 мм ухудшают теплопроводность отопительных систем на 15 %. Возрастают энергетические затраты.

Постоянно накапливающиеся примеси ухудшают качество воды, текущей из крана. Многокилометровые трубопроводы сложно очищать. Водораспределительным предприятиям лучше заблаговременно позаботиться о том, чем очистить воду от солей перед подачей жидкости в инженерные коммуникации.

Нормы солености воды

Показатели присутствия солевых соединений предопределяются стандартами. Основным документом для питьевой воды, подающейся из систем водоснабжения, служит СанПиН 2.1.4.1074-01, для бутилированной СанПиН 2.1.4.1116-02, для водицы из природных источников СанПиН 2.1.4.1175-02. В ГН 2.1.5.689-98 приведены предельно-допустимые концентрации (ПДК) отдельных веществ. Если реальные показатели превышают ПДК, нужно убрать соли из воды.

Для хозяйственной и технической воды нормы указываются в ГОСТ, ТУ, проектной документации, в инструкциях к оборудованию и отдельно к комплектующим гидросистем. Сравнение результатов анализа с нормативными показателями поможет предприятиям понять: требуется ли удаление соли из воды.

Показатели солености и минерализации:

Наиболее полезна для организма пресная, слабоминерализованная вода с солевой концентрацией 100 мг/л (100 ppm). Предел общей минерализации ПДК = 1000 мг/л, вкусной считается жидкость с солесодержанием 500–600 мг/литр. Предельно допустимое количество хлоридно-сульфатных соединений — 200–400, гидрокарбонатных — 250–500, фосфатных — 3,5 мг/л.

Строгие нормы солесодержания устанавливают в промышленности для рабочей технической жидкости. Для ТЭЦ и ТЭС численность солей не должна превышать 30–100 мкг-экв/кг. Даже морскую воду можно очистить от растворенных в ней солей с помощью фильтрования и затем использовать для любых целей.

Вода с высоким содержанием соли — как определить количество солей в воде

Присутствие солевых примесей ощущается органолептически:

• Вкус солоноватый, с неприятной кислотной горчинкой или горько-соленый.
• Запах с резковатым характерным оттенком.
• Сероватый или белёсый налет на посуде.
• Длительная варка овощей, жесткость вареного мяса.
• Стянутость кожи, покалывание после мытья.
• Сухость, ломкость волос.
• В жесткой воде слабее проявляются пенящие свойства моющих средств, возрастает их расход.

Точное количество солевых примесей можно определить, заказав химический анализ в лаборатории. Там вычислят общую минерализацию, численность отдельных веществ, сухой остаток. На основе полученных расчетов легко выбрать промышленные и бытовые установки по очистке воды от солей.

Значения ПДК для некоторых элементов в мг/л:

• натрий — 200;
• кальций — 100;
• магний — 50;
• калий — 12;
• медь — 1,0;
• железо — 0,3.

Можно самостоятельно выполнить измерения с помощью специальных переносных приборов — солемеров. Анализатор TDS-метр меряет общее количество веществ в водном растворе (численность солесодержащих частиц на 1 миллион частичек воды: 1 ppm = 1 мг/л) и выдает показатель минерализации, зависящий от суммарной концентрации ионов (положительных катионов, отрицательных анионов).

Солесодержание зависит от температуры. При нагреве воды отложения на дне и стенках посуды намного интенсивнее, чем в сосудах с холодной водой. При разной температуре измерения будут отличаться. При выборе установок для очистки воды с солью ориентируются на усредненные годовые показатели. Чтобы их получить, нужно сдавать пробы на анализ каждый сезон.

Как очистить воду от соли

Как можно удалить соль из воды — очистку производят разными способами. Бытовую воду, текущую из крана, можно отстаивать, дистиллировать, заморозить/разморозить, профильтровать или прокипятить. Эти способы подходят для обработки небольшого количества водных растворов.

Жидкость, добытую из природных открытых или глубинных подземных источников, обрабатывают более тщательно сложными промышленными способами, среди которых применяются:

1. Механическая очистка от примесей, присутствующих в виде крупных частиц величиной от 5 мкм.
2. Очистка с помощью разнообразных осадочных фильтров, которые улавливают мелкие частицы.
3. Использование химических реагентов — смол, извести, сульфаугля.
4. Электродеионизация с помощью ионообменного материала.
5. Обратный осмос — особо эффективный мембранный вариант обессоливания.

При выборе способы очистки воды от солей, при подборе оборудования учитываются: производственные задачи, назначение жидкости, мощность подачи потока, давление, прочие факторы.

Обратный осмос — основной метод очистки воды от солей

При обратносмотическом процессе водный раствор пропускается через микроскопические капилляры мембраны. Через них молекулы воды проникают беспрепятственно, но задерживаются все остальные микрочастицы. Можно ли очистить воду от соли на 99,9 % — установки, которые продаются на сайте компании Diasel, очень глубоко производят удаление всех солей и примесей. Показатель качества очистки воды от солей и металлов близок к 100 %.

Компактная линия, с помощью которой легко убрать соли воды, выполняет сразу несколько функций. Помимо солей она удаляет другие вредоносные примеси, производя комплексную очистку от нежелательных химических веществ. Процесс не образует отложений, которые могут засорить систему или проскользнуть в очищенный раствор. Жидкость становится прозрачной, мягкой, пригодной для разных нужд — для мытья, еды и питья, для подачи в бытовую технику и промышленные системы.

На сайте компании «Диасел» можно купить разные обратноосмотические системы очистки воды от солей:

1. Установки обратного осмоса для различных промышленных предприятий.
2. Двухступенчатые установки различной производительностью от 50 литров до 20 м³/час используют в медицине, в энергетике, радиоэлектронике, металлургии.
3. Установки на весь дом востребованы в частном домостроении. Их приобретают владельцы загородных особняков, дачных коттеджей, подводящие воду из автономных источников.
4. Бытовые системы обратного осмоса пользуются спросом даже у владельцев небольших предприятий общественного питания. В доме компактное устройство размещается под кухонной раковиной и обеспечивает жильцов полезной деминерализованной водицей.

Установки, производящие удаление солей воды, извлекают до 98-99 % примесей, качественно улучшая вкус воды.

Польза обратноосмотических установок обессоливания

Вода, подвергнутая очистке, при нагревании не образует накипь. Надолго продлевается срок службы промышленной техники, бытовых приборов, всех систем жизнеобеспечения — отопительных, водопроводных, канализационных. Очищенные водные растворы можно безопасно использовать на производстве, в гидротехнических сооружениях, в котельных станциях.

Затраты на приобретение установки обратного осмоса быстро окупятся, принесут пользу. Избавят от протечек, поломок гидрооборудования, проблем со здоровьем.

Купить обратный осмос, способный очистить воду от растворенных солей, от взвешенных примесей и коллоидных частиц, удобно в Diasel Engineering. Инженеры компании подберут комплекс, соответствующий задачам частных клиентов, общественных организаций, промышленных производств. Выполнят установку, запуск, тестирование. Дадут исчерпывающую консультацию по использованию оборудования. Обеспечат гарантийное и текущее обслуживание.

Опреснение | Геологическая служба США

•  Школа наук о воде ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА  •  Темы использования воды •  Темы качества воды  •

Хотите пить? Как насчет прохладной, освежающей морской воды?

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Плавающий солнечный дистиллятор используется для опреснения небольшого количества морской воды путем испарения и конденсации.

Кредит: Landfall Navigation

Нет, не воспринимайте нас буквально! Люди не могут пить соленую воду. Но соленую воду можно превратить в пресная вода , для чего предназначен этот портативный надувной солнечный дистиллятор (он даже складывается в крошечную упаковку). Этот процесс называется опреснением, и он все чаще используется во всем мире для обеспечения людей необходимой пресной водой. Большая часть Соединенных Штатов имеет или может получить доступ к достаточным запасам пресной воды для питья. Но пресной воды может не хватать во многих частях страны и мира. И поскольку население продолжает расти, нехватка пресной воды будет возникать все чаще, хотя бы в определенных местах. В некоторых районах соленая вода (например, из океана ) превращается в пресную воду для питья.

«Простое» препятствие, которое необходимо преодолеть, чтобы превратить морскую воду в пресную, — удалить растворенную в морской воде соль. Это может показаться таким же простым, как просто вскипятить немного морской воды в кастрюле, уловить пар и сконденсировать его обратно в воду (дистилляция). Доступны и другие методы, но эти текущие технологические процессы должны выполняться в больших масштабах, чтобы быть полезными для больших групп населения, а текущие процессы являются дорогостоящими, энергоемкими и включают в себя крупномасштабные объекты.

Что делает воду соленой?

Что мы подразумеваем под «соленой водой»? Соленая вода содержит значительные количества (называемые «концентрациями») растворенных солей. В этом случае концентрация представляет собой количество (по весу) соли в воде, выраженное в «частях на миллион» (ppm). Если вода имеет концентрацию растворенных солей 10 000 частей на миллион, то один процент веса воды приходится на растворенные соли.

Вот наши параметры для соленой воды:

• Пресная вода – менее 1000 частей на миллион
• Слабосоленая вода — от 1000 до 3000 частей на миллион
• Умеренно соленая вода — от 3 000 до 10 000 частей на миллион
• Вода с высоким содержанием солей – от 10 000 до 35 000 частей на миллион

Кстати, морская вода содержит около 35 000 частей на миллион солей.

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Вид на опреснительную установку обратного осмоса в Барселоне, Испания.

Авторы и права: Джеймс Греллиер

Мировая потребность в пресной воде

Нехватка ресурсов пресной воды и потребность в дополнительных источниках воды уже являются критическими во многих засушливых регионах мира и будут иметь все большее значение в будущем. Во многих засушливых районах просто нет ресурсов пресной воды в виде поверхностных вод, таких как реки и озера. У них могут быть только ограниченные ресурсы подземных вод , некоторые из которых становятся более солоноватыми по мере продолжения извлечения воды из водоносных горизонтов. Испарение солнечного опреснения используется природой для производства дождь , который является основным источником пресной воды на Земле.

По данным Международной ассоциации опреснения воды, во всем мире более 300 миллионов человек получают воду с опреснительных установок. Крупнейший опреснительный завод в Северной Америке, опреснительный завод Клода «Бада» Льюиса в Карлсбаде, можно найти недалеко от Сан-Диего, Калифорния. Он создает около 10 процентов пресной воды, используемой примерно 3,1 миллионами человек в регионе, и стоит примерно в два раза больше, чем другие источники воды. На данный момент в Калифорнии существует 11 опреснительных установок и предложено еще 10 установок. Крупнейший в мире опреснительный завод Сорек расположен к югу от Тель-Авива, Израиль, и производит более 137 миллионов галлонов питьевой воды в день. Напротив, завод в Карлсбаде производит около 50 миллионов галлонов воды в день.

В 2015 году в США в некоторых штатах источники воды для общественного водоснабжения включали опресненную морскую воду или солоноватые грунтовые воды, обработанные для уменьшения содержания растворенных твердых веществ. В общей сложности на Виргинских островах США, в Техасе, Флориде и Массачусетсе было зарегистрировано 7,21 миллиона галлонов в день забора соленых поверхностных вод для общественных нужд. В общей сложности для Флориды, Калифорнии, Техаса, Вирджинии, Канзаса и Юты было выявлено в общей сложности 263 миллиона галлонов в день забора соленых подземных вод для общественного снабжения. (Дейтер и др., 2018).

Другой метод: Обратный осмос

Еще один способ опреснения соленой воды — процедура «обратного осмоса». Проще говоря, вода, содержащая растворенные молекулы соли, проталкивается через полупроницаемую мембрану (по сути, фильтр), в которой более крупные молекулы соли не проходят через отверстия мембраны, а более мелкие молекулы воды проходят.

Обратный осмос — эффективный способ опреснения соленой воды, но он дороже других методов. По мере снижения цен в будущем использование установок обратного осмоса для опреснения большого количества соленой воды должно стать более распространенным явлением.

Опреснение не является современной наукой

Опреснение дистилляцией – это одна из первых форм очистки воды, придуманная человечеством, и до сих пор это популярное решение для очистки воды во всем мире. В древние времена многие цивилизации использовали этот процесс на своих кораблях для преобразования морской воды в питьевую. Сегодня опреснительные установки используются для преобразования морской воды в питьевую воду на кораблях и во многих засушливых регионах мира, а также для очистки воды в других районах, загрязненной естественными и искусственными загрязнителями. Дистилляция является, пожалуй, единственной технологией водоподготовки, наиболее полно снижающей самый широкий спектр загрязнителей питьевой воды.

В природе этот основной процесс отвечает за круговорот воды (гидрологический) . Солнце поставляет энергию, которая заставляет воду испаряться из поверхностных источников, таких как озера, океаны и ручьи. Водяной пар в конечном итоге вступает в контакт с более холодным воздухом, где он повторно конденсируется, образуя росу или дождь. Этот процесс можно имитировать искусственно и быстрее, чем в природе, используя альтернативные источники нагрева и охлаждения.

Почему мы не видим больше опреснительных установок, если пресной воды так мало?

Основная причина, по которой мы не видим больше опреснительных установок, связана со стоимостью эксплуатации этих установок. Соль легко растворяется в воде, и для разрыва химических связей требуется много энергии. Потребление энергии увеличивает стоимость эксплуатации завода, а стоимость технологии опреснения воды также имеет высокую цену.

Иногда защита окружающей среды является фактором, препятствующим строительству опреснительных установок. В 2022 году, после 20-летнего плана строительства опреснительной установки в Хантингтон-Бич в Калифорнии, Калифорнийская прибрежная комиссия отклонила заявку на строительство установки из-за опасений по поводу более высоких скоростей воды, гибели морских обитателей и воздействия на уже живущие бедные домохозяйства. возле промышленных зон. Жителям этого района не нравилось, что завод ежедневно забирал 100 миллионов галлонов морской воды, опреснял половину из них, а другую половину сбрасывал обратно в виде более соленой рассола.

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Вы можете попробовать это дома! Выкопайте яму в земле. Поместите на дно ямы миску, которая будет использоваться для сбора конденсата. Накройте яму пластиковым листом (вы можете использовать камни или другие тяжелые предметы, чтобы удерживать ее поместите над ямой) Убедитесь, что самая нижняя часть пластикового листа нависает прямо над миской. Оставьте «ловушку» для воды на ночь, а утром вода может быть собрана из миски.

Кредит: Даниэле Пульези

Ваша личная опреснительная установка

Помните, вы смотрели на картинку вверху этой страницы плавучего солнечного дистиллятора? Тот же процесс, который приводит в действие это устройство, можно применить, если вы окажетесь в пустыне и вам понадобится глоток воды.

Низкотехнологичный подход к достижению этой цели состоит в том, чтобы построить «солнечный дистиллятор», который использует тепло солнца для запуска процесса дистилляции, вызывающего образование росы на чем-то вроде пластиковой пленки. Диаграмма справа иллюстрирует это. Использование морской воды или растительного сырья в корпусе дистиллятора создает влажный воздух, который из-за оболочки, созданной пластиковым листом, нагревается солнцем. Влажный воздух конденсирует капли воды на нижней стороне пластикового листа, и из-за поверхностное натяжение , капли воды прилипают к листу и стекают вниз в желоб, из которого их можно потреблять.

Некоторые факты опреснения

• Подсчитано, что около 30% орошаемых земель в мире страдают от засоления, и устранение последствий считается очень дорогостоящим.
• По данным Международной ассоциации по опреснению воды, в июне 2015 года во всем мире работало 18 426 опреснительных установок, производивших 86,8 млн кубометров воды в сутки и обеспечивающих водой 300 млн человек. Это число увеличилось с 78,4 млн кубометров в 2013 году, увеличившись на 10,71% за 2 года.
• Наиболее важные потребители опресненной воды находятся на Ближнем Востоке (в основном в Саудовской Аравии, Кувейте, Объединенных Арабских Эмиратах, Катаре и Бахрейне), где используется около 70% мировых мощностей; и в Северной Африке (в основном в Ливии и Алжире), где используется около 6% мировых мощностей.
• Среди промышленно развитых стран Соединенные Штаты являются одним из самых крупных потребителей опресненной воды, особенно в Калифорнии и некоторых частях Флориды. Стоимость опреснения не позволяет использовать опреснение чаще.

Чтобы узнать больше об опреснительных/опреснительных установках, перейдите по ссылкам ниже.

• Опреснение: ограничения и проблемы (Hinkenbien, 2004)
• Безопасная питьевая вода после опреснения (Всемирная организация здравоохранения)
• Факты опреснения (Совет по развитию водных ресурсов Техаса)
• Обзор опреснения воды (Международная ассоциация опреснения воды)
• Расчетное потребление воды в США в 2015 г. (USGS)

*Некоторая информация поступила от Фонда водного образования и Государственной администрации Корпус-Кристи TAMU-CC.

Новое устройство очищает соленую воду в 1000 раз быстрее, чем стандартное промышленное оборудование на основе опреснительных устройств.

Будущее опреснения: использование тефлоновой мембраны для очистки воды

Нехватка воды становится все более серьезной проблемой во всем мире. По оценкам, только в Африке к 2025 году около 230 миллионов человек столкнутся с нехваткой воды, при этом до 460 миллионов человек будут жить в регионах с нехваткой воды.

Вода покрывает 70% Земли, поэтому легко предположить, что ее всегда будет много. Однако пресной воды очень мало. Одной из технологий, призванных помочь производить больше пресной воды, являются опреснительные установки. Опреснение воды — это процесс удаления соли из морской воды с целью получения пресной воды, которую можно подвергать дальнейшей обработке и безопасно использовать. Опреснительная установка превращает примерно половину получаемой воды в питьевую воду.

Хотя опреснение морской воды является хорошо зарекомендовавшим себя способом производства питьевой воды, оно требует больших затрат энергии. Исследователи впервые успешно отфильтровали соль из воды с помощью наноструктур на основе фтора. Эти фторсодержащие наноканалы более эффективны, чем традиционные технологии опреснения, потому что они работают быстрее, используют меньшее давление, являются более эффективным фильтром и потребляют меньше энергии.

Вы, наверное, видели, как легко влажные ингредиенты скользят по сковороде с антипригарным тефлоновым покрытием, если вы когда-либо ею пользовались. Фтор, легкий ингредиент, который по своей природе является водоотталкивающим или гидрофобным, является важнейшим компонентом тефлона. Тефлон также можно использовать для улучшения потока воды, прокладывая им трубы. Доцент Йошимицу Ито с факультета химии и биотехнологии Токийского университета, а также его коллеги были заинтригованы таким поведением. Таким образом, они были вдохновлены исследовать, как фторсодержащие трубопроводы или каналы могут работать в другом масштабе, наномасштабе.

Снижение энергетических и, следовательно, финансовых затрат, а также повышение простоты опреснения воды могут помочь сообществам во всем мире с ограниченным доступом к безопасной питьевой воде. Авторы и права: 2022 Itoh et al.

«Нам было любопытно посмотреть, насколько эффективен фтористый наноканал при селективной фильтрации различных соединений, в частности, воды и соли. И, проведя несколько сложных компьютерных симуляций, мы решили, что стоит потратить время и усилия на создание рабочего образца», — сказал Ито. «В настоящее время существует два основных способа опреснения воды: термический, использующий тепло для испарения морской воды, чтобы она конденсировалась в виде чистой воды, или обратный осмос, который использует давление, чтобы протолкнуть воду через мембрану, блокирующую соль. Оба метода требуют много энергии, но наши тесты показывают, что фторсодержащие наноканалы требуют мало энергии и имеют и другие преимущества».

Исследователи разработали тестовые фильтрационные мембраны путем химического производства наноскопических колец фтора, которые были уложены друг на друга и имплантированы в непроницаемый липидный слой, подобный органическим молекулам, обнаруженным в клеточных стенках. Они разработали несколько тестовых образцов с нанокольцами размером от 1 до 2 нанометров. Для сравнения, человеческий волос имеет ширину почти 100 000 нанометров. Ито и его коллеги оценили присутствие ионов хлора, одного из основных компонентов соли (другим является натрий), по обе стороны от испытательной мембраны, чтобы определить эффективность их мембран.

«Было очень интересно увидеть результаты своими глазами. Меньший из наших испытательных каналов полностью отбрасывал поступающие молекулы соли, и более крупные каналы также были лучше других методов опреснения и даже передовых фильтров из углеродных нанотрубок», — сказал Ито. «Настоящим сюрпризом для меня было то, насколько быстро произошел этот процесс. Наш образец работал примерно в несколько тысяч раз быстрее, чем типичные промышленные устройства, и примерно в 2400 раз быстрее, чем экспериментальные опреснительные устройства на основе углеродных нанотрубок».

Поскольку фтор электрически отрицателен, он отталкивает отрицательные ионы, такие как хлор, содержащийся в соли. Но дополнительным бонусом этого негатива является то, что он также разрушает то, что известно как кластеры воды, по существу слабо связанные группы молекул воды, так что они быстрее проходят через каналы. Мембраны для опреснения воды на основе фтора более эффективны, быстрее работают, требуют меньше энергии для работы и очень просты в использовании, так в чем подвох?

«В настоящее время способ, которым мы синтезируем наши материалы, сам по себе является относительно энергоемким; однако это то, что мы надеемся улучшить в предстоящих исследованиях. И, учитывая долговечность мембран и их низкие эксплуатационные расходы, общие затраты на энергию будут намного ниже, чем при использовании существующих методов», — сказал Ито. «Другие шаги, которые мы хотим предпринять, — это, конечно, расширение масштабов. Наши тестовые образцы представляли собой одиночные наноканалы, но с помощью других специалистов мы надеемся создать мембрану диаметром около 1 метра через несколько лет. Параллельно с этими производственными проблемами мы также изучаем, можно ли использовать аналогичные мембраны для сокращения выбросов углекислого газа или других нежелательных отходов, выбрасываемых промышленностью».