Suyun duzsuzlaşdırılması: üsullar və parametrlər

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Alimlər hesab edirlər ki, bəşəriyyət şirin su üstündə münaqişələrin alovlanacağı bir dövrə gəlib çatıb. Bu problemi həll etməyin yalnız bir yolu var - suyun duzsuzlaşdırılmasının ən yaxşı üsulunu tapmaq.

Suyun duzsuzlaşdırılması nədir

Tərkibindəki istənilən maye müəyyən nisbətdə duzların, mikroorqanizmlərin, mineralların var. Təbii və ya kran suyunun təmizlənməsi ondan zərərli maddələri çıxarır. Amma bəzən onun tərkibində çoxlu miqdarda duz olur və bu onu istehlak üçün yararsız edir.

Suyun demineralizasiyası onda həll olunan duzların konsentrasiyasının azalmasıdır. Prosedura maye hər hansı duzdan məhrum olduqda ümumi və ya müəyyən miqdarda duz qaldıqda qismən ola bilər.

Metodlar

Tam duzsuzlaşdırma aşağıdakı üsullarla həyata keçirilir:

• Distillama, termal üsul.
• İon mübadiləsi üsulu.
• Elektrodializ üsulu.
• Membran tərs osmos.

Duzun qismən çıxarılması aşağıdakı üsullardan istifadə etməklə həyata keçirilir:

• Lime.
• Barit yumşaldılması.
• H-kationizasiya.
• Donur.

Duzsuzlaşdırma üsullarısu həm maliyyə, həm də enerji xərcləri tələb edir. Müalicə metodunun seçimi ilkin mayenin tərkibindəki duzun dərəcəsindən, qurğunun məhsuldarlığından, prosesin komponentlərinin (istilik, elektrik enerjisi, reagentlər) xərclərindən asılıdır. Metodların hər birinin öz üstünlükləri, mənfi cəhətləri var və texniki vasitələrin köməyi ilə baş verir.

Qismən duzsuzlaşdırma

Bütün çirklərdən məhrum olan su bir çox sənaye proseslərində istifadə olunur və çox məhdud sayda insan tərəfindən daxili istehlak üçün lazımdır. Məişət ehtiyacları suyun müəyyən dərəcədə demineralizasiyasını tələb edir. Çox vaxt mayenin yumşalması kationlaşma ilə baş verir.

Prosesdə bərk duzlar hidrogen kationları ilə əvəz olunur ki, bu da öz növbəsində bikarbonat ionlarını məhv etmək üçün reaksiya verir. Məhsullar qaz şəklində ifraz olunan bir birləşmə əmələ gətirir. Təmizləmə dərəcəsi çıxarılan kalsium karbonatın miqdarı ilə qiymətləndirilir.

Su distilləsi

Distillasiya üsulu ilə suyun duzsuzlaşdırılması bu gün ən qədim və ən çox yayılmış üsuldur. Üstünlük onun universal əlçatanlığı, dezavantajı isə prosesin yüksək qiymətidir. Distillyatorlar çirkləri olmayan su əldə etmək üçün istifadə olunur. Bunlar bir neçə növ buxarlandırıcıdır, aralarındakı fərq dizaynda, istifadə olunan enerji növündədir. Ən çox yayılmışları bahalı və çox enerji sərf edən buxar və elektrik cihazlarıdır.

Aparat bir qazandır (və ya bir neçə qazandır)aşağı təzyiq, burada maye buxara çevrilir və duz konsentratını ayırır. Suyun maksimum təmizlənmə əldə etməsi üçün aparatda yavaş qaynama temperaturu əldə edilir. Bu rejimdə ağır çirklər kondensasiya distilləsinə daxil olmur. Xərcləri az altmaq üçün bir seçim mərhələlərin sayını artırmaqdır, lakin bu quraşdırma böyük ilkin investisiya tələb edir.

Distillasiya avadanlığı çox enerji sərf etməklə yanaşı, bütün hissələrin təsirli qiymətinə malikdir. Bahalı borular, fitinqlər, istilik dəyişdiriciləri, kvars və ya platindən hazırlanmış buxarlandırıcılar yüksək dərəcədə təmizlik təmin edə bilər. Digər materiallar uyğun deyil.

Elektrokimyəvi üsul

Metodun mahiyyəti suyu elektrik sahəsindən keçirməkdir, duz ionları isə ötürülür - kationlar katoda, anionlar isə anoda doğru paylanır. Sistem katod və anod diafraqmalarından istifadə edərək formalaşan üç bölməyə malikdir. Orta bölmədə duzsuzlaşdırma üçün hazırlanmış su var.

Cərəyandan sabit elektrik cərəyanı keçir, onun köməyi ilə duzlar katod və anod diafraqmalarına çeşidlənir. Metod avadanlıq və elektrik xərcləri baxımından çox bahadır və buna görə də geniş istifadə olunmayıb.

Ion mübadiləsi

Suyun duzsuzlaşdırılmasına nail olmağın ən etibarlı yolu ion mübadiləsi üsuludur. Bu şəkildə çirkləri çökdürürsənayenin duzsuzlaşdırılması üçün vacib olan qısa müddətdə daha təmiz maye əldə etməyə imkan verir. Metod ən qənaətcildir və ən yaxşı təmizləmə nəticəsini verir.

Usul mayedən duzların kationlarının və anionlarının çıxarılmasına əsaslanır, təmizlənmə nəticəsində duz agentlərinin tam xaric edilməsinə qədər müxtəlif dərəcəli demineralizasiyaya nail olmaq olar. Suyun ion mübadiləsi yolu ilə duzsuzlaşdırılması, tərkibində mobil ion olan suda həll olunmayan polimerlər olan ion dəyişdiricilərin iştirakı ilə baş verir. Yaradılmış şəraitdə hazırlanmış polimer eyni işarəli duz ionları ilə mübadilə reaksiyasına daxil olur. Sulu mühitə yerləşdirilən ion dəyişdiriciləri 1,5-2 dəfə böyüyərək şişirilir.

Vaxt keçdikcə ion dəyişdiricilər suda həll olunan duzları toplayır və sıxlaşır. Doymuş ion dəyişdiriciləri bərpa olunur, bundan sonra təmizlənir. Doymuş ion dəyişdiricilərindən alınan məhsullar "elüatlar" adlanır, onlara duzların və qələvilərin məhlulları daxildir. Onlardan bəziləri qiymətli maddələrdir, ona görə də qiymətli komponentlər kimi atılır.

Tərs osmos

Texniki tərəqqi və şirin su qıtlığının başlanğıcı duzsuzlaşdırma və duzsuzlaşdırma üçün yeni texnologiyaların yaranmasına səbəb olur. Əks osmosla müalicə üsulu populyar bir üsula çevrilir, etibarlılığı membran texnologiyalarının inkişafı ilə təmin edilir. Sənaye marağı nisbətən aşağı enerji xərcləri ilə əlaqədardır. Bu prinsipə uyğun cihazların əksəriyyəti çay suyunun sonrakı təmizlənməsi üçün istifadə olunur, burada onların effektivliyi dəfələrlə sübut edilmişdir.

ÜçünMəişət istifadəsi üçün tərs osmos prinsipinə əsaslanan suyun duzsuzlaşdırılması qurğuları həm enerji sərfiyyatı, həm də alınan məhsulun keyfiyyəti baxımından əlverişlidir. Əks osmos prinsipi suyun təzyiq altında həll edilmiş duzları və digər çirkləri keçirməyən bir membrandan keçməsinə əsaslanır. Suyun duzsuzlaşdırılması prosesi suda həll olunan bəzi qazları (xlor, karbon qazı və s.) saxlaya bilməyən sintetik yarımkeçirici membranlarla təmin edilir.

Ters osmos üsulu suyu bütün çirklərdən təmizləyir, insan orqanizmi üçün zərərli olan tam demineralizasiya baş verir. Əksər hallarda, layman kran suyu və ya bir növ filtrlə müalicə arasında seçim etməlidir. Daha az pis sudur, bütün təbii maddələrdən məhrumdur.

Bu gün bəzi ölkələrdə artıq içməli su istehsalı zavodları var ki, burada duzsuzlaşdırma üçün tərs osmos üsulundan istifadə olunur və həll olunmuş qazlar əlavə müalicədən sonra oradan çıxarılır. Təbiətə yaxın normal vəziyyətə gətirmək üçün müəssisələr təmizlənmiş suya lazımi duzları təsdiqlənmiş konsentrasiyada əlavə edirlər.

Əsas metodların müsbət və mənfi cəhətləri

Suyun duzsuzlaşdırılması üsullarının hər biri həm müsbət, həm də mənfi keyfiyyətlərə malikdir. Onları ətraflı nəzərdən keçirərək, hansına üstünlük verəcəyini başa düşə bilərsiniz:

• İon mübadiləsi ən təmiz su əldə etməyə kömək edir, sistem etibarlıdır və minerallaşma dərəcəsinə reaksiya vermirmənbə maye, az avadanlıq xərcləri tələb edir. Duzsuzlaşdırma prosesi minimum su sərfiyyatı itkisi ilə baş verir. Metodun çatışmazlıqları arasında ətraf mühitin zərərli kimyəvi maddələrlə sürətli çirklənməsi, reagentlərin yüksək qiyməti, sistem tez çirklənir və filtrlərin tez-tez dəyişdirilməsi tələb olunur. Tullantıların və filtr hissələrinin atılması çətindir.
• Distilasiya. Termik üsula əsaslanan suyun duzsuzlaşdırılması qurğuları kimyəvi maddələrdən istifadə etmədən istifadə olunur, yaranan mayenin yaxşı keyfiyyətini nümayiş etdirir və istismar zamanı yaranan istilik başqa ehtiyaclar üçün istifadə edilə bilər. Bu metodun fərqli bir xüsusiyyəti suda həll olunan qazları aradan qaldırmaq qabiliyyətidir. Metodun çatışmazlıqlarına aşağıdakılar daxildir: yüksək enerji xərcləri, suyun təmizlənməsi ehtiyacı, quraşdırmanın saxlanması xərcləri (bütün hissələrin təmizlənməsi), avadanlığın yüksək qiyməti.
• Membran qurğuları suyun ilkin vəziyyətinə qədər iddiasızlığı ilə seçilir, proses kimyəvi reagentlərə ehtiyac duymur və onlara qulluq etmək asandır. Mənfi keyfiyyətlər bunlardır: suyun təmizlənmə prosesinə hazırlanması, aparatın işini təmin etmək üçün çox miqdarda su, son məhsulun maya dəyərinə təsir edən yüksək enerji sərfiyyatı.

Evdə duzsuzlaşdırma

Su filtrasiyası sonrakı müalicənin ən sərfəli üsuludur. Evdə quyu və ya dəniz mayesini duzsuzlaşdırmağın iki ümumi yolu var:

• Soyuducuya bir qab su qoyun və tamamilə donana qədər saxlayın. Bir hissəsi ilə duzmaye donmayacaq, buz əridilməlidir və dərhal istifadə edilə bilər. Əlavə təmizləmə üçün ərimə suyunu istənilən məişət filtrindən keçirməyə dəyər. Metod soyuq distillə adlanır.
• Buxarlanma. Müxtəlif ölçülü iki qab götürürlər, daha böyüyünün içinə dəniz/duzlu su tökürlər, kiçiyini boş qoyub böyük bir qaba qoyurlar. Bütün strukturu qızdırmaq üçün sobaya qoymaq və ya qapağı bağladıqdan sonra günəşə buraxmaq olar. Duzlu suyun yavaş qaynadılmasına nail olmaq lazımdır. Duzsuz buxarlar boş konteynerdə cəmləşəcək. Günəşdə buxarlanma prosesi daha yavaş gedəcək. Bu üsulla kifayət qədər kiçik həcmdə içməli su əldə edilir.

Əsər üsulları ilə suyun duzsuzlaşdırılması və duzsuzlaşdırılması mümkündür, lakin səmərəsizdir. Ən yaxşı seçim ev təmizləmə qurğusu almaq olardı.

Yerli quraşdırmalar

Məişət ehtiyacları üçün suyun sonrakı təmizlənməsi üçün sistemlərə ən çox ehtiyac duyulur. Suyun filtrasiyası bir neçə yolla həyata keçirilə bilər:

• Ən asan və ən sərfəlisi dəyişdirilə bilən filtrləri olan küpdür.
• Kranda filtrli nozzle.
• Masa üstü su filtrləri.
• Yerləşdiyi yerdən asılı olaraq mayeləri təmizləyən quraşdırılmış sistemlər (yalnız mətbəxdə, evə su təchizatının giriş nöqtəsində, artezian quyusundan suyun təmizlənməsi üçün çoxpilləli filtrlər və s.).

Məişət sistemlərinin heç biri duzları mayedən tamamilə xaric edə bilməz, lakin sərt suyu yumşalda bilər. Bundahalda, bir sistem, su patronları, filtrlər və ya reagentlər seçmək üçün onun hansı elementlərlə doyduğunu bilməlisiniz. Duzsuzlaşdırma prosesi böyük aqreqatlar, böyük quraşdırma sahəsi, böyük maliyyə investisiyaları və sistemə texniki xidmətin mövcudluğu tələb edir ki, bu da geniş istehlakçılar üçün əlçatan deyil.

Məişət təmizliyinin növləri

Bu gün suyun təmizlənməsinin aşağıdakı növləri geniş istifadə olunur:

• Kömür filtrasiyası. Cihaz kömür, aktivləşdirilmiş və ya kömürlə doldurulmuş bir qabdır. Belə filtrdən keçən su xlordan, yağlı elementlərdən, pestisidlərdən, mikroorqanizmlərdən, bakteriyalardan və s.-dən təmizlənir. Filtr sərfəli, davamlı və istifadəsi asandır.
• İncə təmizlik. Bu tip filtrlər iki növə bölünür - tək funksiyalı və çoxfunksiyalı. İstənilən seçim texniki xidmət tələb edir - su kartriclərinin daim dəyişdirilməsi, fitinqlərin dəyişdirilməsi və s.
• Kobud təmizləmə. Böyük kir hissəciklərini (qum, pas, çöküntü və s.) təmizləyin.
• Dərin təmizləmə. Bu növ filtrə əks osmos sistemləri, çoxmərhələli filtrlər və s. daxildir.

Rusiyanın əksər regionlarında ölkədə kifayət qədər su ehtiyatı olduğundan yalnız əlavə suyun təmizlənməsi tələb olunur. Təzə su qıtlığının ola biləcəyi yeganə bölgə Krımdır, dəniz suyunun duzsuzlaşdırılması üçün sənaye qurğuları tələb oluna bilər. Prosesləri həyata keçirmək üçün bütün cihazların patenti var. Suyun duzsuzlaşdırılması və duzsuzlaşdırılması nəticələrinin laboratoriya şəraitində məcburi sınaqdan keçirilməsi ilə elmi əsaslandırılmış üsullarla aparılmalıdır.