Обессоливание воды

В воде из любых источников, будь то скважина, водопровод или колодец, содержится множество разных химических элементов и соединений. Среди компонентов жидкой среды могут обнаруживаться хлор, тяжёлые металлы, железо, углекислый газ (диоксид углерода), угольная кислота, патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы), нитраты, марганец, сероводород и прочие вещества.

В состав воды могут входить также минеральные соли. Это сложные соединения, которые состоят из катионов металлов и содержат анионы кислотных остатков. Наличие в воде таких веществ называется минерализацией.

В некоторых случаях минерализованная вода может быть полезной и пригодной для употребления и бытовых целей. Но при высокой минерализации она способна отрицательной влиять на организм человека и состояние его здоровья. Именно поэтому важным этапом проектирования и организации очистки является система обессоливания воды, то есть её деминерализации. В данной статье на этом сайте рассмотрим все существующие методы удаления солей из водной среды и особенности таких процессов.

Откуда в воде соли

Откуда в воде соли

Почему вода содержит соли? Морская вода всегда солёная, так как она включает минеральные вещества донных горных пород, формировавшихся в течение долгих лет. Но и жидкая среда пресноводных водоёмов также может содержать соли: в природные бассейны они попадают в процессе стекания дождевых вод и талого снега по склонам скал. Потоки частично вымывают горные породы, несут их фрагменты в реки и озёра.

Как соли появляются в воде из колодца или скважины? Такие источники предполагают добывание ресурсов из недр земли, где пролегают слои почвы, песка, водоносных горизонтов, а также горных пород. И если скважина глубокая артезианская, то есть пробуренная на большую глубину от 35-40 м, то в неё вполне могут попадать частицы минералов. Кроме того, соли могут содержаться в скважинной воде из-за нарушения основных правил технологии бурения или из-за близкого расположения солоноводных водоёмов (морей).

В водопроводной воде также могут содержаться соли, хотя обычно их концентрация не превышает установленных норм, ведь для организации городских систем водоснабжения водные ресурсы подвергаются многоступенчатой комплексной очистке. И всё же нарушения правил водоподготовки, поломки очистных сооружений, сбои в работе электроники и автоматики – всё это может провоцировать увеличение концентрации солей.

Сколько солей должна содержать вода: общепринятые нормы

Сколько солей должна содержать вода: общепринятые нормы

Минерализация воды – нормальное явление. В состав жидкости вполне могут входить соли, но их содержание регламентируется и зависит от назначения водных ресурсов. Так, в воде, используемой для питья, бытовых целей или приготовления пищи, может содержаться не более 1000 мг/л, то есть не более 1 грамма на литр. Такие нормальные показатели зафиксированы в СанПиН.

Также есть требования ГОСТ: в воде, которая является дистиллированной, может быть не более 5 миллиграммов солей на литр. А для некоторых узких промышленных, фармацевтических и прочих направлений допустимая концентрация должна быть ещё меньше.

Как понять, что в воде высокая концентрация солей

Как понять, что в воде высокая концентрация солей

Все знают, что морская вода на вкус солёно-горькая. А как понять, что соли содержатся в системе водоснабжения? Можно также изучить органолептические свойства жидкости – её мутность, вкус, запах. Вода с солями может быть мутной. При отстаивании на дне ёмкости образуется осадок. Вкус солоноватый, выражено солёный или даже с горьковатым привкусом.

element2

Полезная информация! Чрезмерно солёная вода может влиять на качество стирки одежды и белья, мытья посуды и уборки. Из-за высокого показателя солесодержания остаются разводы на поверхностях и материалах, моющие и чистящие средства плохо пенятся, ткани становятся жёсткими и грубыми на ощупь.

Другой метод определения концентрации солей в воде – выпаривание жидкости. При нагреве молекулы воды испаряются, превращаясь в пар. А твёрдые растворённые и нерастворимые вещества и химические элементы остаются на месте. При длительном кипячении можно заметить осадок, который укажет на значительное содержание солей в составе воды.

Но самый эффективный, достоверный и точный метод определения содержания солей в водной среде – это анализ. Он проводится в специальной аккредитованной лаборатории. После исследования выдаются результаты, в которых указываются количественные значения для разных компонентов состава: железа, хлора, марганца, солей и прочих химических элементов и соединений.

Может ли навредить значительное солесодержание

Может ли навредить значительное солесодержание

Обязательна ли водоподготовка с обессоливанием? Ведь минеральные воды, по мнению многих, являются полезными. Но такие напитки, продающиеся в магазинах и расфасовываемые по пластиковой или стеклянной таре, производятся на специальных предприятиях, проходят несколько этапов подготовки (в том числе очистку) и тщательно проверяются.

Если в составе воды высокое содержание солей, то такая жидкость в большинстве случаев является вредной или даже опасной. Во-первых, некоторые соли (магния и кальция, сульфаты, натрий, хлориды) нарушают работу человеческого организма: увеличивают нагрузку на почки, вызывают отёки и повышение артериального давления, откладываются в мягких тканях и внутренних органах, провоцируют расстройства пищеварения, негативно влияют на сердечно-сосудистую систему, ухудшают самочувствие и качество жизни.

Качество и характеристики сточных вод регулируется целым рядом нормативных документов. Общепринятой допустимой концентрацией взвешенных частиц считается показатель не более 300 мг/дм3. Но такая норма может меняться в зависимости от состава сбросов и мест, в которые они попадают.

Во-вторых, соли жёсткости (магния и кальция) являются причиной накипи на поверхности сантехнического оборудования и посуды. Такой налёт разрушает материалы, сокращает срок службы сантехники и труб. Бытовая техника, такая как стиральные и посудомоечные машины, водонагревательные бойлеры и котлы отопления, тоже страдает из-за жёсткой воды: нагревательные элементы быстрее изнашиваются и выходят из строя. Возникают поломки, которые требуют дорогостоящего ремонта или замены главных узлов и деталей. Значительно повышается расход электроэнергии и, соответственно, плата за электричество.

Учитывая все эти возможные негативные воздействия, можно прийти к однозначному выводу. Процесс обессоливания является важным и иногда основным этапом водоподготовки.

Обессоливание, опреснение или деминерализация?

Обессоливание, опреснение или деминерализация?

Перед тем как обессолить воду, следует вникнуть в суть данного понятия. Обессоливание является процессом, при котором происходит частичное или полное удаление из состава солей. После процедуры общая минерализация не должна превышать 5 мг/л. Деминерализация – это синоним обессоливания. Такой термин тоже обозначает удаление солей. Результатом является дистиллированная вода, пригодная для промышленных, медицинских и иных подобных целей.

Опреснение – это понятие, применимое к морской или иной солёной воде. Данный процесс предполагает снижение минерализации до показателей, установленных СанПиН – до 1000 мг/л. В результате опреснения получается пресная вода, пригодная для питья, бытовых и хозяйственных нужд.

Есть и другое понятие – умягчение. Фильтры-умягчители используются в системах водоподготовки, требующих уменьшения количества солей жёсткости – магния и кальция. Но для умягчения подходят некоторые установки, которые применяются для обессоливания. Это технологии обратного осмоса (обратноосмотические) и ионного обмена, о которых будет подробно написано ниже в этой статье.

Когда необходимо обессоливание

Когда необходимо обессоливание

Если нужно на постоянной основе получать питьевую воду высокого качества, достаточно организации стандартной системы очистки с механическим фильтром со сменными картриджами, ионообменной установкой или оборудованием вида обратного осмоса. При большом количестве в жидкости солей нужно обязательно предусмотреть опреснение. Такой технологии достаточно для водоснабжения частного дома, загородного коттеджа или дачи.

Если же вода после обработки должна получиться дистиллированной и соответствующей регламентированным требованиям, то опреснения будет мало. Необходим процесс обессоливания, при котором выполняется утилизация всего объёма солей или его большей части.

Обессоливание применяют в разных сферах и областях:

  • Медицина и фармацевтика. Очищенную воду применяют для подготовки различных растворов, хранения инструментов или биоматериалов.
  • Промышленность: пищевая, химическая, металлургическая. В некоторых рабочих процессах на промышленных предприятиях нужна тщательно очищенная дистиллированная вода без примесей и загрязнений.
  • Электроника и микроэлектроника. Очищенная обессоленная вода используется при производстве электрических устройств и их отдельных деталей.
  • Теплоэнергетика, в частности ТЭЦ – теплоэлектроцентрали, которые работают с использованием жидких теплоносителей. Вода должна иметь высокое качество, в противном случае она будет выводить из строя оборудование.
  • Котельные в многоквартирных и частных домах. Как малые бытовые, так и большие профессиональные котлы требуют применения воды высокого качества.
  • Обессоливание сточных вод. Различные фильтры применяют на водоочистных станциях и сооружениях в профильных компаниях, занимающихся очисткой стоков. После фильтрации и удаления всех загрязнений сточные воды сбрасываются в водоёмы.

Какие способы обессоливания воды существуют

Какие способы обессоливания воды существуют

Все методы обессоливания воды делятся на две категории. Первая группа – это технологии, которые меняют агрегатное состояние водной среды, то есть, например, вызывают превращение жидкости в пар (газ). В эту категорию входят дистилляция, вымораживание (замораживание), термическое обессоливание воды при очень высоких температурах, газогидратная методика.

Вторая группа – это методы, при использовании которых агрегатное состояние остаётся исходным. К ним относятся установки обратного осмоса, электродиализ, химическое обессоливание воды методом ионного обмена. Ниже на нашем сайте рассмотрены все эффективные технологии.

Термическое обессоливание воды

Термическое обессоливание воды

Термическое обессоливание воды – метод, который предполагает изменение структуры, состояния и свойств жидкости с помощью температур. К таким методам относятся выпаривание, перегонка, дистилляция. Принцип всех этих технологий заключается в термическом действии, которое провоцирует переход воды из жидкого состояния в паровое. После испарения запускается образование конденсата, а все растворённые твёрдые частицы остаются в виде отложений.

При выпарке сначала осуществляется кипячение. Далее воду, принявшую паровое состояние, охлаждают для конденсации. Затем остаётся удалить отходы, то есть осадок – те самые частицы солей.

Термическое обессоливание воды методом её дистилляции требует использования специальных испарителей – дистилляторов. Самыми эффективными и популярными являются электрические и паровые. Испаритель является специальным котлом низкого давления, в котором в процессе дистилляции происходит конденсация – деление воды на пар и солесодержащий концентрат. Данный концентрированный раствор либо постоянно, либо периодически отводится, сбрасывается.

В последнее время чаще используют многоступенчатые дистилляционные схемы установок, в которых предусмотрены дополнительные этапы предварительного медленного кипячения. С одной стороны, такие системы дистилляции обеспечивают снижение затрат электроэнергии. Но капитальные расходы увеличиваются из-за большой площади испарения.

Ионный обмен – ионообменные установки

Ионный обмен – ионообменные установки

Обессоливание воды ионным обменом представляет собой метод с применением специальных ионообменных смол – катионитов и анионитов. В процессе такой обработки содержащиеся в воде ионы с отрицательным и положительным зарядами (анионы и катионы) замещаются частично на катионы водорода.

При замене катионы водорода разрушают соли с последующим выведением из воды образовавшихся газов. Количество удалённых газообразных соединений зависит от степени, глубины очистки. При глубокой ионообменной обработке происходит снижение количества солей и прочих примесей до минимального или практически до нуля.

Иониты – полимерные соединения, почти не растворяемые в воде. Все они имеют собственные подвижные ионы. При контактах с водой такие частицы вступают в реакции с ионами солей (анионами и катионами), увеличиваются в размерах и, таким образом, выполняют свою функцию – ионный обмен.

Продумывая обессоливание воды методом ионного обмена, важно понимать, что каждый ионит (смола) имеет определённую конкретную обменную ёмкость: статическую и динамическую, рабочую и полную. Так как в ходе очистки иониты значительно уплотняются, необходима их регенерация. При этой процедуре смола подвергается обработке (промывке) чистой водой, подаваемой под напором.

Также для восстановления рабочей способности ионита может потребоваться применение реагентов – кислотных или щелочных растворов. Но, как правило, реагенты используются в мощных промышленных установках. В бытовых фильтрах ионного обмена для регенерации применяют концентрированные солевые растворы с ионами натрия. Промывки и регенерации в современных реагентных и безреагентных установках осуществляются в автоматическом режиме. Когда рабочий ресурс полностью исчерпан, ионообменная смола утилизируется.

element2

Химическое обессоливание воды методом ионного обмена может включать одну, две или три ступени обработки. Также могут использоваться фильтры смешанного действия с многокомпонентными смолами.

Системы обратного осмоса

Системы обратного осмоса

Установка обессоливания воды методом обратного осмоса также называется мембранной. В конструкции предусмотрены полупроницаемые мембраны из синтетического материала. Станция обратного осмоса также может иметь насос, с помощью которого вода подаётся в резервуар с мембраной под давлением.

Мембранные установки обратного осмоса работают по принципу мелкоячеистой сетки. При таком методе фильтрации вода пропускается через мелкопористую мембрану, которая задерживает абсолютно все загрязнения и примеси. Метод обратного осмоса гарантирует эффективную обработку и удаление до 99% компонентов жидкости. Мембрана пропускает исключительно молекулы водорода. Все задержанные частицы направляются в слив, а сам мембранный фильтр практически не загрязняется.

Мембраны в оборудовании обратного осмоса имеют определённый рабочий ресурс, поэтому требуется их периодическая замена – примерно раз в год. Если вода содержит не только соли, но и грубые примеси типа песка, то в системе очистки нужно предусмотреть дополнительный механический фильтр. В противном случае мембрана обратного осмоса быстро засорится.

Электрохимический способ

Электрохимический способ

Электрохимическая обработка воды также называется электродеионизацией или электродиализом. Суть этого метода заключается в формировании электрического поля. При прохождении воды через такое поле ионы растворённых солей переносятся: анионы устремляются к анодам, а катионы – к катодам.

Установка для электрохимической обработки имеет три камеры (модуля) с катодной и анодной диафрагмами. Срединная колонна – ёмкость, через которую пропускается очищаемая жидкость. Через этот резервуар перемещается ток, делящий ионы содержащихся в среде солей на аноды и катоды.

Преимущества и недостатки наиболее популярных методов

Преимущества и недостатки наиболее популярных методов

До подбора оптимальной установки обессоливания воды нужно выяснить все преимущества и недостатки самых популярных и востребованных методов.

Химическое обессоливание воды методом ионного обмена имеет следующие плюсы:

  • применение таких установок позволяет удалять различные растворённые и нерастворимые примеси, включая соли;
  • умягчение воды при её высокой жёсткости;
  • максимально чистая вода;
  • небольшие расходы на покупку;
  • нет реакции на исходную степень минерализации жидкости.

Минусы следующие:

  • необходимость регулярных замен фильтров в оборудовании;
  • возможность загрязнения экологии реагентами;
  • сложная утилизация отходов.

Достоинства термических способов обработки:

  • простая технология, не требующая больших затрат на очистку;
  • минимальные количества солевых отходов после завершения обработки;
  • небольшие затраты времени для реализации метода;
  • отсутствие необходимости применения реагентов (химии).

Минусы:

  • способ довольно устаревший;
  • удаляются не все соли, а часть их общего объёма;
  • вода не становится питьевой, а иногда представляет опасность для здоровья.

Преимущества установок обратного осмоса:

  • не нужно использовать опасные реагенты в фильтрах;
  • простые эксплуатация и обслуживание систем обратного осмоса;
  • полная очистка с умягчением и обессоливанием;
  • обработка воды для последующего питья;
  • инертность по отношению к начальному составу среды;
  • сброс отходов в систему канализации при фильтрации;
  • недорогое обслуживание установок обратного осмоса.

Недостатки:

  • предварительная очистка механическими фильтрами, которая иногда обязательна;
  • требующееся непрерывное функционирование системы обратного осмоса;
  • большие объёмы отходов;
  • высокая стоимость оборудования.

Электрохимический способ в быту использовать возможно, но такие установки очень дорогие и потребляют большое количество электроэнергии.

Как сделать выбор подходящей системы очистки

Как сделать выбор подходящей системы очистки

Выбор системы водоочистки – главная проблема и основная задача для многих. Обессоливание – это специфический процесс, поэтому подбор типа технологии должен осуществляться после сравнения технологических особенностей, с учётом нескольких главных факторов:

  1. Исходный состав воды. Чем выше концентрация солей, тем более эффективным и качественным должно быть обессоливание для получения очищенной жидкости. Стоимость сложных многоступенчатых установок выше, чем цена простых фильтров.
  2. Необходимая производительность фильтра. Дома достаточно объёмов, обеспечивающих стандартный расход водных ресурсов. А вот на промышленном производстве требуются большие количества воды, обессоливание которых возможно только специальными мощными установками.
  3. Условия эксплуатации и обслуживания установки. Для некоторых фильтров требуются регулярные ручные настройки и ревизии, а также замены расходных материалов и деталей – загрузок, картриджей. Но есть и системы, которые работают почти полностью в автоматическом режиме без вмешательств пользователя.
  4. Цели обработки и ожидаемые конечные результаты обессоливания теми или иными фильтрами. Чтобы получить питьевую или бытовую воду, достаточно в ходе обработки с опреснением снизить уровень солей до разрешённой нормы – 1 г/л. Для промышленных целей требуется получение более тщательно очищенной и обессоленной жидкости. Кроме того, в условиях промышленности используют большие объёмы воды, поэтому установки должны иметь очень высокие производительность и эффективность.
  5. Технические возможности и характеристики фильтров: потребляемая и выдаваемая мощность установки, расход электричества (энергопотребление), уровень издаваемого шума, режимы работы, дополнительные опции, к примеру, подключение ступеней предварительной очистки или насоса для повышения давления – напора потока.
  6. Выделенный бюджет на покупку фильтра. Стоимость установки обессоливания воды зависит от её производительности и эффективности, особенностей работы и эксплуатации. Ценовой диапазон довольно широкий.
  7. Ожидаемые расходы. В них включаются затраты на покупки и замены расходных материалов для фильтра, сервисное обслуживание, текущий ремонт, оплату электроэнергии, дополнительное необходимое оборудование (например, насосное).

Как химическое обессоливание воды, так и любой другой метод требует решения проблем выбора установки, её монтажа и обслуживания. Чтобы затраты были минимальными и оправданными, а система очистки работала бесперебойно и эффективно, следует купить фильтр известного бренда.

Наша компания работает с мировым ведущим производителем насосного и фильтрующего оборудования Waterstry. В каталоге на данном сайте есть разные типы систем очистки с отличными техническими характеристиками для получения идеально чистой воды:

  • Механические картриджные фильтры из серии SL.
  • Установки обратного осмоса линейки NW-RO с 4 или 5 ступенями очистки.
  • Картриджи со смолой к установкам ионного обмена для опреснения и обессоливания серий BB и SL.
  • Многоступенчатые системы очистки Waterstry Big Blue с комплексной обработкой несколькими фильтрами и качественным удалением всевозможных примесей.

Также мы предлагаем готовые решения очистки, которые позволяют забыть о проблеме водоподготовки и добиться качественной обработки жидкости. Это разные системы фильтров для любых целей, современное фильтрующее автоматизированное оборудование.

Из данной статьи вы узнали все виды фильтров и установок, применение которых гарантирует качественную обработку воды. Теперь принять верное решение, сделать выбор и найти оптимальный способ очистки будет проще. После изучения каталога вы можете связаться со специалистами нашей компании, оставив контакты или позвонив нам по телефону.




Также будет интересно
Ваш браузер устарел рекомендуем обновить его до последней версии
или использовать другой более современный.