Обессоливание

Для получения особо чистой воды требуемого качества возможны следующие технологии.

1. Дистилляция, основанная на подогреве исходной воды, преобразовании ее в пар, охлаждением и образованием конденсата. Эта технология гарантирует качество дистиллированной воды, но имеет ряд недостатков:

   • технология очень энергоемка (затраты энергии в зависимости от исполнений дистиллятора составляют 10…15 кВтч/м?);
   • перед дистилляцией необходима механическая очистка;
   • на стенках испарителя образуется накипь, которую необходимо удалить, либо предусматривать предварительное удаление солей жесткости до уровня не более 20 мкг-экв/л, что намного удорожает конструкцию;
   • для охлаждения пара требуется достаточно большое количество холодной воды или применение специальных охладительных устройств;
   • содержание связанного хлора в воде обуславливает разрушение поверхностей испарителя и конденсатора, связанное с тем, что хлор при испарении и дальнейшем охлаждении также переходит в газообразное состояние и конденсируясь вызывает коррозию; для исключения коррозии необходимо предварительное дехлорирование исходной воды.

2. Обратный осмос – технология, основанная на фильтровании обрабатываемой воды под давлением через полупроницаемые мембраны, которые пропускают воду, но задерживают гидратированные ионы солей. Основным элементом установки является мембрана с диаметром пор 0,5…1,0 нм. Такие мембраны работают при давлении исходной воды 0,5…10,0 мПа. Эта технология позволяет обессолить воду на 90..95%.

3. Электродиализ – технология обессоливания воды, основанная на способности ионов перемещаться в объеме воды под действием напряженности электрического поля. Классический электродиализатор представляет собой проточную емкость, разделенную с помощью ионселективных мембран на три изолированные друг от друга камеры. В крайние камеры помещают электроды – анод и катод. При приложении к воде, заполнившей камеры постоянного напряжения катионы перемещаются к катоду, анионы – к аноду. Ионселективные мембраны обеспечивают прохождение через себя ионов только одного знака. В объеме, ограниченном мембранами, происходит снижение концентрации солей. Основным преимуществом этой технологии является удаление газов из воды ( кислород, хлор вблизи анода, водород – вблизи катода).

4. Ионный обмен – технология обессоливания воды, основанная на способности ионитов обменивать ионы на катионы и анионы, содержащиеся в обрабатываемой воде. Обессоливание по этой технологии наиболее эффективно при солесодержании исходной воды не более 3 г/литр.

   Технология ионного обмена разработана специально для удаления солей из воды технического назначения. Аниониты – иониты, обменивающие ионы нитратов, хлоридов, сульфатов, фосфатов и т.п. на ионы Со3 или ионы ОН, способны удалять из воды аниониты- кислотные остатки азотной, соляной, серной, фосфорной и других кислот. Катиониты – иониты, обменивающие ионы кальция, магния на ионы натрия или ионы металлов на ионы водорода, способны удалять из воды практически все металлы. Эта технология традиционно используется на конечной стадии получения особо чистой (деионизированной) воды. Вода, обработанная ионообменной технологией, в несколько порядков чище дистиллированной.

В современной практике обессоливания воды ни один базовый способ в чистом виде не применяется. Наиболее распространены комбинированные способы обессоливания, построенные на комбинации базовых и вспомогательных технологий, такие, как обратный осмос-ионный обмен; электродиализ-ионный обмен и т.д.