Ջրի աղազերծում. մեթոդներ և կարգավորումներ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Գիտնականները կարծում են, որ մարդկությունը եկել է մի ժամանակաշրջան, երբ քաղցրահամ ջրի պատճառով հակամարտությունները կբռնկվեն: Այս խնդիրը լուծելու միայն մեկ ճանապարհ կա՝ գտնել ջրի աղազերծման լավագույն մեթոդը։

Ի՞նչ է ջրի աղազերծումը

Ցանկացած հեղուկ իր բաղադրության մեջ ունի աղերի, միկրոօրգանիզմների, հանքանյութերի որոշակի համամասնություն։ Բնական կամ ծորակի ջրի մաքրումը դրանից հեռացնում է վնասակար նյութերը։ Բայց երբեմն այն պարունակում է մեծ քանակությամբ աղեր, որոնք այն դարձնում են ոչ պիտանի օգտագործման համար։

Ջրի դեմինալիզացիան նրանում լուծված աղերի կոնցենտրացիայի նվազումն է։ Պրոցեդուրան կարող է լինել ամբողջական, երբ հեղուկը զրկված է աղի որևէ պարունակությունից, կամ մասնակի, երբ աղի որոշակի քանակություն մնա դրանում։

մեթոդներ

Ամբողջական աղազերծումն իրականացվում է հետևյալ եղանակներով՝

• Թորում, ջերմային մեթոդ.
• Իոնների փոխանակման մեթոդ.
• Էլեկտրոդիալիզի մեթոդ.
• Մեմբրանային հակադարձ օսմոզ.

Աղի մասնակի հեռացումն իրականացվում է հետևյալ մեթոդներով.

• Լայմ.
• Բարիտի փափկեցում.
• H-կատիոնացում։
• սառեցում.

Աղազերծման մեթոդներջուրը պահանջում է և՛ ֆինանսական, և՛ էներգետիկ ծախսեր։ Բուժման մեթոդի ընտրությունը կախված է սկզբնական հեղուկում աղի պարունակության աստիճանից, տեղադրման արտադրողականությունից, գործընթացի բաղադրիչների (ջերմություն, էլեկտրաէներգիա, ռեակտիվներ) ծախսերից: Մեթոդներից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելությունները, թերությունները և առաջանում է տեխնիկական միջոցների օգնությամբ։

Մասամբ աղազերծում

Զուրկ բոլոր կեղտերից՝ ջուրն օգտագործվում է բազմաթիվ արդյունաբերական գործընթացներում և անհրաժեշտ է շատ սահմանափակ թվով մարդկանց ներքին սպառման համար: Կենցաղային կարիքները պահանջում են ջրի հանքայնացում որոշակի չափով: Ամենից հաճախ հեղուկի փափկացումը տեղի է ունենում կատիոնացման միջոցով:

Ընթացքում կոշտ աղերը փոխարինվում են ջրածնի կատիոններով, որոնք իրենց հերթին արձագանքում են՝ ոչնչացնելով բիկարբոնատ իոնները։ Արտադրանքը կազմում է միացություն, որը արտազատվում է գազի տեսքով: Մաքրման աստիճանը գնահատվում է հեռացված կալցիումի կարբոնատի քանակով։

Ջրի թորում

Ջրի աղազերծումը թորման մեթոդով այսօր ամենահին և ամենատարածված մեթոդն է: Առավելությունն այն ունիվերսալ հասանելիությունն է, իսկ թերությունը՝ գործընթացի բարձր արժեքը։ Թորիչները օգտագործվում են առանց կեղտերի ջուր ստանալու համար։ Դրանք մի քանի տեսակի գոլորշիացուցիչներ են, որոնց միջև տարբերությունը կայանում է դիզայնի, օգտագործվող էներգիայի տեսակի մեջ: Ամենատարածվածը գոլորշու և էլեկտրական սարքերն են, որոնք թանկ են և շատ էներգիա են ծախսում։

Սարքը կաթսա է (կամ մի քանի կաթսա)ցածր ճնշում, որտեղ հեղուկը վերածվում է գոլորշու և առանձնացնում աղի խտանյութը։ Որպեսզի ջուրը ստանա առավելագույն մաքրում, ապարատում հասնում է դանդաղ եռման ջերմաստիճանի: Այս ռեժիմում ծանր կեղտերը չեն մտնում խտացնող թորում: Արժեքը նվազեցնելու տարբերակներից մեկը փուլերի քանակի ավելացումն է, սակայն այս տեղադրումը ենթադրում է մեծ նախնական ներդրում:

Թորման սարքավորումները, բացի մեծ էներգիա սպառելուց, ունեն բոլոր մասերի տպավորիչ արժեք: Թանկարժեք խողովակները, կցամասերը, ջերմափոխանակիչները, քվարցից կամ պլատինից պատրաստված գոլորշիչները կարող են ապահովել մաքրության բարձր աստիճան: Այլ նյութերը հարմար չեն։

Էլեկտրաքիմիական մեթոդ

Մեթոդի էությունն այն է, որ ջուրն անցկացվի էլեկտրական դաշտով, մինչդեռ աղի իոնները տեղափոխվում են՝ կատիոնները բաշխվում են դեպի կաթոդ, իսկ անիոնները՝ դեպի անոդ։ Համակարգն ունի երեք խցիկ, որոնք ձևավորվում են կաթոդային և անոդային դիֆրագմների միջոցով։ Միջին խցիկը պարունակում է աղազերծման համար պատրաստված ջուր։

Հոսքի միջով անցնում է հաստատուն էլեկտրական հոսանք, որի օգնությամբ աղերը տեսակավորվում են կաթոդային և անոդային դիֆրագմների մեջ։ Մեթոդը շատ թանկ է սարքավորումների և էլեկտրաէներգիայի ծախսերի առումով, և, հետևաբար, լայնորեն չի կիրառվել:

Ion փոխանակում

Ջրի աղազերծման ամենահուսալի միջոցը իոնափոխանակման մեթոդն է: Այս եղանակով կեղտերի տեղումներթույլ է տալիս կարճ ժամանակում ստանալ ավելի մաքուր հեղուկ, ինչը կարևոր է արդյունաբերական աղազերծման համար։ Մեթոդը ամենաարդյունավետն է և տալիս է մաքրման լավագույն արդյունք:

Մեթոդը հիմնված է հեղուկից աղերի կատիոնների և անիոնների հեռացման վրա, մաքրման արդյունքում կարելի է հասնել դեմինալիզացիայի տարբեր աստիճանների՝ ընդհուպ մինչև աղի նյութերի ամբողջական հեռացումը։ Ջրի աղազրկումը իոնափոխանակմամբ տեղի է ունենում իոնափոխանակիչների մասնակցությամբ, որոնք ջրի մեջ չլուծվող պոլիմերներ են, որոնք պարունակում են շարժական իոն։ Ստեղծված պայմաններում պատրաստված պոլիմերը փոխանակման ռեակցիայի մեջ է մտնում նույն նշանի աղի իոնների հետ։ Իոնափոխանակիչներ տեղադրվում են ջրային միջավայրի ուռչում, չափը մեծանում է 1,5-2 անգամ։

Ժամանակի ընթացքում իոնափոխանակիչները հավաքում են ջրի մեջ լուծված աղերը և դառնում ավելի խիտ: Հագեցած իոնափոխանակիչները վերականգնվում են, որից հետո դրանք մաքրվում են։ Հագեցած իոնափոխանակիչներից ստացված արտադրանքները կոչվում են «էլյուատներ», դրանք ներառում են աղերի և ալկալիների լուծույթներ։ Դրանցից մի քանիսը արժեքավոր նյութեր են, ուստի դրանք ոչնչացվում են որպես արժեքավոր բաղադրիչներ։

Հակադարձ օսմոզ

Տեխնիկական առաջընթացը և քաղցրահամ ջրի պակասի սկիզբը առաջացնում են աղազերծման և աղազրկման նոր տեխնոլոգիաներ: Հակադարձ օսմոզով բուժման մեթոդը դառնում է հանրաճանաչ մեթոդ, որի հուսալիությունը երաշխավորված է թաղանթային տեխնոլոգիաների մշակմամբ։ Արդյունաբերական հետաքրքրությունը պայմանավորված է համեմատաբար ցածր էներգիայի ծախսերով: Այս սկզբունքի սարքերի մեծ մասն օգտագործվում է գետի ջրի հետմաքրման համար, որտեղ դրանց արդյունավետությունը բազմիցս ապացուցվել է։

ՀանունԿենցաղային օգտագործման համար հակադարձ osmosis սկզբունքի վրա հիմնված ջրի աղազերծման կայանները հարմար են ինչպես էներգիայի սպառման, այնպես էլ ստացված արտադրանքի որակի տեսանկյունից: Հակադարձ osmosis-ի սկզբունքը հիմնված է ճնշման տակ ջրի անցման վրա թաղանթով, որն անթափանց է լուծված աղերի և այլ կեղտերի համար: Ջրի աղազերծման գործընթացն իրականացվում է սինթետիկ կիսաթափանցիկ թաղանթներով, որոնք չեն կարող պահել ջրի մեջ լուծված որոշ գազեր (քլոր, ածխաթթու գազ և այլն):

Հակադարձ օսմոզ մեթոդը մաքրում է ջուրը բոլոր կեղտերից, տեղի է ունենում ամբողջական դեմինալիզացիա, որը վնասակար է մարդու օրգանիզմի համար։ Շատ դեպքերում, աշխարհիկ մարդը պետք է ընտրի ծորակի ջրի միջև կամ մշակվի ինչ-որ ֆիլտրով: Փոքրագույն չարիքը ջուրն է՝ զուրկ բոլոր բնական բաղադրիչներից։

Այսօր որոշ երկրներում արդեն կան խմելու ջրի արտադրության գործարաններ, որտեղ աղազերծման համար օգտագործվում է հակադարձ osmosis մեթոդը, և որպես լրացուցիչ հետմշակում դրանից հանվում են լուծված գազերը։ Բնականին մոտ նորմալ վիճակ տալու համար ձեռնարկությունները մաքրված ջրին ավելացնում են անհրաժեշտ աղերը ստուգված կոնցենտրացիայի մեջ։

Հիմնական մեթոդների առավելություններն ու թերությունները

Ջրի աղազերծման եղանակներից յուրաքանչյուրն ունի ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական հատկություններ: Մանրամասն դիտարկելով դրանք՝ կարող եք հասկանալ, թե որին նախապատվություն տալ՝

• Իոնների փոխանակումը օգնում է ստանալ ամենամաքուր ջուրը, համակարգը հուսալի է և չի արձագանքում հանքայնացման աստիճանինաղբյուրի հեղուկ, պահանջում է սարքավորումների փոքր ծախսեր: Աղազերծման գործընթացը տեղի է ունենում ջրի սպառման նվազագույն կորստով: Մեթոդի թերությունները ներառում են շրջակա միջավայրի արագ աղտոտումը վնասակար քիմիական նյութերով, ռեագենտների բարձր արժեքը, համակարգը արագ աղտոտվում է և պահանջում է ֆիլտրերի հաճախակի փոխարինում: Թափոնների և ֆիլտրի մասերի հեռացումը դժվար է։
• Թորում. Ջերմային մեթոդի վրա հիմնված ջրի աղազերծման կայանները օգտագործվում են առանց քիմիական նյութերի օգտագործման, ցույց են տալիս ստացված հեղուկի լավ որակը, իսկ շահագործման ընթացքում առաջացած ջերմությունը կարող է օգտագործվել այլ կարիքների համար: Այս մեթոդի տարբերակիչ առանձնահատկությունը ջրի մեջ լուծված գազերը վերացնելու ունակությունն է: Մեթոդի թերությունները ներառում են՝ էներգիայի բարձր ծախսերը, ջրի մաքրման անհրաժեշտությունը, տեղադրման պահպանման ծախսերը (բոլոր մասերի մաքրումը), սարքավորումների բարձր արժեքը։
• Թաղանթային տեղակայանքները տարբերվում են ջրի սկզբնական վիճակի նկատմամբ ոչ հավակնոտությամբ, գործընթացը չի պահանջում քիմիական ռեակտիվներ և հեշտ է պահպանել: Բացասական հատկանիշներն են՝ մաքրման գործընթացի համար ջրի պատրաստում, ապարատի աշխատանքը ապահովելու համար ջրի մեծ քանակություն, էներգիայի մեծ սպառում, որն ազդում է վերջնական արտադրանքի արժեքի վրա։

Աղահանում տանը

Ջրի ֆիլտրացումը հետբուժման ամենամատչելի միջոցն է։ Տանը լավ կամ ծովային հեղուկը աղազերծելու երկու ընդհանուր եղանակ կա՝

• Մի տարա ջուր դնել սառցախցիկում և թողնել մինչև ամբողջովին սառչի։ Աղ մասովհեղուկը չի սառչի, սառույցը պետք է հալվի և կարող է անմիջապես օգտագործվել։ Լրացուցիչ մաքրման համար արժե հալված ջուրն անցնել ցանկացած կենցաղային ֆիլտրով: Մեթոդը կոչվում է սառը թորում։
• Գոլորշիացում. Վերցնում են տարբեր չափերի երկու տարա, մեծի մեջ լցնում ծով/աղաջուր, փոքրը թողնում դատարկ ու դնում մեծ ամանի մեջ։ Ամբողջ կառույցը կարելի է դնել վառարանի վրա՝ տաքացնելու համար կամ թողնել արևի տակ՝ կափարիչը փակելուց հետո։ Անհրաժեշտ է հասնել աղի ջրի դանդաղ եռման։ Աղից զուրկ գոլորշիները կկենտրոնանան դատարկ տարայի մեջ: Արևի տակ գոլորշիացման գործընթացը շատ ավելի դանդաղ է ընթանալու։ Այս մեթոդով բավական փոքր ծավալի խմելու ջուր է ստացվում։

Ջրի աղազերծում և աղազրկում արհեստագործական մեթոդներով հնարավոր է, բայց անարդյունավետ։ Լավագույն տարբերակը կլինի տնային մաքրման միավոր գնելը:

Կենցաղային տեղադրումներ

Կենցաղային կարիքների համար առավել հաճախ անհրաժեշտ են ջրի հետմաքրման համակարգեր: Ջրի զտումը կարող է իրականացվել մի քանի եղանակով.

• Ամենահեշտն ու մատչելիը փոխարինելի զտիչներով սափորն է:
• Ծորակ՝ ֆիլտրով ծորակի վրա։
• Սեղանի ջրի զտիչներ.
• Ներկառուցված համակարգեր, որոնք մաքրում են հեղուկները՝ կախված գտնվելու վայրից (միայն խոհանոցում, տուն ջրամատակարարման մուտքի կետում, բազմաստիճան զտիչներ՝ արտեզյան ջրհորից ջուրը մաքրելու համար և այլն):

Կենցաղային համակարգերից ոչ մեկը չի կարող ամբողջությամբ վերացնել աղերը հեղուկից, բայց դրանք կարող են փափկացնել կոշտ ջուրը: Դրանումդեպքում, դուք պետք է իմանաք, թե ինչ տարրերով է այն հագեցած, որպեսզի ընտրեք համակարգ, ջրային փամփուշտներ, ֆիլտրեր կամ ռեագենտներ: Աղազերծման գործընթացը պահանջում է մեծ ագրեգատներ, տեղադրման մեծ տարածք, մեծ ֆինանսական ներդրումներ և համակարգի սպասարկման հասանելիություն, որը հասանելի չէ սպառողների լայն շրջանակին:

Տնային մաքրման տեսակները

Այսօր լայնորեն կիրառվում են ջրի մաքրման հետևյալ տեսակները՝

• Ածուխի զտում. Սարքը ածուխով լցված տարա է՝ ակտիվացված կամ ածուխով։ Նման ֆիլտրով անցնող ջուրը մաքրվում է քլորից, յուղոտ տարրերից, թունաքիմիկատներից, միկրոօրգանիզմներից, բակտերիաներից և այլն։ Զտիչը մատչելի է, դիմացկուն և հեշտ օգտագործման համար։
• Նուրբ մաքրում. Այս տեսակի ֆիլտրերը բաժանված են երկու տեսակի՝ միաֆունկցիոնալ և բազմաֆունկցիոնալ։ Ցանկացած ընտրություն պահանջում է սպասարկում՝ անընդհատ փոխելով ջրի փամփուշտները, փոխարինելով կցամասերը և այլն:
• Կոպիտ մաքրում. Վերացրեք կեղտի մեծ մասնիկները (ավազ, ժանգ, նստվածք և այլն):
• Խորը մաքրում. Այս տեսակի ֆիլտրը ներառում է հակադարձ օսմոսի համակարգեր, բազմաստիճան զտիչներ և այլն:

Ռուսաստանի շատ շրջաններում պահանջվում է միայն ջրի լրացուցիչ մաքրում, քանի որ երկրում կան բավարար ջրային ռեսուրսներ: Միակ տարածաշրջանը, որտեղ կարող է քաղցրահամ ջրի պակաս լինել, Ղրիմն է, որը կարող է արդյունաբերական կայանքներ պահանջել ծովի ջրի աղազերծման համար: Գործընթացներ իրականացնելու բոլոր սարքերն ունեն արտոնագիր։Ջրի աղազերծումը և աղազրկումը պետք է իրականացվի գիտականորեն հիմնավորված մեթոդների կիրառմամբ՝ արդյունքների պարտադիր ստուգմամբ լաբորատոր պայմաններում։