Обратный осмос

Обратный осмос – один из наиболее перспективных методов обработки воды, преимущества которого заключены в малых энергозатратах, простоте конструкций аппаратов и установок, малых их габаритах и простоте эксплуатации; применяется для обессоливания вод с солесодержанием до 40 г/л, причем границы его использования постоянно расширяются.

Сущность метода

Если растворитель и раствор разделить полупроницаемой перегородкой, пропускающей только молекулы растворителя, то растворитель начнет переходить через перегородку в раствор до тех пор, пока концентрации растворов по обе стороны мембраны не выравниваются. Процесс самопроизвольного перетекания веществ через полупроницаемую мембрану, разделяющую два раствора различной концентрации (частный случай – чистый растворитель и раствор), называется осмосом (от греч.: osmos – толчок, давление).

Если над раствором создать противодавление, скорость перехода растворителя через мембрану уменьшится. При установлении равновесия отвечающее ему давление может служить количественной характеристикой явления обратного осмоса. Оно называется осмотическим давлением и равно тому давлению, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным от него полупроницаемой перегородкой.

Применительно к системам водоподготовки, где растворителем является вода, процесс обратного осмоса можно представить следующим образом: если со стороны протекающей через аппарат природной воды с некоторым содержанием примесей приложить давление, превышающее осмотическое, то вода будет просачиваться через мембрану и скапливаться по другую ее сторону, а примеси – оставаться с исходной водой, их концентрация будет увеличиваться.

Дистилляция

Дистилляция (лат. distillatio — стекание каплями) — перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров.

Суть процесса:

Процесс перегонки использует источник тепла, необходимый для испарения воды. Во время дистилляции молекулы воды отделяют от загрязняющих веществ с более высокой температурой кипения, чем вода. Воду нагревают, пока она не достигнет точки кипения и не начнёт испаряться. Затем температуру поддерживают постоянной. Стабильная температура обеспечивает дальнейшее испарение воды, а остальные вещества, в том числе и соли, остаются в нагреваемом резервуаре. После испарения вода захватывается и направляется через систему труб в другой сосуд. Удалившись от источника теплоты, пар, наконец, остывает и снова конденсируется в жидкость. Этот процесс удаляет большинство минералов, а также любые химические вещества, которые имеют более высокую температуру кипения, чем вода из питьевой воды. Также во время кипячения воды погибает большинство бактерий и вирусов. По этой причине, перегонка иногда ценится в качестве способа получения чистой питьевой воды.

Стоит отметить, что дистилляция — это расточительный процесс. Как правило, 80% из воды отбрасывается вместе с загрязнениями, оставляя только один литр очищенной воды на каждые пять литров обработанных.

Устройство перегонного аппарата: 1 Нагревательный элемент 2 Перегонный куб 3 Насадка Вюрца/каплеуловитель 4 Термометр 5 Холодильник 6 Подвод охлаждающей жидкости 7 Отвод охлаждающей жидкости 8 Приёмная колба 9 Отвод газа (в том числе с понижением давления) 10 Аллонж 11 Регулятор температуры нагревателя 12 Регулятор скорости перемешивания 13 Магнитная мешалка 14 Водяная (масляная, песочная и т. п.) баня 15 Мешалка или центры кипения 16 Охлаждающая ванна