წყლის გასუფთავება: მეთოდები და პარამეტრები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

მეცნიერები თვლიან, რომ კაცობრიობა დადგა ისეთ პერიოდამდე, როცა მტკნარი წყლის გამო კონფლიქტები გაჩაღდება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად მხოლოდ ერთი გზა არსებობს - იპოვნოთ წყლის გაწმენდის საუკეთესო მეთოდი.

რა არის წყლის გაუმარილოება

ნებისმიერ სითხეს მის შემადგენლობაში აქვს მარილების, მიკროორგანიზმების, მინერალების გარკვეული პროპორცია. ბუნებრივი ან ონკანის წყლის გაწმენდა მავნე ნივთიერებებს აშორებს მისგან. მაგრამ ზოგჯერ ის შეიცავს დიდი რაოდენობით მარილებს, რაც მას უვარგისს ხდის მოხმარებისთვის.

წყლის დემინერალიზაცია არის მასში გახსნილი მარილების კონცენტრაციის შემცირება. პროცედურა შეიძლება იყოს სრული, როდესაც სითხეს აკლია მარილის შემცველობა, ან ნაწილობრივი, როდესაც მასში მარილის გარკვეული რაოდენობა რჩება.

მეთოდები

სრული გაწმენდა ხორციელდება შემდეგი გზებით:

• დისტილაცია, თერმული მეთოდი.
• იონის გაცვლის მეთოდი.
• ელექტროდიალიზის მეთოდი.
• მემბრანული საპირისპირო ოსმოზი.

მარილის ნაწილობრივი მოცილება მიიღწევა შემდეგი მეთოდებით:

• ლაიმი.
• ბარიტის დარბილება.
• H-კატიონიზაცია.
• გაყინვა.

დესალიზაციის მეთოდებიწყალი მოითხოვს როგორც ფინანსურ, ასევე ენერგეტიკულ ხარჯებს. მკურნალობის მეთოდის არჩევანი დამოკიდებულია საწყის სითხეში მარილის შემცველობის ხარისხზე, ინსტალაციის პროდუქტიულობაზე, პროცესის კომპონენტების ხარჯებზე (სითბო, ელექტროენერგია, რეაგენტები). თითოეულ მეთოდს აქვს თავისი დადებითი, უარყოფითი მხარეები და ხდება ტექნიკური საშუალებების დახმარებით.

ნაწილობრივი დეზალიზაცია

ყოველგვარი მინარევებისაგან მოკლებული წყალი გამოიყენება მრავალ სამრეწველო პროცესში და საჭიროა ძალიან შეზღუდული რაოდენობის ადამიანების შიდა მოხმარებისთვის. საყოფაცხოვრებო საჭიროებები გარკვეულწილად მოითხოვს წყლის დემინერალიზაციას. ყველაზე ხშირად, სითხის დარბილება ხდება კათიონიზაციის გზით.

ამ პროცესში მყარი მარილები იცვლება წყალბადის კათიონებით, რომლებიც, თავის მხრივ, რეაგირებენ ბიკარბონატის იონების განადგურების მიზნით. პროდუქტები ქმნიან ნაერთს, რომელიც გამოიყოფა გაზის სახით. გაწმენდის ხარისხი ფასდება ამოღებული კალციუმის კარბონატის რაოდენობით.

წყლის დისტილაცია

წყლის გაუვალობა დისტილაციის მეთოდით დღეს ყველაზე ძველი და გავრცელებული მეთოდია. უპირატესობა არის მისი უნივერსალური ხელმისაწვდომობა, ხოლო მინუსი არის პროცესის მაღალი ღირებულება. მინარევების გარეშე წყლის მისაღებად გამოიყენება დისტილერები. ეს არის რამდენიმე ტიპის აორთქლება, რომელთა შორის განსხვავება მდგომარეობს დიზაინში, გამოყენებული ენერგიის ტიპში. ყველაზე გავრცელებულია ორთქლი და ელექტრო მოწყობილობები, რომლებიც ძვირია და დიდ ენერგიას მოიხმარენ.

აპარატი არის ქვაბი (ან რამდენიმე ქვაბი)დაბალი წნევა, სადაც სითხე გადაიქცევა ორთქლად და გამოყოფს მარილის კონცენტრატს. იმისათვის, რომ წყალმა მიიღოს მაქსიმალური გაწმენდა, აპარატში მიიღწევა ნელი დუღილის ტემპერატურა. ამ რეჟიმში მძიმე მინარევები არ შედის კონდენსატორულ დისტილატში. ღირებულების შემცირების ერთ-ერთი ვარიანტია ეტაპების რაოდენობის გაზრდა, მაგრამ ეს ინსტალაცია მოითხოვს დიდ საწყის ინვესტიციას.

დისტილაციის მოწყობილობას, გარდა იმისა, რომ მოიხმარს დიდ ენერგიას, აქვს ყველა ნაწილის შთამბეჭდავი ღირებულება. ძვირადღირებულ მილებს, ფიტინგებს, სითბოს გადამცვლელებს, კვარცის ან პლატინისგან დამზადებულ აორთქლებას შეუძლია უზრუნველყოს მაღალი ხარისხის სისუფთავე. სხვა მასალები არ არის შესაფერისი.

ელექტროქიმიური მეთოდი

მეთოდის არსი არის წყლის გავლა ელექტრულ ველში, ხოლო მარილის იონები გადადის - კათიონები ნაწილდება კათოდისკენ, ხოლო ანიონები - ანოდისკენ. სისტემას აქვს სამი განყოფილება, რომლებიც იქმნება კათოდური და ანოდური დიაფრაგმების გამოყენებით. შუა განყოფილება შეიცავს წყალს, რომელიც მომზადებულია მარილიანებისთვის.

ნაკადში გადის მუდმივი ელექტრული დენი, რომლის დახმარებით მარილები ახარისხებენ კათოდურ და ანოდურ დიაფრაგმებში. მეთოდი ძალიან ძვირია აღჭურვილობის და ელექტროენერგიის ხარჯების თვალსაზრისით და ამიტომ ფართოდ არ გამოიყენება.

იონის გაცვლა

ყველაზე საიმედო გზა წყლის გაუვალობის მისაღწევად არის იონური გაცვლის მეთოდი. მინარევების დალექვა ამ გზითსაშუალებას გაძლევთ მიიღოთ სუფთა სითხე მოკლე დროში, რაც მნიშვნელოვანია სამრეწველო გაუვალობისთვის. მეთოდი არის ყველაზე ეკონომიური და იძლევა საუკეთესო დასუფთავების შედეგს.

მეთოდი ეფუძნება სითხიდან მარილების კატიონებისა და ანიონების მოცილებას; გაწმენდის შედეგად შეიძლება მიღწეული იქნას დემინერალიზაციის სხვადასხვა ხარისხი, მარილის აგენტების სრულ მოცილებამდე. წყლის გაუვალობა იონური გაცვლით ხდება იონ გადამცვლელების მონაწილეობით, რომლებიც წყალში უხსნადი პოლიმერებია, რომლებიც შეიცავს მოძრავ იონს. შექმნილ პირობებში მომზადებული პოლიმერი გაცვლის რეაქციაში შედის იმავე ნიშნის მარილის იონებთან. იონის გადამცვლელები მოთავსებულია წყლიან გარემოში, ზომაში 1,5-2-ჯერ იზრდება.

რაც დრო გადის, იონური გადამცვლელები აგროვებენ წყალში გახსნილ მარილებს და მკვრივდებიან. გაჯერებული იონის გადამცვლელების რეგენერაცია ხდება, რის შემდეგაც ხდება მათი გაწმენდა. გაჯერებული იონის გადამცვლელებისგან მიღებულ პროდუქტებს უწოდებენ "ელუატებს", მათში შედის მარილების და ტუტეების ხსნარები. ზოგიერთი მათგანი ღირებული ნივთიერებაა, ამიტომ ისინი განადგურდებიან როგორც ღირებული კომპონენტები.

უკუ ოსმოზი

ტექნიკური პროგრესი და მტკნარი წყლის დეფიციტის დაწყება წარმოშობს ახალ ტექნოლოგიებს დემარილიზაციისა და გაუვალობისთვის. უკუ ოსმოსის მკურნალობის მეთოდი ხდება პოპულარული მეთოდი, რომლის საიმედოობა გარანტირებულია მემბრანული ტექნოლოგიების განვითარებით. სამრეწველო ინტერესი გამოწვეულია ენერგიის შედარებით დაბალი ხარჯებით. ამ პრინციპის მოწყობილობების უმეტესობა გამოიყენება მდინარის წყლის შემდგომი დამუშავებისთვის, სადაც მათი ეფექტურობა არაერთხელ დადასტურდა.

ამისთვისსაყოფაცხოვრებო მოხმარებისთვის, საპირისპირო ოსმოსის პრინციპზე დაფუძნებული წყლის გამწმენდი დანადგარები შესაფერისია როგორც ენერგიის მოხმარების, ასევე მიღებული პროდუქტის ხარისხის თვალსაზრისით. საპირისპირო ოსმოსის პრინციპი ემყარება წნევის ქვეშ წყლის გავლას მემბრანაში, რომელიც გაუვალია გახსნილი მარილებისა და სხვა მინარევებისაგან. წყლის გაუმარილების პროცესი უზრუნველყოფილია სინთეზური ნახევრად გამტარი მემბრანებით, რომლებიც ვერ იკავებენ წყალში გახსნილ ზოგიერთ გაზს (ქლორი, ნახშირორჟანგი და ა.შ.).

უკუ ოსმოსის მეთოდი ასუფთავებს წყალს ყველა მინარევებისაგან, ხდება სრული დემინერალიზაცია, რაც საზიანოა ადამიანის ორგანიზმისთვის. უმეტეს შემთხვევაში, ხალხმა უნდა აირჩიოს ონკანის წყალი ან დამუშავება რაიმე სახის ფილტრით. ნაკლები ბოროტება წყალია, ყოველგვარი ბუნებრივი ინგრედიენტისგან დაცლილი.

დღეს ზოგიერთ ქვეყანაში უკვე არსებობს სასმელი წყლის წარმოების ქარხნები, სადაც დეზალიზაციისთვის გამოიყენება უკუ ოსმოსის მეთოდი და მისგან იხსნება გახსნილი აირები, როგორც დამატებითი შემდგომი დამუშავება. ბუნებრივთან მიახლოებული ნორმალური მდგომარეობის მისაცემად, საწარმოები საჭირო მარილებს დამოწმებულ კონცენტრაციაში ამატებენ გაწმენდილ წყალს.

ძირითადი მეთოდების დადებითი და უარყოფითი მხარეები

წყლის გაუმარილების თითოეულ მეთოდს აქვს როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი თვისებები. მათი დეტალურად განხილვის შემდეგ, შეგიძლიათ გაიგოთ, რომელს მიანიჭოთ უპირატესობა:

• იონის გაცვლა ხელს უწყობს სუფთა წყლის მიღებას, სისტემა საიმედოა და არ რეაგირებს მინერალიზაციის ხარისხზეწყაროს სითხე, მოითხოვს მცირე აღჭურვილობის ხარჯებს. გასუფთავების პროცესი ხდება წყლის მოხმარების მინიმალური დანაკარგით. მეთოდის ნაკლოვანებები მოიცავს გარემოს სწრაფ დაბინძურებას მავნე ქიმიკატებით, თავად რეაგენტების მაღალი ღირებულება, სისტემა სწრაფად ხდება დაბინძურება და საჭიროებს ფილტრების ხშირ შეცვლას. ნარჩენების და ფილტრის ნაწილების განადგურება რთულია.
• დისტილაცია. თერმული მეთოდით დაფუძნებული წყლის გამწმენდი დანადგარები გამოიყენება ქიმიკატების გამოყენების გარეშე, აჩვენებენ მიღებული სითხის კარგ ხარისხს და ექსპლუატაციის დროს წარმოქმნილი სითბოს გამოყენება შესაძლებელია სხვა საჭიროებისთვის. ამ მეთოდის გამორჩეული თვისებაა წყალში გახსნილი აირების აღმოფხვრის უნარი. მეთოდის უარყოფითი მხარეები მოიცავს: ენერგიის მაღალ ხარჯებს, წყლის დამუშავების საჭიროებას, ინსტალაციის შენარჩუნების (ყველა ნაწილის გაწმენდის) ხარჯებს, აღჭურვილობის მაღალ ღირებულებას.
• მემბრანული დანადგარები გამოირჩევიან წყლის საწყისი მდგომარეობისადმი არაპრეტენზიულობით, პროცესი არ საჭიროებს ქიმიურ რეაგენტებს და ადვილი შესანარჩუნებელია. უარყოფითი თვისებებია: წყლის მომზადება დამუშავების პროცესისთვის, წყლის დიდი რაოდენობა აპარატის მუშაობის უზრუნველსაყოფად, ენერგიის მაღალი მოხმარება, რაც გავლენას ახდენს საბოლოო პროდუქტის ღირებულებაზე.

მარილების მოცილება სახლში

წყლის ფილტრაცია შემდგომი დამუშავების ყველაზე ხელმისაწვდომი გზაა. სახლში კარგად ან ზღვის სითხის გასუფთავების ორი გავრცელებული გზა არსებობს:

• მოათავსეთ წყლის კონტეინერი საყინულეში და დატოვეთ სანამ მთლიანად არ გაიყინება. მარილი ნაწილითსითხე არ გაიყინება, ყინული უნდა გადნება და შეიძლება დაუყოვნებლივ გამოიყენოთ. დამატებითი გაწმენდისთვის, ღირს დნობის წყლის გადატანა ნებისმიერი საყოფაცხოვრებო ფილტრით. მეთოდს ცივი დისტილაცია ეწოდება.
• აორთქლება. იღებენ სხვადასხვა ზომის ორ კონტეინერს, უფრო დიდში ასხამენ ზღვის/მარილის წყალს, პატარას ცარიელი ტოვებენ და დიდ თასში ათავსებენ. მთლიანი სტრუქტურა შეიძლება დადოთ ღუმელზე გასათბობად ან მზეზე დატოვება, სახურავის დახურვის შემდეგ. აუცილებელია მარილის წყლის ნელი დუღილის მიღწევა. მარილის გარეშე ორთქლი კონცენტრირდება ცარიელ კონტეინერში. მზეზე აორთქლების პროცესი გაცილებით ნელა წარიმართება. ამ მეთოდით მიიღება საკმაოდ მცირე მოცულობის სასმელი წყალი.

ხელოსნური მეთოდებით წყლის გაუმარხვა და მარილიანობა შესაძლებელია, მაგრამ არაეფექტური. საუკეთესო ვარიანტი იქნება სახლის დასუფთავების მოწყობილობის შეძენა.

შიდა ინსტალაციები

საყოფაცხოვრებო საჭიროებისთვის ყველაზე ხშირად საჭიროა წყლის შემდგომი დამუშავების სისტემები. წყლის ფილტრაცია შეიძლება განხორციელდეს რამდენიმე გზით:

• ყველაზე მარტივი და ხელმისაწვდომი არის დოქი შესაცვლელი ფილტრებით.
• საქშენი ფილტრით ონკანზე.
• სამაგიდო წყლის ფილტრები.
• ჩაშენებული სისტემები, რომლებიც ასუფთავებენ სითხეებს მდებარეობიდან გამომდინარე (მხოლოდ სამზარეულოში, სახლში წყალმომარაგების შესასვლელთან, მრავალსაფეხურიანი ფილტრები არტეზიული ჭაბურღილის წყლის გასაწმენდად და ა.შ.).

არცერთ საყოფაცხოვრებო სისტემას არ შეუძლია მთლიანად აღმოფხვრას მარილები სითხეში, მაგრამ მათ შეუძლიათ არბილონ მყარი წყალი. Იმაშიიმ შემთხვევაში, თქვენ უნდა იცოდეთ რა ელემენტებით არის ის გაჯერებული, რომ აირჩიოთ სისტემა, წყლის ვაზნები, ფილტრები ან რეაგენტები. დემარილიზაციის პროცესი მოითხოვს დიდ ერთეულებს, დიდ ინსტალაციას, დიდ ფინანსურ ინვესტიციებს და სისტემის მოვლის ხელმისაწვდომობას, რაც მიუწვდომელია მომხმარებელთა ფართო სპექტრისთვის.

საყოფაცხოვრებო დასუფთავების სახეები

დღეს ფართოდ გამოიყენება წყლის დამუშავების შემდეგი ტიპები:

• ნახშირის ფილტრაცია. მოწყობილობა არის ნახშირით, გააქტიურებული ან ნახშირით სავსე კონტეინერი. ასეთ ფილტრში გამავალი წყალი იწმინდება ქლორის, ცხიმოვანი ელემენტების, პესტიციდების, მიკროორგანიზმების, ბაქტერიებისგან და ა.შ. ფილტრი არის ხელმისაწვდომი, გამძლე და მარტივი გამოსაყენებელი.
• დახვეწილი წმენდა. ამ ტიპის ფილტრები იყოფა ორ ტიპად - ერთფუნქციური და მრავალფუნქციური. ნებისმიერი არჩევანი მოითხოვს მოვლას - წყლის ვაზნების მუდმივი შეცვლა, ფიტინგების შეცვლა და ა.შ.
• უხეში გაწმენდა. მოიცილეთ ჭუჭყის დიდი ნაწილაკები (ქვიშა, ჟანგი, ნალექი და ა.შ.).
• ღრმა წმენდა. ამ ტიპის ფილტრი მოიცავს უკუ ოსმოსის სისტემებს, მრავალსაფეხურიან ფილტრებს და ა.შ.

რუსეთის უმეტეს რეგიონებში საჭიროა მხოლოდ წყლის დამატებითი გაწმენდა, რადგან ქვეყანაში საკმარისი წყლის რესურსია. ერთადერთი რეგიონი, სადაც შეიძლება იყოს მტკნარი წყლის დეფიციტი, არის ყირიმი, რომელსაც შეიძლება დასჭირდეს სამრეწველო დანადგარები ზღვის წყლის გაუვალობისთვის. პროცესების განხორციელების ყველა მოწყობილობას აქვს პატენტი.წყლის გასუფთავება და გაუვალობა უნდა განხორციელდეს მეცნიერულად დაფუძნებული მეთოდებით, შედეგების სავალდებულო ტესტირებით ლაბორატორიულ პირობებში.