Kuidas teha vett värskeks. Merevee magestamine: kaasaegse maailma tehnoloogiad Kas nad teevad mereveest joogivett
WikiHow on wiki, mis tähendab, et paljud meie artiklid on kirjutatud mitmelt autorilt. Selle artikli loomisel töötas selle redigeerimise ja täiustamisega, sealhulgas anonüümselt, 13 inimest.
Üle 97,5% Maa veest sisaldab soola ja magestamine on soola veest eemaldamise protsess. Iga päev toodetakse üle 60 miljardi liitri magestatud vett, millest suur osa jõuab joogiveena Pärsia lahe riikidesse. Inseneridele üle maailma on väljakutse leida magestamismeetod, mis oleks piisavalt odav, et viia magestatud vesi Maa vaestesse ja kaugematesse piirkondadesse. Praegu kasutatakse vee suurtes kogustes magestamiseks mitmeid meetodeid, sealhulgas otseosmoos, süsiniknanotorud ja biomimeetikumid. Kuid aurustamine on endiselt kõige levinum viis magestatud vee saamiseks. Kõik magestamismeetodid tekitavad ohtlikke kõrvalsaadusi, nagu kontsentreeritud soolvesi, mis kujutavad endast keskkonnaohtu mageveele ja loomadele. Võib-olla soovite teada, kuidas vett väikeses mastaabis magestatakse erinevatel põhjustel, näiteks soov õpetada õpilasi, kui olete õpetaja, või janu kustutada, kui merel ootamatult eksite. Üks magestamise meetod (kasutades päikest) on aurustamine. Meetod on üsna lihtne ja seda saab teostada mitmel viisil, mida arutatakse allpool.
Üks olulisemaid probleeme kaasaegne maailm on joogivee puudus. Selle puuduse küsimus on aktuaalne peaaegu kõigi riikide ja kontinentide jaoks. Ülesande olemus ei ole magevee ammutamine või tarnimine, vaid selle tootmine soolasest veest (https://reactor.space/government/desalination/) .
Probleemi asjakohasus
Kui vees on soola kuni üks gramm liitri kohta, sobib see juba piiratud koguses tarbimiseks. Kui see näitaja aga läheneb suhtele kümme grammi liitri kohta, ei saa sellist vedelikku enam juua. Joogiveele on kehtestatud ka mitmeid piiranguid mikroorganismide ja orgaaniliste komponentide sisalduse osas selles. Seega on puhta vedeliku saamine üsna keeruline mitmetasandiline protsess.
Kõige populaarsem viis joogivee saamiseks on magestamine. Pealegi on see meetod asjakohane mitte ainult kuiva kliimaga piirkondade jaoks, vaid ka Euroopa ja Ameerika jaoks. Magevee valmistamine soolasest veest on Parim viis probleemi lahendamine.
Peaaegu igas planeedi piirkonnas võib leida mitmesuguseid kõrge soolasisaldusega vedelaid ladestusi. Mikroorganismide paljunemiseks pole tingimusi. Soolveed asuvad suhteliselt suurel sügavusel, mis välistab ohtlike keemiliste elementidega välisreostuse. Värsket vett saab ka mereveest. Käesolevas artiklis vaatleme kõige populaarsemaid viise selle probleemi lahendamiseks.
Vee destilleerimine keetmise teel
Seda tehnikat on kasutatud iidsetest aegadest. Tänapäeval kasutatakse mitut tüüpi destilleerimist. Põhimõte on vedelik keema ajada ja aur kondenseerida. Tulemuseks on magestatud vesi.
Märkimisväärse koguse vedeliku tootmiseks kasutatakse kahte populaarset tehnoloogiat. Ühte neist nimetatakse mitme kolonni destilleerimiseks. Tehnoloogia põhiolemus on viia vedelik esimeses veerus keemiseni. Saadud auru kasutatakse soojuse ülekandmiseks ülejäänud kolonnidele. See tehnika on tõhus. Selle abiga saate tööstuslikus mastaabis värsket vett. See tehnoloogia on aga väga energiamahukas. Seetõttu kasutatakse seda meie ajal üsna harva.
On leitud, et kiirdestilleerimine on tõhusam. Tehnoloogia olemus on soolase vedeliku aurustamine spetsiaalsetes kambrites. Nendes vähendatakse rõhuindikaatorit järk-järgult. Seega on veeauru saamiseks vaja madalamat temperatuuriindikaatorit. Seetõttu on see tehnoloogia tõhusam.
Destilleerimiseks on veel kaks meetodit: membraan ja kokkupressimine. Need tekkisid kahe esimese tehnoloogia moderniseerimise tulemusena. Membraani destilleerimine põhineb hüdrofoobset tüüpi membraani kasutamisel, mis toimib jahutusspiraalina. See hoiab vett, lastes samal ajal auru läbi. Survedestilleerimine põhineb kokkusurutud (ülekuumendatud) auru kasutamisel esimeses kolonnis.
Kõigil neil tehnoloogiatel on samad puudused. Need on liiga energiamahukad. Vedeliku nullist saja kraadini soojendamiseks kulub nelisada kakskümmend kilodžauli. Ja vee oleku muutmiseks vedelast gaasiliseks kulub juba kaks tuhat kakssada kuuskümmend kilodžauli. Vaatlusaluse tehnoloogia põhimõttel töötavad seadmed tarbivad kolm ja pool või enam kilovatti tunnis. kuupmeeter saadud magestatud vedelik.
Destilleerimine päikese käes
Lõunapoolsetes riikides kasutatakse destilleerimisprotsessi läbiviimiseks päikeseenergiat. See võimaldab oluliselt vähendada soolase vee magestamise kulusid. Destilleerimisprotsessi läbiviimiseks võite kasutada päikesepaneele või otse soojusenergia Päike. Tehnilises mõttes on kõige lihtsam aurustitel põhinev tehnoloogia. Viimased on spetsiaalsed klaasist või plastikust prismad, millesse valatakse soolane vedelik.
Selle tulemusena tõstab päikeseenergia vee temperatuuri. Vedelik hakkab aurustuma ja sadestub seintele kondensaadi kujul. Aurust väljuvad tilgad voolavad spetsiaalsetesse vastuvõtjatesse. Nagu näete, on tehnoloogia väga lihtne. Selle miinustest tasub esile tõsta madalat efektiivsust. See ei ületa viitkümmend protsenti. Seetõttu kasutatakse seda tehnoloogiat ainult vaestes piirkondades. Tema abiga on võimalik väikesele külale parimal juhul pakkuda värsket vett.
Paljud insenerid jätkavad tööd vaadeldava tehnoloogia moderniseerimise kallal. Nende peamine eesmärk on selliste süsteemide toodangu suurendamine. Näiteks võib kapillaarkilede kasutamine oluliselt parandada päikesedestillaatorite jõudlust.
Tuleb märkida, et alternatiivsetest energiaallikatest töötavad süsteemid ei ole peamine vahend magevee hankimisel. Kuigi nende kasutamine ei nõua destilleerimisprotsessi jaoks olulisi kulutusi.
Soola vedelikust eemaldamiseks võib kasutada muid meetodeid. tehnilisi lahendusi. Üsna populaarne vee puhastamise meetod on elektrodialüüs. Meetodi rakendamiseks kasutatakse paari membraane. Üks neist on vajalik katioonide läbimiseks ja teist kasutatakse eranditult anioonide jaoks. Osakesed jaotuvad membraanide mõjul alalisvool. Sageli rakendatakse sellist lahendust koos päikese- ja tuulegeneraatoritega.
Pöördosmoos
Vee magestamise tehnoloogiad paranevad pidevalt. Pöördosmoos muutub tänapäeval üha populaarsemaks. Alumine rida on poolläbilaskva membraani kasutamine. Seda läbib soolane vedelik. Selle tulemusena jäävad soola lisandite osakesed sellele küljele, kus rõhuindikaator on ülemäärane.
Pöördosmoosi meetod on kõige ökonoomsem. Eriti kui seda kasutatakse mittekriitilise soolasisaldusega vee magestamiseks. Sel juhul võib ühe kuupmeetri vee tootmiseks piisata ühest kilovatt-tunnist energiast. Seetõttu peetakse pöördosmoosi tehnoloogiat kõige lootustandvamaks.
Tulemused
Igal vee magestamise meetodil on oma omadused. Magevee tööstuslikuks tootmiseks on vaja valida kõige ökonoomsem ja tõhusam variant. Kõige tõhusam on pöördosmoosi meetod.
12 13 988 0
Me elame ainulaadses kohas – Maal, mis, kuigi sellel on palju maad, on siiski enamasti kaetud veega. Me ujume selles, navigeerime selles ja mis kõige tähtsam, joome seda. Erinevalt paljudest loomadest ei saa me piisavalt vedelikku ainult puu- ja juurviljadest – hüdratsiooni säilitamiseks peame regulaarselt jooma. Kuid ainult veekogul on veel üks ainulaadne omadus - see on peaaegu kõik soolane. Mageda vee osakaal on üllatavalt väike. Jah, me oleme sellega harjunud, sest selline vesi satub meie kodudesse ja seda müüakse kauplustes. Aga mis siis, kui meil poleks ühtäkki juurdepääsu mageveele, kui meil on ainult merevesi? Siis tuleb seda värskendada. Vaatame, kuidas seda on võimalik saavutada.
Sa vajad:
Seda meetodit nimetatakse ka sublimatsiooniks. Seda on lihtne rakendada isegi elutingimused, kuigi see ei anna suurt kogust vedelikku.
Võtke tavaline kastrul, kuhu valatakse soolane vesi. Järgmisena peate selle panni katma kaanega ja panema tulele. Järk-järgult koguneb selle kaanele kondensaat.
Kuid isegi siis, kui kate on eemaldatud enamik värsked tilgad voolavad pannile tagasi, seetõttu on vaja seda ekspromptseadet veidi täiustada.
- Poti kaane sisse puuritakse auk.
- Sellesse sisestatakse painduv toru, näiteks moonshine-destillaatori mähis.
- Selle teine ots lastakse tühja anumasse.
- Järgmisena peate toru katma niiske lapiga, et selles olev aur jahtuks.
- See kondenseerub ja kukub tühja anumasse.
Selle tulemusena satub kuumutatud pannile ainult sool ja teise anumasse jääb ainult destilleeritud vesi.
Pange aga tähele, et sellises vedelikus ei ole üldse soola ja seetõttu kustutatakse janu halvasti.
Parem on valada sinna väike kogus soolast vett.
Selle meetodi puhul kasutatakse spetsiaalseid sadestavaid reaktiive. Nad interakteeruvad merevees leiduvate sooladega ja moodustavad ühendeid, mis on lahustumatud. Seetõttu need settivad ja neid saab probleemideta välja filtreerida.
Sellel lähenemisviisil on oma puudused, eelkõige reaktiivide kõrge hind, reaktsiooni aeglus, suur hulk vajalikke reaktiive.
Seetõttu kasutatakse seda meetodit väga harva, kuid igapäevaelus seda ei kasutata ja peaaegu mitte kunagi.
See meetod on valdavalt tööstuslik ja seda on kasutatud pikka aega. See põhineb kahe poolläbilaskva membraani kasutamisel, mis on valmistatud tselluloosatsetaadist või polüamiidist. Väikesed veemolekulid võivad neid piiranguteta läbida, samas kui suuremad soolaioonid ja ka muud lisandid jäävad lõksu ja takistatakse edasist.
Sel viisil on raske saavutada suure koguse vedeliku magestamine ja igapäevaelus on sellist meetodit raske rakendada - see sobib tööstusettevõtetele.
See magestamismeetod tundub oma idee poolest väga lihtne, kuid teostuses üsna töö- ja ressursimahukas. Idee aluseks on asjaolu, et sool ei satu jäätumisel jäässe, sest jää tekkimine toimub ainult veemolekulidest.
Suurim kogus magedat vett looduses leidub kõikvõimalikes liustikes.
Tavaliselt kasutavad seda meetodit eskimod. Nad panevad soolase veega anuma külma kätte ja ootavad seejärel, kuni sinna tekivad jääkristallid. See jää kogutakse kokku ja sulatatakse – ja vesi on joodav.
Veelkord äärmuslikes tingimustes sobiva joogivee hankimise teema juurde.
Mida teha matkal, kui teel joogivett ei anta? Sinna tulevad näiteks sood, järved, jõed, jõesuudmed, mered. Aga puhast ja värsket vett ei tule.
Tavaliselt võetakse matkale kaasa spetsiaalsed vett desinfitseerivad tabletid, meenuvad vanaema retseptid vee desinfitseerimiseks ürtidega, vee desinfitseerimiseks peroksiidi või kaaliumpermanganaadiga.
See kõik sobib hästi värske ja suhteliselt selge vee jaoks. Põhimõtteliselt saate seda lihtsalt umbes kakskümmend minutit keeda ja sellel rahulikult küpsetada.
Aga mida teha, kui matk näeb ette kohtumise ainult soolase veega? Näiteks Krimmi lõunarannikul ja Kertši poolsaarel, kus on midagi vaadata, on mageveeallikaid väga vähe.
Muidugi saab osta värsket vett. Kuid sellistes kohtades on see üsna kallis. Ja kui päev on tsivilisatsioonist kaugel?
Selgub, et on ainult üks väljapääs – vett endaga kaasas kanda. Ja see on mõnevõrra ebamugav, kui lisada 15 kg kaaluvale seljakotile viieliitrine baklažaan veega.
Selliste ebameeldivuste vältimiseks viidi läbi katse merevee magestamiseks destilleerimisprotsessi abil.
Mis on destilleerimine
Destilleerimine- see on siis, kui vesi keeb, selle kohal olev aur koguneb, jahtub, muutub vastuvõtupaagis uuesti veeks.
Miks destilleerimine puhastab vett sooladest? Sest soolad keevad rohkem kõrge temperatuur kui vesi. Seetõttu aurustub kõigepealt vesi. Ilma sooladeta. Mida teha mereveega.
Mis juhtub, kui destilleeritav vesi sisaldab aineid, mis keevad madalamal temperatuuril? Näiteks lenduvad orgaanilised ained? Need aurustuvad kõigepealt. Seetõttu on üks destilleerimise põhimõtetest mitte suunata aurukollektorit otse vastuvõtuseadmesse, vaid lasta vett tõsiselt keema.
Samuti on oluline destilleerimise põhimõte hea aurujahutus. Seadme jõudlus sõltub otseselt jahutuse efektiivsusest. Kui osa aurust ei jahuta, vaid aurustub, saadakse vastavalt vähem puhast vett.
Niisiis, kuidas me merevee destilleerimist praktikas läbi viisime.
Merevee destilleerimine praktikas
Asukoht : rand Podmayachnoe külast põhja pool Kertši linna lähedal. Lähimasse poodi veega, trampige vähemalt pool tundi kuumas. Seal on muidugi ilus - kaljud, kivististe kihid jne. Aga palav on.
Veeallikas: Aasovi meri. Mitte väga soolane meri, soolsus on umbes 10 grammi liitri kohta. Sellega võrreldes on Musta mere soolsus 16-20 grammi liitri kohta.
Materjalid ja seadmed :
* kaks tellist;
* jaanituli;
* turistide veekeetja;
* kumer alumiiniumtoru;
* Klaaspudel;
* auk liiva sees;
* kruus merevee jaoks;
* palju küttepuid ja palju kannatust
Destilleerimisprotseduur on väga lihtne. Merevesi - veekeetjas, veekeetja - tulel. Auk maa sees. Sellesse maeti viltu klaaspudel. Liivast ulatus välja vaid kael, millesse auru edastav toru torgati.
Kõik - vesi kees, läks läbi toru pudelisse, kus see jahtus. Sest parem jahutus pudel valati külma (suhteliselt muidugi) mereveega üle. Veekeetjasse lisati aurustumisel soolast vett.
Nüüd oskusteabe tehnoloogia:
I. Esimese asjana reguleeriti merevee taset veekeetjas. Merevesi peaks hõivama vähem kui poole mahust, eelistatavalt kolmandiku. See on vajalik aurustumise intensiivsuse suurendamiseks. Pole teada, miks sel juhul paar moodustatakse rohkem, kuid selgus, et see nii on.
II. Lisaks ei tohi ülekandetoru auru jahutamiseks kasta. Jahutusvesi osutus salakavalaks ja voolas mööda toru (muide, umbes 80 cm pikk) altpoolt puhta vee pudelisse. Vastavalt sellele ei olnud puhastatud vee maitse eriti hea.
III. Siis plastpudel vastuvõtva seadme jaoks on parem mitte võtta. Sest see on auruga väänatud. Kuigi kui klaasi käepärast pole, siis sobib plastik. Laagri asukohas leidus ohtralt nii plast- kui klaaspudeleid.
tulemused: kirjeldatud viisil destilleerimisel 30-40 minuti jooksul puhastatakse umbes 350 milliliitrit vett.
järeldused
Läbiproovitud destilleerija puhastab suurepäraselt merevee. Saadud vees olevaid sooli ei maitseta. Ilmselt neid lihtsalt pole :) Puhastusprotsess nõuab üsna palju kütust. Vastuvõtupaagi põhjalik jahutamine peaaegu kahekordistab destilleerija jõudlust. Testitud destilleerija, võttes arvesse kõikvõimalikke parandusi ja probleeme, suudab varustada 2-3 inimest puhta veega 2-3 päeva päevas. Et varustada rohkem inimesi puhta veega pikema aja jooksul, on vaja kas täiustatud destilleerijat (mis muudab selle konstruktsiooni raskemaks ja raskemini transporditavaks) või teha proovitud destilleerija isiklikud seadmed (iga osaleja puhastab õige koguse vett üheks päevaks).
Seega on läbiviidud uuringud näidanud suurepäraseid tulemusi merevee puhastamisel marssimeetodil. Mis kõige tähtsam, veekeetja ja aurutoru kaal ei ületanud 500 grammi.
Tänapäeval on maailmas probleemiks joogivesi- see on üsna väike. Näiteks Aafrika varustab selle ressursiga vaid 30 protsenti vajalikust summast.
Teised riigid sellele mandrile läbi
joogivee tarniminevõimalik, kuid sellest siiski ei piisa. Just selline olukord ajendas teadlasi mõtlema, kas mereveest on võimalik joogivett valmistada? Tegelikult võib-olla isegi kodus, kuigi see on pikk protsess. Selleks on vaja destilleerimiskuubikut või kuupaistelist destillaati. Sel juhul kasutatakse füüsikaseadust, mille kohaselt ei saa soolad vees täielikult lahustuda. See tähendab, et pärast aurustumist jäävad mineraalid põhja.merevee pühkimine
Olles merevee kuupaistest läbi ajanud, saate pärast selle keetmist minimaalse lisandite kogusega joogivalmis joogivee. Oma koostiselt meenutab see pigem destilleeritud vett, mis ei juhi elektrit. Seetõttu on sellest üsna raske purju jääda. Aga apteekides müüakse nn "rikastajaid", lisades neid vaid mõne tilga, saab kätte inimorganismile vajaliku vee. Seega kokku maksab mereveest joogivee tootmine veidi rohkem kui mineraalvee tootmine.
Kuidas valmistada mereveest looduslikes tingimustes joogivett?
Merevett pole keeruline joogiveeks muuta, kui luua improviseeritud vahenditest omamoodi kuupaiste. Selleks on vaja auku, mis on mähitud kilega, mitme suure kivi ja heinaga. Aukusse valatud vesi kaetakse heinaga. Peal asetatakse kivid, mis on samuti kaetud kilega. Pärast vee soojenemist hakkab see aurustuma ja jahtudes kondenseerub see kividele. Muidugi on vett väga vähe, kuid piisavalt, et vähemalt janu kustutada.