Приведение показателей водопроводной воды (скважинной, колодезной) к оптимальным по количеству содержания солей — одна из основных задач подготовки питьевого ресурса. В противном случае жидкость не готова к употреблению и наносит непоправимый вред здоровью, любой технике. Для качественной обработки исходного материала используют специальные установки обессоливания воды. Они различаются по способу воздействия на жидкость.
Назначение и область применения метода обессоливания
Промышленная установка для обессоливания воды
Обессоливанием называют процесс качественного снижения концентрации минеральных примесей в жидкой среде до значений, рекомендованных ГОСТ и СанПиН. Этот показатель не должен превышать 5 мг/л. Не стоит путать метод обработки жидкости с опреснением (подготовкой морской воды).
Обессоливание — надежный метод обработки для дальнейшего использования жидкости в таких отраслях:
- фармацевтическая промышленность,
- микроэлектроника,
- отрасли медицины,
- химическая промышленность,
- теплоэнергетика,
- бытовое хозяйство и др.
Методы обработки жидкой среды подразумевают изменение агрегатного состава воды или его отсутствие. Изменение агрегатного состояния — это методы кипячения, вымораживания в течение часа и более, дистилляции. Они чаще используются в быту. Во втором случае применяют электродиализ, ионный обмен, обратный осмос.
Способы обессоливания воды
Метод обработки жидкости с примесью минеральных солей подбирается в зависимости от первоначального показателя по концентрации примесей, общих возможностей мастера/промышленного производства, целесообразности затрат на обслуживание той или иной установки.
Ионный обмен
Принцип обработки жидкой среды заключается в её прогоне через специальные ионообменные смолы. При этом анионы и катионы растворенных в жидкости минеральных примесей удаляются и замещаются ионами фильтрующего материала. При таком способе обессоливания удается почти полностью убрать из жидкой среды минеральные растворенные примеси.
Ионообменная установка представляет собой резервуар, заполненный картриджами с фильтрующим материалом. Кассеты подлежат регулярной замене, а сама смола должна быть утилизирована особым образом.
Обратный осмос
Установки часто состоят из нескольких колб, заполненных полупроницаемыми синтетическими мембранами. Принцип обессоливания жидкости заключается в том, что вода под высоким давлением проходит через поры барьера. При этом мембрана пропускает сквозь себя лишь молекулы подготавливаемой среды, но не солей. Для всех остальных примесей барьер непроницаем. Установки обратного осмоса удаляют из обрабатываемой среды растворенные соли и некоторые газы: углекислота, хлор, др.
Электрохимический метод
Суть электродиализа заключается в том, что водная среда подвергается воздействию электрического поля её пропускают через него. В этот момент происходит перенос ионов растворенных солей: анионы распределяются к анодам, катионы — к катодам.
Установка для электродиализа имеет три камеры, образованные анодной и катодной диафрагмами. Срединный отсек — это резервуар, через который проходит обрабатываемая жидкость. Сквозь неё пропускают ток, который затем делит ионы солей на катоды и аноды.
Плюсы и минусы методов
Каждый из способов обессоливания отличается рядом преимуществ и недостатков. Особенно их должны учесть те, кто хочет апробировать методы для домашнего применения.
Ионообменные установки отличаются такими достоинствами:
- получение максимально чистой воды,
- высокая надежность,
- отсутствие реакции на степень минерализации обрабатываемой среды,
- невысокие расходы на оборудование.
К минусам ионообменного метода относятся:
- сложность утилизации отходов фильтровального материала,
- загрязнение окружающей среды,
- необходимость регулярной замены фильтров.
Расходы на обслуживание ионообменной системы меняются пропорционально концентрации солей в жидкости.
Для обратноосмотической установки характерны такие плюсы:
- инертность к начальному составу жидкости,
- простота обслуживания установки,
- отсутствие необходимости использования сложных реагентов,
- возможность сбрасывать отработанные концентраты в канализацию,
- высокое качество нейтрализации минеральных примесей,
- низкие расходы на обслуживание системы.
Минусами обратного осмоса являются:
- необходимость предварительной обработки жидкости,
- высокий объем сбросов,
- необходимость непрерывной работы установки,
- относительно высокие энергозатраты при промышленных масштабах очистки.
Установки обратного осмоса монтируют в частных домах и квартирах под кухонную мойку.
Электролиз в быту не применяется, поскольку расходы на электроэнергию и саму установку нецелесообразны.
Чаще в домашних условиях применяют термический способ обработки (кипячение) или фильтрование через угольные картриджи. Однако это лишь смягчает жидкость, но не избавляет от минеральных растворенных примесей.