4 Вопрос. Методы обессоливания и опреснения воды. Обессоливание и опреснение воды ионитовым методом. Обессоливание гиперфильтрацией (обратный осмос).

1 – корпус испарителя; 2 – водяной объем испарителя; 3 – регулятор уровня воды в испарителе;

4 – устройство для осушки пара; 5 – паровой объем испарителя; 6 – конденсатор; 7 – конденсатоотводчик;

8 – змеевик; 9 – бак дистиллированной воды; 10 – продувка испарителя; П₁ – первичный (греющий) пар; П₂ – вторичный пар

Схема трехступенчатой испарительной установки

1 – конденсатоотводчик; 2 – конденсатор; 3 – линия отвода конденсата; 4 – линия продувки испарителей; П₁ – греющий пар; П₂ – вторичный пар; I, II, III – ступени испарительной установки

ОБЕССОЛИВАНИЕ ВОДЫ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗОМ

Требования к исходной воде:

• солесодержание – от 1500 до 15000 мг/л,

• взвешенных веществ – не более 1,5 мг/л,

• цветность – ≤ 20⁰,

• перманганатная окисляемость – ≤5 мгO₂/л,

• содержание железа – ≤0,05 мг/л,

• содержание марганца – – ≤ 0,05 мг/л,

• содержание боратов – ≤ 3 мг/л,

• содержание брома – ≤ 0,4 мг/л.

Схема многокамерного электродиализатора

1 – катод, 2 – выход водорода, 3 – вход соленой воды, 4 – выход газообразных хлора или кислорода, 5 – анод, 6 – сброс раствора из электродных камер, 7 – выход частично обессоленной воды, 8 – выход рассола, I – VII – камеры

Схема обессоливания воды электродиализом

1 – электродиализатор; 2 – бак исходной воды; 3 – бак обессоленной воды; 4 – насосы; 5 – блок электропитания; 6 – бак рассола

Для борьбы с отложениями на поверхности мембран предусматривают:

• переполюсовку электродов с одновременным переключением трактов диализата и рассола;

• подкисление рассола и диализата (доза кислоты принимается равной щелочности исходной воды);

• периодическую отмывку трактов раствором кислоты.

ОБЕССОЛИВАНИЕ ВОДЫ ОБРАТНЫМ ОСМОСОМ

• Осмос – явление самопроизвольного перехода растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор.

• Обратный осмос – процесс выделения из воды растворенных примесей посредством фильтрования ее под давлением до 10МПа через полупроницаемую мембрану, которая пропускает молекулы воды и задерживает до 99% ионов растворенного вещества.

Схема движения молекул воды через полупроницаемую мембрану

а – начало осмотического переноса, б – равновесное состояние, в - обратный осмос:

1 – вода, 2 – полупроницаемая мембрана, 3 – раствор солей.

Требования к исходной воде:

• солесодержание – до 40 г/л,

• мутность – до 0,3 мг/л,

• пермаганатная окисляемость – до 10 мгО₂/л,

• Fe³⁺ – до 0,05 мг/л.

Схема процесса очистки воды методом обратного осмоса

1 – насос; 2 – мембранный модуль; 3 – полупроницаемая мембрана; 4 – редукционный клапан

Основные характеристики полупроницаемых мембран:

• удельная производительность (проницаемость);

• селективность (разделяющая способность);

• стойкость и прочность;

• стоимость.

Преимущества:\

• энергозатраты сравнительно невелики;

• установки просты и компактны;

• химикаты не применяются;

• не требуется высокой квалификации обслуживающего персонала;

• фильтрат может использоваться по оборотной схеме;

• ввиду уменьшения объема концентрата он может быть легко использован или уничтожен.

ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ ЗАМОРАЖИВАНИЕМ

Применяются два способа:

1. Медленное охлаждение соленой воды ниже 0⁰С, при котором образуются кристаллы пресного льда, а между ними полости заполненые рассолом. При растапливании льда получают частично опресненную воду, так как рассол попадает в воду.

2. Медленное охлаждение соленой воды для получения льда, который затем постепенно растапливают. При этом замерший между кристаллами пресного льда рассол перейдет в жидкое состояние и стечет раньше, чем начнут таять кристаллы пресного льда. Таким образом лед опресняется и при дальнейшем таянии получают пресную воду.