Hogyan készítsünk friss vizet. Tengervíz sótalanítása: a modern világ technológiái Készítenek-e tengervízből ivóvizet
A WikiHow egy wiki, ami azt jelenti, hogy sok cikkünket több szerző írta. A cikk létrehozásakor 13 ember dolgozott a szerkesztésén és fejlesztésén, beleértve a névtelenséget is.
A Földön található víz több mint 97,5%-a sót tartalmaz, a sótalanítás pedig a só eltávolítása a vízből. Naponta több mint 60 milliárd liter sótalanított víz keletkezik, amelynek nagy része ivóvízként kerül az Öböl-menti országokba. Világszerte kihívást jelent a mérnökök számára egy olyan sótalanítási módszer megtalálása, amely elég olcsó ahhoz, hogy a sótalanított vizet a Föld szegény és távoli területeire is eljuttassák. Jelenleg számos módszert alkalmaznak a nagy mennyiségű víz sótalanítására, beleértve a közvetlen ozmózist, a szén nanocsöveket és a biomimetikumokat. Azonban még mindig a párologtatás a legelterjedtebb módja a sótalanított víz előállításának. Minden sótalanítási eljárás veszélyes melléktermékeket, például tömény sóoldatot termel, amelyek környezeti veszélyt jelentenek az édesvízre és az állatokra. Talán szeretné tudni, hogyan történik a víz kis léptékű sótalanítása különféle okok miatt, mint például az a vágy, hogy tanítsa a diákokat, ha Ön tanár, vagy a szomjúság oltása, ha hirtelen eltéved a tengerben. A sótalanítás egyik módja (a Nap segítségével) a párolgás. A módszer meglehetősen egyszerű, és többféleképpen is végrehajtható, amelyeket alább tárgyalunk.
Az egyik legfontosabb probléma modern világ az ivóvíz hiánya. Hiányának kérdése szinte minden ország és kontinens számára aktuális. A feladat lényege nem az édesvíz kinyerése vagy kiszállítása, hanem sós vízből történő előállítása (https://reactor.space/government/desalination/) .
A probléma relevanciája
Ha a víz literenként legfeljebb egy gramm sót tartalmaz, az már korlátozott mennyiségben fogyasztásra alkalmas. Ha azonban ez a mutató megközelíti a tíz gramm/liter arányt, egy ilyen folyadékot már nem lehet inni. Az ivóvízre vonatkozóan számos korlátozás vonatkozik a benne lévő mikroorganizmusok és szerves komponensek tartalmára vonatkozóan. Így a tiszta folyadék előállítása meglehetősen összetett többszintű folyamat.
Az ivóvíz beszerzésének legnépszerűbb módja a sótalanítás. Sőt, ez a módszer nemcsak a száraz éghajlatú régiókra vonatkozik, hanem Európára és Amerikára is. Sós vízből édesvizet készíteni A legjobb mód problémamegoldás.
Sokféle, magas sótartalmú folyékony lerakódás megtalálható a bolygó szinte bármely részén. A mikroorganizmusok szaporodásának nincsenek feltételei. A sóoldatok viszonylag nagy mélységben helyezkednek el, ami kizárja a veszélyes kémiai elemek által okozott külső szennyezés előfordulását. Tengervízből is lehet friss vizet kapni. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a probléma megoldásának legnépszerűbb módjait.
Víz desztillációja forralással
Ezt a technikát ősidők óta használták. Manapság többféle desztillációt alkalmaznak. A lényeg az, hogy felforraljuk a folyadékot, és kondenzáljuk a gőzt. Az eredmény sótalan víz.
Két népszerű technológiát használnak jelentős mennyiségű folyadék előállítására. Az egyiket többoszlopos desztillációnak nevezik. A technológia lényege, hogy az első oszlopban a folyadékot forrásig hozzuk. A keletkező gőzt arra használják, hogy hőt adnak át az oszlopok többi részére. Ez a technika hatékony. Segítségével ipari méretekben friss vizet kaphat. Ez a technológia azonban nagyon energiaigényes. Ezért korunkban meglehetősen ritkán használják.
A gyorslepárlást hatékonyabbnak találták. A technológia lényege a sós folyadék elpárologtatása speciális kamrákban. Ezekben a nyomásjelző fokozatosan csökken. Ennek megfelelően a vízgőz előállításához alacsonyabb hőmérséklet-jelzőre van szükség. Ezért ez a technológia hatékonyabb.
A desztillációnak még két módja van: membrános és kompressziós. Az első két technológia korszerűsítésének eredményeként keletkeztek. A membrándesztilláció egy hidrofób típusú membrán használatán alapul, amely hűtőtekercsként működik. Megtartja a vizet, miközben átengedi a gőzt. A kompressziós desztilláció az első oszlopban sűrített (túlhevített) gőz alkalmazásán alapul.
Mindezen technológiáknak ugyanaz a hátránya. Túl energiaigényesek. Négyszázhúsz kilojoule kell ahhoz, hogy egy folyadékot nulláról száz fokra melegítsünk. És ahhoz, hogy a víz állapotát folyékonyból gázneművé változtassuk, már kétezer-kétszázhatvan kilojoule-ra van szükség. A vizsgált technológiák elvén működő berendezések óránként három és fél vagy több kilowatttot fogyasztanak. köbméter a keletkező sótalanított folyadékot.
Lepárlás a napon
A déli országokban napenergiát használnak a lepárlási folyamat végrehajtásához. Ez lehetővé teszi, hogy jelentősen csökkentse a sós víz sótalanításának költségeit. A desztillációs folyamat végrehajtásához használhat napelemeket vagy közvetlenül hőenergia Nap. Technikailag a legegyszerűbb az elpárologtatókon alapuló technológia. Ez utóbbiak speciális üvegből vagy műanyagból készült prizmák, amelyekbe sós folyadékot öntenek.
Ennek eredményeként a napenergia megemeli a víz hőmérsékletét. A folyadék elkezd elpárologni, és kondenzátum formájában kicsapódik a falakon. A gőzből kilépő cseppek speciális tartályokba áramlanak. Mint látható, a technológia nagyon egyszerű. Mínuszai közül érdemes kiemelni az alacsony hatékonyságot. Nem haladja meg az ötven százalékot. Ezért ezt a technológiát csak a szegény régiókban használják. Segítségével a legjobb esetben is egy kis falut lehet friss vízzel ellátni.
Sok mérnök továbbra is dolgozik a figyelembe vett technológia korszerűsítésén. Fő céljuk az ilyen rendszerek teljesítményének növelése. Például a kapilláris fóliák használatával jelentősen javítható a szoláris lepárlók teljesítménye.
Meg kell jegyezni, hogy az alternatív energiaforrásokkal működő rendszerek nem a fő eszközei az édesvíz beszerzésének. Használatuk azonban nem igényel jelentős költségeket a lepárlási folyamat során.
Más módszerek is használhatók a só folyadékból való eltávolítására. műszaki megoldások. A víztisztítás egyik meglehetősen népszerű módszere az elektrodialízis. A módszer megvalósításához egy pár membránt használnak. Az egyik a kationok áthaladásához szükséges, a második pedig kizárólag anionokhoz használható. A részecskék a membránokon oszlanak el hatása alatt egyenáram. Az ilyen megoldást gyakran nap- és szélgenerátorokkal együtt valósítják meg.
Fordított ozmózis
A vízsótalanítási technológiák folyamatosan fejlődnek. A fordított ozmózis manapság egyre népszerűbb. A lényeg egy félig áteresztő membrán használata. Sós folyadék halad át rajta. Ennek eredményeként a sószennyeződés részecskéi azon az oldalon maradnak, ahol a nyomásjelző túl magas.
A fordított ozmózis módszer a leggazdaságosabb. Főleg, ha nem kritikus sótartalmú víz sótalanítására használják. Ebben az esetben egy kilowattóra energia elég lehet egy köbméter víz előállításához. Ezért a fordított ozmózis technológiát tartják a legígéretesebbnek.
Eredmények
Minden vízsótalanítási módszernek megvannak a maga sajátosságai. Az édesvíz ipari méretekben történő előállításához a leggazdaságosabb és leghatékonyabb lehetőséget kell kiválasztani. A fordított ozmózis módszer messze a leghatékonyabb.
12 13 988 0
Egyedülálló helyen élünk - a Földön, amelyet bár sok földje van, még mindig nagyrészt víz borítja. Úszunk benne, navigálunk benne, és ami a legfontosabb, isszuk. Sok állattal ellentétben mi nem tudunk elegendő folyadékot bevinni csak a gyümölcsökből és zöldségekből – rendszeresen innunk kell, hogy hidratáltak maradjunk. De csak a víztestnek van egy másik egyedülálló tulajdonsága - szinte minden sós. Az édesvíz százalékos aránya meglepően kicsi. Igen, megszoktuk, mert ilyen víz kerül az otthonunkba, és árulják az üzletekben. De mi van, ha hirtelen nem jutunk édesvízhez, ha csak tengervizünk van? Akkor frissíteni kell. Lássuk, hogyan lehet ezt elérni.
Szükséged lesz:
Ezt a módszert szublimációnak is nevezik. Könnyen kivitelezhető még azokban is életkörülmények, bár nem biztosít nagy mennyiségű folyadékot.
Vegyünk egy közönséges serpenyőt, amelybe sós vizet öntünk. Ezután le kell fedni ezt a serpenyőt, és fel kell tűzni. Fokozatosan páralecsapódás gyűlik fel a fedelén.
Azonban akkor is, ha a burkolatot eltávolítják a legtöbb a friss cseppek visszafolynak a serpenyőbe, ezért kissé javítani kell ezen a rögtönzött eszközön.
- Az edény fedelébe lyukat fúrnak.
- Egy hajlékony csövet helyeznek be, például egy holdfény-leállító tekercset.
- A másik végét egy üres edénybe engedjük le.
- Ezután le kell fednie a csövet nedves ruhával, hogy a benne lévő gőz lehűljön.
- Lecsapódik és egy üres edénybe esik.
Ennek eredményeként csak a só kerül a felmelegített serpenyőbe, és csak a desztillált víz marad a második edényben.
Vegye figyelembe azonban, hogy egy ilyen folyadékban egyáltalán nem lesz só, ezért a szomjúságot rosszul oltja.
Jobb, ha kis mennyiségű sós vizet öntünk bele.
Ezzel a módszerrel speciális kicsapó reagenseket használnak. Kölcsönhatásba lépnek a tengervízben található sókkal, és oldhatatlan vegyületeket képeznek. Ezért leülepednek és gond nélkül kiszűrhetők.
Ennek a megközelítésnek megvannak a hátrányai, különösen a reagensek magas költsége, a reakció lassúsága és a szükséges reagensek nagy száma.
Ezért ezt a módszert nagyon ritkán használják, de a mindennapi életben nem használják, és szinte soha.
![](https://i2.wp.com/evrikak.ru/wp-content/uploads/2015/02/water-424807_1280-e1468686352584.jpg)
Ez a módszer túlnyomórészt ipari jellegű, és régóta alkalmazzák. Két, cellulóz-acetátból vagy poliamidból készült, félig áteresztő membrán használatán alapul. A kis vízmolekulák korlátozás nélkül átjuthatnak rajtuk, míg a nagyobb sóionok, valamint egyéb szennyeződések csapdába esnek, és megakadályozzák a továbbiakat.
Nagy mennyiségű folyadék sótalanítását ilyen módon nehéz elérni, a mindennapi életben pedig egy ilyen módszert nehéz megvalósítani - ipari vállalkozások számára alkalmas.
Ez a sótalanítási módszer ötletében nagyon egyszerűnek tűnik, megvalósításában viszont meglehetősen munka- és erőforrásigényes. Az ötlet azon alapul, hogy fagyáskor a jégbe nem kerül só, mert a jégképződés csak vízmolekulákból megy végbe.
A természetben a legnagyobb mennyiségű édesvíz mindenféle gleccseren található.
Általában az eszkimók folyamodnak ehhez a módszerhez. Kitesznek egy edényt sós vízzel a fagynak, majd megvárják, amíg jégkristályok képződnek. Ezt a jeget összegyűjtik és felolvasztják – és a víz iható.
Még egyszer a megfelelő ivóvíz extrém körülmények között történő megszerzésének kérdéséhez.
Mi a teendő egy túrán, ha nem biztosítanak ivóvizet útközben? Lesznek például mocsarak, tavak, folyók, torkolatok, tengerek. De nem lesz tiszta és friss víz.
Általában speciális vízfertőtlenítő tablettákat visznek magukkal egy túrára, emlékeznek a nagymama receptjeire a víz gyógynövényekkel történő fertőtlenítésére, a víz peroxidos vagy kálium-permanganátos fertőtlenítésére.
Mindez kiválóan alkalmas friss és viszonylag tiszta vízhez. Ezt elvileg egyszerűen csak forralhatod körülbelül húsz percig, és nyugodtan főzhetsz rajta.
De mi a teendő, ha a túra csak sós vízzel való találkozást biztosít? Például a Krím déli partján és a Kercsi-félszigeten, ahol van mit látni, nagyon kevés édesvízforrás van.
Természetesen friss vizet vásárolhat. De ilyen helyeken elég drága. És ha a nap a civilizációtól távol van?
Kiderült, hogy csak egy kiút van - vizet hordani magával. És ez némileg kényelmetlen, ha egy 15 kg-os hátizsákhoz egy ötliteres padlizsánt vizet adunk.
Az ilyen kellemetlenségek elkerülése érdekében kísérletet végeztek a tengervíz sótalanítására desztillációs eljárással.
Mi a desztilláció
Lepárlás- ilyenkor a víz felforr, a felette lévő gőz összegyűlik, lehűl, visszaváltozik vízzé a vevőtartályban.
Miért tisztítja meg a vizet a desztilláció a sóktól? Mert a sók többet forrnak magas hőmérsékletű mint a víz. Ezért először a víz elpárolog. Sók nélkül. Mi a teendő a tengervízzel.
Mi történik, ha a desztillált víz olyan anyagokat tartalmaz, amelyek alacsonyabb hőmérsékleten forrnak? Például illékony szerves anyagok? Először elpárolognak. Ezért a desztilláció egyik alapelve, hogy a gőzgyűjtőt ne közvetlenül a vevőkészülékbe irányítsuk, hanem hagyjuk komolyan felforrni a vizet.
Szintén fontos elve a desztillációnak a jó gőzhűtés. A készülék teljesítménye közvetlenül függ a hűtési hatékonyságtól. Ha a gőz egy része nem hűl le, hanem elpárolog, akkor ennek megfelelően kevesebb tiszta vizet kapunk.
Tehát hogyan végeztük a gyakorlatban a tengervíz desztillációját.
Tengervíz desztilláció a gyakorlatban
Elhelyezkedés : strand Podmayachnoe falutól északra Kerch város közelében. A legközelebbi boltba vízzel, legalább fél órát tapossuk a melegben. Ott persze gyönyörű - sziklák, kövületrétegek stb. De meleg van.
Vízforrás: Azovi-tenger. Nem túl sós tenger, a sótartalom körülbelül 10 gramm literenként. Hozzá képest a Fekete-tenger sótartalma 16-20 gramm literenként.
Anyagok és felszerelések :
* két tégla;
* máglya;
* turisztikai vízforraló;
* ívelt alumínium cső;
* Üveg;
* egy lyuk a homokban;
* bögre tengervízhez;
* sok tűzifa és sok türelem
A lepárlási eljárás nagyon egyszerű. Tengervíz - vízforralóban, vízforralóban - tűzön. Lyuk a földben. Egy üvegpalack volt benne ferdén elásva. Csak a nyaka állt ki a homokból, amibe a gőzáteresztő csövet illesztették.
Minden - a víz felforrt, áthaladt a csövön a palackba, ahol lehűlt. Mert jobb hűtés az üveget hideg (persze viszonylag) tengervízzel öntötték fel. Sós vizet adtunk a vízforralóhoz, miközben elpárolgott.
Most know-how technológia:
én. Az első dolog, amit beállítottak, az a vízforralóban lévő tengervíz szintje volt. A tengervíznek a térfogat kevesebb mint felét, lehetőleg egyharmadát kell elfoglalnia. Ez szükséges a párolgás intenzitásának növeléséhez. Nem tudni, hogy ebben az esetben miért alakul ki több a pár, de kiderült, hogy ez így van.
II. Ezenkívül lehetetlen az erőátviteli csövet öntözni a gőz lehűtése érdekében. A hűtővíz alattomosnak bizonyult, és egy (egyébként kb. 80 cm hosszú) csövön alulról egy palack tiszta vízbe folyt le. Ennek megfelelően a tisztított víz íze nem volt túl jó.
III. Után, műanyag palack mert a fogadó eszköz jobb, ha nem veszi. Mert a gőz csavarja. Bár ha nincs kéznél üveg, a műanyag is megteszi. A tábor helyén műanyag és üvegpalackok is bőven voltak jelen.
eredmények: a leírt módon 30-40 perces desztillációhoz körülbelül 350 milliliter vizet tisztítunk meg.
következtetéseket
A jól bevált lepárló tökéletesen megtisztítja a tengervizet. A kapott vízben lévő sókat nem kóstolják meg. Úgy tűnik, egyszerűen nincsenek ott :) A tisztítási folyamat meglehetősen nagy mennyiségű üzemanyagot igényel. A fogadótartály alapos hűtése csaknem megkétszerezi a lepárló teljesítményét. Egy bevizsgált lepárló mindenféle korrekciót és problémát figyelembe véve napi 2-3 napra 2-3 embert tud tiszta vízzel ellátni. Ahhoz, hogy több embert hosszabb ideig lássunk el tiszta vízzel, vagy egy fejlettebb lepárlóra van szükség (amely megnehezíti a felépítését és nehezebben szállítható), vagy a tesztelt lepárlót személyi felszereléssel (minden résztvevő a megfelelő mennyiségű vizet tisztítja) egy napra).
Így az elvégzett vizsgálatok kiváló eredményeket mutattak a tengervíz marching módszerrel történő tisztításában. A legfontosabb, hogy a vízforraló és a gőzcső súlya nem haladta meg az 500 grammot.
Ma a világban a probléma vizet inni- elég kicsi. Afrikát például a szükséges mennyiség mindössze 30 százaléka biztosítja ezzel az erőforrással.
Más országok ezen a szárazföldön végzett
ivóvíz szállításlehetséges, de ez még mindig nem elég. Ez a helyzet késztette a tudósokat arra, hogy elgondolkodjanak azon, hogy lehet-e tengervízből ivóvizet készíteni? Sőt, talán még otthon is, bár ez egy hosszú folyamat. Ehhez desztillációs kocka vagy holdfényű lepárló szükséges. Ebben az esetben a fizika törvényét alkalmazzák, amely szerint a sók nem tudnak teljesen feloldódni a vízben. Vagyis párolgás után az ásványok az alján maradnak.tengervíz söprés
A tengervizet átvezetve a holdfényen, felforralva, ivásra kész ivóvizet kap, minimális mennyiségű szennyeződéssel. Összetételében inkább desztillált víz, amely nem vezeti az elektromosságot. Ezért elég nehéz berúgni tőle. De a gyógyszertárak árulják az úgynevezett "dúsítókat", néhány csepp hozzáadásával megkaphatja az emberi szervezet számára szükséges vizet. Összességében tehát az ivóvíz előállítása tengervízből valamivel többe kerül, mint az ásványvíz előállítása.
Hogyan készítsünk ivóvizet tengervízből természetes körülmények között?
Nem nehéz ivóvízzé alakítani a tengervizet, ha egyfajta holdfényt készítesz rögtönzött eszközökből. Ehhez szükség lesz egy lyukra, amelyet fóliával, több nagy kővel és szénával csomagolnak be. A lyukba öntött vizet szénával borítják. A tetejére köveket helyeznek, amelyeket szintén fóliával borítanak. Miután a víz felmelegszik, elkezd elpárologni, és amikor lehűl, lecsapódik a kövekre. Természetesen nagyon kevés víz lesz, de elég ahhoz, hogy legalább a szomjat oltsa.