Весьма болезненный на сегодня вопрос. В воде оказывается такое количество солей, что даже ее обессоливание может быть разным. Но есть два самых главных направления обессоливания воды – это устранение жесткости, как вариант убрать соли жесткости из воды. И есть опреснение воды – как устранение из воды лишнего количества солей.
Чтобы понимать принципиальную разницу между опреснением и обессоливанием, ниже будут приведены энциклопедические понятия того и другого. Тогда сразу станет нагляднее разница. Т.к. очень часто люди путают эти понятия.
Опреснение согласно данным СанПин – это устранение из воды солей общего назначения до показания 1 тысячи миллиграмм на литр.
Обессоливание – это снижение уровня солей до показателей 5 миллиграмм и ниже. Такое значение включения солей соответствует производству дистиллированной воды, а значит, сразу можно сказать, что опреснение – производство для питьевой воды. Обессоливание – производство воды специального назначения. Фармацевтика, химическая промышленность держаться именно на обессоливании воды.
В таблице, что приведена далее, точно показаны параметры содержания солей в воде разного назначения
Вид водных ресурсов |
Содержание солей (грамм на литр) |
Питьевая |
Не более 1 |
Питьевая особого назначения |
Не более 1,5 |
Морская |
10-40 |
Получается, что морская вода совершенно не подходит для любого типа производства. Да и для питья тоже. Пресной воды на Земле очень мало, а количество людей на ней с каждым годом увеличивается. Потому и способов обессоливания сегодня становится все больше. Находят какие-то новые технологии, более экономичные, безопасные и удобные.
На сегодня чаще всего для обессоливания используют такие методы:
Каждый вариант обработки воды имеет свои как внушительные плюсы, так и значительные минусы. Тот же ионный обмен всем известный слишком дорог в обслуживании. Замены картриджей, потом отходы, с которыми непонятно как поступить и как утилизировать. Так, что для такого способа обессоливания есть свои показатели, когда он становится выгодным. Если солей в воде больше двух миллиграмм, то ионный обмен будет выгоден.
Стандартным кипячением можно устранить соль любого содержания из воды.
Если есть необходимость получить воду с определенными характеристиками, то тогда только обратный осмос. Он классический вариант метода обессоливания воды. Вся фармакология работает только с обратноосматическими и нанофильтрационными установками. Причем нанофильтрация – это тот же осмос, только низконапорный. Метод хорош еще и тем, что мембраны с каждым годом изобретают новые, и это дает возможность учесть еще какие-то нюансы при производстве воды. Да и стоимость мембран постепенно снижается, что делает осмос более доступным обычному потребителю, а не дорогостоящим производствам.
Если есть необходимость в получении воды с высоким показателем очистки (такая бывает нужна для микротехнологий и микробиологии), то в этом случае лучше использовать комбинированные установки. Так сегодня отлично работают комплексы – обратный осмос – ионный обмен.
Потом специальную воду для медицины раньше получали только кипячением и дегазацией. Сегодня это опять обратный осмос только в смеси с ультрафиолетовым облучением.
Потому можно смело утверждать, что количество методов обессоливания воды хоть и остается на том же уровне, но умудряется расширяться внутри. Различные комбинации основных методов водоподготовки. Изобретение новых мембран делает очистку от солей более разнообразной и более качественной.
Конечно, самым старым способом очистить воду от солей жесткости был и остается вариант воду нагреть и закипятить. Однако это еще не все варианты обессолить воду. Есть еще такие варианты как перегонка, выпаривание и дистилляция. Ну и антипод кипячения – вымораживание.
Итак, что собой представляет кипячение? Доведение воды до состояния кипячения, когда вода переходит в газообразную форму. В последующем весь этот пар нужно будет конденсировать, чтобы получить чистую воду без примесей солей, которые слишком тяжелые для того, чтобы испаряться. Для того, чтобы конденсирующая вода опять не попадала в ту, что кипятиться, в установке всегда есть специальный фазовый переход. Он помогает при испарении выводить пар из установки, при конденсации – выводить воду.
Кипячение используют сегодня только потому, что оно самое дешевое и самое удобное. При этом отходы - это твердые соли, а для производства чистой воды никакие реагенты не нужны.
Экономически метод не совсем выгоден, т.к. степень очистки не велика. Да и при кипячении на стенках оборудования остаются все соли. То есть очень скоро поверхности придется чистить, восстанавливать. На это пойдет значительное количество средств. Да и почистить без механических средств или без использования химикатов невозможно.
Теперь о дистилляции. Такие приборы могут быть в один прием, а могут быть многоступенчатые или термокомпрессионные. Что касается комбинаций, то лучше всего выпарка или дистилляция работают с ионным обменом или любым другим именно химическим прибором.
При таких сочетаниях очень удобно варьировать расход, как непосредственно реагентов, так и тепла с электроэнергией.
После кипячения свою нишу в среде обессоливания занимает ионный обмен. О нем уже писано-переписано во всевозможных статьях об умягчении воды. Принцип самый простой. Внутри у прибора есть специальная смола, которая легко всасывает в себя соли, точнее меняет их на какой-то свой элемент. Причем никаких дополнительных стимуляторов этому процессу не нужно.
С помощью ионного обмена могут производить как частичное, так и полное обессоливание воды. Частичное представляет собой умягчение воды с помощью ионообменных натриевых смол
Если это полное обессоливание – то тогда из воды убирают любые соли и примеси. Степень очищения будет тем выше, чем ближе ионит к каждому микроэлементу от которого нужно избавиться. От этой близости зависит насколько быстро он сможет, поменяться местами с ионитом и насколько эффективно такая смена произойдет.
Такой вариант очистки хорош тем, что его можно проводить в несколько этапов, а вариант очистной засыпки можно менять, а можно и компоновать несколько разных ионитов. Правильно подобрав состав ионитов, можно добиться очень высокой степени очистки воды, от практически любых примесей.
Самой глубокой степени очистки анионов можно добиться только путем использования анионитов сильной степени окисления.
Есть еще вариант очистки с помощью смешанного фильтра, где используют и катионит, и анионит, для устранения примесей с положительным и отрицательным зарядом. В этом случае вода получается с нормальным кислотно-щелочным уровнем и содержание солей любых уменьшают примерно в 7-10 раз.
К плюсам данного метода можно смело отнести и высокую скорость очистки. К минусам относят тяжелый момент при разделении отходов катионитов и анионитов, затрудненный вариант восстановления фильтрующей части. Потому используют такие установки мало, и для сильно специфической воды.
И последний частый гость обессоливания – обратный осмос. Здесь степень устранения солей зависит напрямую от пропускной способности мембран, основного фильтрующего элемента. Степень очищения следующая:
- при нанофильтрации 0,5-0,7
- при низконапорном обратном осмосе – 0,8-0,95
- при высоконапорном – 0,98-0,99
То есть получить воду, совершенно без примесей поможет только высоконапорный обратный осмос.
При выборе обратноосматической установки нужно помнить, что практически все данные работы установок, выложенные в интернете или предоставленные печатными изданиями, измерялись при температуре 25 градусов. В реалиях же такое редко возможно. Температура воды постоянно меняется. И это нужно учитывать.