Что полезного вы узнаете из содержания этой статьи:
1. Для чего используется опреснитель
2. Современные способы обессоливания
3. Как подобрать опреснитель воды
4. Чем можно заменить опреснители
Состав воды имеет очень важное значение. Она используется в быту, в промышленности, котельных, электростанциях, в судоходстве, сельских хозяйствах, гостиничный сервис и еще во многих направлениях. При этом, вода должна быть определенного качества. То есть использовать её непосредственно из источника нельзя. Это обусловлено тем, что в ней содержится масса примесей. Один из основных компонентов – это соли. Они могут быть разных типов и в разной концентрации. Употребление такой воды может нанести существенный вред как здоровью, так и оборудованию. Степень солености воды зависит от концентрации соли, которая определяется путем химического анализа.
1. Для чего используется опреснитель
Опреснителем или опреснительными установками называются устройства, которые способны устранить из воды переизбыток солевых элементов. По нормативам, например, в питьевой воде, должно быть не больше 600-1000 мг на литр минералов и солей. Показатели зависят от региона. Часто возникает ситуация, когда этот порог превышен. Соленая вода очень вредит. Это могут быть элементы натрия, а они опасны для тех, у кого проблемы с давлением. Может быть соли кальция, которые образуют тромбы. Или хлориды, сульфаты. Эти минералы вызывают проблемы с желудочно-кишечным трактом. Для бытовой техники так же не рекомендовано использование такой воды. Соли вызывают отложения на нагревательных элементах, что приводит к поломкам. Самый известный вид таких проявлений – это накипь в чайнике.
Что касается судоходства, то в этой сфере опреснители являются помощниками в получении пресной воды при переработке морской. В этом случае не выгодно и неудобно держать запас питьевой воды. Тем более она требуется не только для приготовления еды или питья, но и для технических нужд. Поэтому более оптимальный вариант – это фильтрация морской воды. Правда показатели соли там намного выше и используются уже более мощные системы фильтрации, по сравнению с бытовыми. Как правило, чем больше судно, тем больше у него потребностей в воде. Поэтому опреснители устанавливаются, ориентируясь на требуемый расход пресной воды. Кроме основных потребностей, в этой сфере вода используется для охлаждения и в качестве технической. При этом требуется разная степень очистки. И к каждому типу воды есть свой регламент. В котором указано какая концентрация и каких элементов допустима в составе. То же самое касается подводных лодок. На них размещены современные опреснители, которые имеют высокую производительность. Опреснители должны быть устойчивыми к воздействию морской воды и иметь определенные технические показатели.
Соленая вода может быть не только морская. Иногда такому подвержена скважинная. Грунтовые воды, в процессе своего пути, могут проходить различные пласты и впитывать в себя множество элементов. Соли в том числе. Поэтому при анализе состава воды солевые показатели превышены. Водопроводная вода тоже может быть соленой. Но это довольно редкий случай. И исходным источником должна служить скважина, в которой повышена минерализация. Такое явление можно встретить в курортных небольших городах, если неправильно настроен процесс обессоливания.
Рис. 1 Опреснение воды
Итак, соленая вода вредна. Да и на вкус не очень приятна. Имеет солоноватый привкус, даже может немного горчить. Если готовить на такой воде, мыть продукты, умываться это приведет к проблемам со здоровьем. Обычные бытовые системы фильтрации не всегда способны очистить до необходимого уровня. Когда дело касается солей жесткости, то обычного умягчителя будет достаточно. А вот при других типах и сильно повышенной концентрации соли рекомендуется устанавливать опреснитель. Просто бытовая установка более компактная и простая. Производительность тоже ниже. Это зависит от количества потребления воды. Как правило, для домашнего использования, бытовых опреснителей хватает.
Промышленные системы опреснения уже более расширены. Они используют одну технологию обессоливания, но при этом в конструкцию могут быть включены другие элементы фильтрации. Современные опреснители абсолютно безопасны и имеют различную производительность. Так же используются разные методы очистки от солей. Это зависит от сферы деятельности предприятия, первичному составу воды. А именно процент минерализации. Так же важным пунктом выступает производительность. Некоторые системы, как и технологии, не способны в стандартном варианте перерабатывать большой объем воды. Поэтому приходится комплектовать установки отдельно.
Опреснение морской воды очень актуально на сегодняшний день. Такими устройствами пользуются не только суда дальнего следования, но и электростанции, нефтяные вышки, некоторые промышленные предприятия. Опреснители более устойчивы к агрессивному воздействию минералов. Позволяют получать разный тип очистки, в зависимости от выбранного способа. Очищают не только от солей, но и от других вредных загрязнений. Расход ресурсов и на сервисное обслуживание опреснителей просчитывается заранее.
Опреснительные установки также используются и на суше. На промышленных предприятиях, электростанциях, в сельских хозяйствах и даже в быту. Сфера их применения постоянно расширяется. Ведь не везде есть источники пресной воды. И иногда их состав гораздо более концентрированный. Поэтому проще отфильтровать и опреснить соленую воду. В промышленных и сельских хозяйствах очень высокая производительность. Поэтому и установки опреснительные подбираются под требуемые стандарты. Это может быть даже несколько объединенных технологий фильтрации.
Так как опреснение соленой воды является очень актуальным, в этом направлении постоянно ведется разработки. Появляются новые установки, которые позволяют экономить затраты на ресурсы, повышать производительность, увеличивать срок службы. Они заменяют устаревшее оборудование. Так же устройства становятся более универсальными, позволяя фильтровать воду под различные нужды. Тем самым нет необходимости совмещать разные технологии или устанавливать дополнительные модули обессоливания.
Еще одним показателем опреснительных установок является их экологичность. На сегодняшний день в мире все процессы стараются сделать безопасными. То же самое качается и методов обессоливания. Естественно, если бы соленой воде требовалось только удаление солевых излишков, было бы проще. Но очень часто в воде присутствуют вредные примеси. Они не все опасные сами по себе. Больший вред приносит их повышенная концентрация. И как раз реагенты способны справиться с такой задачей быстрее. Но есть и негативные стороны этого метода. Некоторые вещества могут оставаться в воде, и она уже непригодна для питья. Но кроме химического способа есть еще много других, которые обессоливают без применения реагентов.
Кроме того, опреснительные установки могут быть использованы в промышленности в качестве очистки соленых сточных вод. После обработки или другого использования, вода, которая сливается в канализацию, требует предварительной фильтрации. В зависимости от деятельности предприятия, стоки могут содержать высокую концентрацию солей. Перед утилизацией их необходимо удалить. При этом может использоваться любой метод и оборудование. Естественно, приоритетным будет то, которое потребляет меньше ресурсов. Сточные воды не нуждаются в полной очистке. Важно лишь довести состав до определенных нормативов. Для электростанций и котельных часто необходима обессоленная вода для подпитки. Такие предприятия чаще используют дистилляционные опреснители. Несмотря на то что они потребляют довольно много ресурсов, такой расход вполне оправдан. Зато нет необходимости приобретения дополнительных модулей или реагентов.
2. Современные способы обессоливания
Существует несколько способов обессоливания. Их основной задачей является удаление солевых минералов из воды. Некоторые способы подходят для опреснения морской воды, которая является наиболее соленой. Другие универсальны или разработаны для солоноватых вод. Но главным элементом выступает фильтрующий модуль. От его технических характеристик зависит какой именно тип воды можно обессолить и до какой степени. Несмотря на разнообразие способов есть несколько наиболее эффективных. Самыми актуальными являются дистилляция, обратный осмос и ионный обмен. Рассмотрим их поподробнее.
Дистилляция. В основе технологии лежит способ выпаривания. Такие опреснители называются дистилляторами. Могут применять в судоходстве, в быту, на промышленных предприятиях и сельских хозяйствах. Соленая вода нагревается, полученный пар конденсируется. Это и есть пресная вода. Чаще всего технология применяется для обессоливания морской воды, где показатели минерализации значительно превышены. Способ этот достаточно энергозатратный. Ведь чтобы нагреть воду, требуется большой расход электричества. К тому же соли могут оседать на нагревательных элементах. Что тоже является недостатком технологии. Но такие минусы не всегда являются существенными. Дистилляция позволяет обессоливать большой объем воды, а значит показывает высокую производительность. При этом не используются химические вещества, что делает его безопасным. Дистилляторы могут работать без перерыва. Что так же влияет на скорость получения пресной воды и её объемов. Современные опреснители на основе метода дистилляции постоянно модернизируются. Основная проблема, с которой борются производители – снижение энергозатрат. Если не требуется постоянное обессоливание воды, то данная технология вполне приемлема и не будет так сильно потреблять ресурсы. Сервисное обслуживание опреснителю необходимо. Для дистиллятора это будет очистка тэнов или других нагревательных элементов. Очистить их можно с помощью химических средств. Но при этом требуются четкая дозировка и обязательная промывка системы после очистки. Эксперимент по дистилляции можно провести и в домашних условиях. Для этого под чашкой с водой, желательно прозрачной, положить пластик. И поставить на солнце. Под действием солнечных лучей, вода будет испаряться, а на пластике появится конденсат. Именно это и будет пресной водой. Промышленные опреснители действуют точно также, но в более крупных масштабах. И вместо природного нагревания используется электричество.
Рис. 2 Технология обессоливания
Следующий способ обессоливания – ионный. Такие опреснители чаще используются в быту или промышленности. Фильтром выступает ионная смола. Она похожа на гранулы или шарики. Они могут быть разных размеров и форм. Иметь разную степень поглощения. Проходя через нее, соли заменяются безобидными ионами. Такая технология является безопасной, а это значит можно опреснять воду для питья. Есть и несколько недостатков. Один из них — это расход ионной смолы. Если рассматривать бытовые опреснители, то в них чаще всего установлен фильтр с ионной смолой. Он не подлежит промывке и просто заменяется. У него средняя производительность. В промышленных установках для снижения затрат, ионная смола регенерируется. Когда происходит насыщение гранул солями, их промывают концентратом. После этого загрузку снова можно использовать. Такие опреснители имеют довольно высокую производительность, позволяя обессоливать большой объем воды. Частота регенерации зависит от степени концентрации солей в воде. Ионные опреснители обязательно автоматизируются. Это необходимо для контроля за регенерацией фильтрующей среды. Так же установкам необходимо сервисное обслуживание.
Еще одна достаточно известный метод – обратный осмос. По сути именно с него и началось обессоливание морской воды. Опресняют воду с помощью полупроницаемой мембраны. Это такой элемент, состоящий из нескольких полимерных пористых слоев. Вода под давлением проходит через мембрану, разделяясь на два потока. Первый идет в накопительный бак, являясь пресной водой. А второй поток сливается в дренаж. У таких опреснителей есть определенные требования. Давление в системе должно быть в определенных рамках. Так как поток воды сквозь мембрану обязательно проходит под давлением. Если оно превышает норму, то это вредит мембране. Если понижено, качество обессоливания снижается. Так же обязательным условием будет наличие модуля предварительной фильтрации. Каждый источник содержит механические примеси. И они могут деформировать мембрану. Поэтому перед тем как подать поток воды на основной фильтрующий элемент, её пропускают через фильтр грубой очистки. Как ионный опреснитель, мембрана требует ухода. А именно промывки. Ячейки её засоряются, эффективность падает. Поэтому периодически она промывается потоком воды в обратном направлении. Степень обессоливания зависит от диаметра пор. Чем они меньше, тем тоньше очистка. Кроме удаления солей, мембрана устраняет все загрязнения. То есть на выходе получается дистиллированная пресная вода. Это очень удобно в промышленном производстве, где часто регламент не позволяет наличие любых элементов в составе. Производительность опреснителей зависит от данных фильтрующего элемента и их количества. Для бытового использования достаточно одной мембраны в опреснителе. Для промышленного их количество не ограничено. Основной недостаток метода в большом объеме утилизируемой воды. Снизить этот показатель можно путем установки дополнительных модулей фильтрации. Или увеличением количества мембран, отправляя концентрат на дополнительную фильтрацию. Единственные загрязнения, которые может удалить мембрана – это хлористые соединения. Поэтому если требуется полная очистка и опреснение воды, то рекомендуется установить фильтр предварительной подготовки.
Рис. 3 Технология обессоливания
К этой же технологии можно добавить метод электродиализа. Они очень похожи с обратным осмосом. Разница в том, что при опреснении электродиализом необходимо электрическое поле. Преимущество таких установок в возможности устранения определенных солевых элементов. Сама мембрана в установках электродиализа более защищенная. То есть способна выдерживать большие нагрузки, и агрессивная среда не влияет на нее. Такие качества позволяют обессоливать воду высокой температуры. Опреснители обратного осмоса могут обессоливать только холодную воду.
Есть еще и другие способы. Например, химический или кристаллизация. Но они слишком длительные по времени обессоливания и не являются безреагентными. То есть по идее, они применяются для опреснения воды как морской, так и солоноватой. Но другие технологии более современные и актуальные.
3. Как подобрать опреснитель воды
Выбор оборудования для опреснения может поставить в тупик. Ведь для обессоливания используются не только разные технологии, но оборудование имеет определённые требования и расходы. Также существуют разные модификации устройств, которые ориентированы под разную деятельность и разные сферы использования. Перед тем как приступить к подбору оборудования следует сделать анализ воды. Это необходимо для выявления концентрации и типа солей и наличия других примесей. Далее определяется степень обессоливания и очистки. Последним пунктом станет производительность системы. После сбора информации подбирается оборудование. Обращается внимание на другие детали. Например, комплектация, габариты и расходы на эксплуатацию.
Стоит обратить внимание на дополнительные комплектующие. Это могут быть насосы, датчики, котроллеры. Для чего они нужны? Все эти элементы упрощают и помогают эффективно обессолить воду. Некоторые из них уже могут быть в комплектации. Насосное оборудование позволяет не только перекачивать или производить забор воды, но и создавать определенное давление в системе. Что касается автоматизации устройств, то это необходимо. Особенно если речь идет о промышленных установках. В том случае контроль за системой обязателен.
После того как осуществлена необходимая комплектация системы, проводится её установка и пуско-наладочные работы. Они включают в себя монтаж и проверку оборудования. Все необходимые программы должны настраивать только специалисты. То же самое касается установки. На этом этапе недопустимы ошибки иначе модули не смогут правильно выполнять свою работу. При первичном запуске проводится проверка на герметичность и эффективность. Проверяется работа всех узлов. Так же обязательно соблюдать все нормативы санитарно-эпидемиологических служб. Монтаж опреснителей не очень сложен. Если говорить о бытовых системах, то их можно установить самостоятельно.
Рис. 4 Оборудование для опреснения
Важным пунктом в обслуживании опреснительных установок является своевременная очистка фильтрующего элемента. Для каждой технологии своя методика. Например, мембрана просто промывается обратным потоком. Ионные фильтры необходимо регенерировать. Для этого ионная смола промывается в концентрированном солевом растворе. Таким образом происходит её насыщение. Если вовремя не производить промывку, фильтрующий модуль заполнится солями и другими примесями, что приведет к снижению производительности и эффективности опреснения. Чтобы не следить за этим вручную, систему автоматизируют.
Для правильного подбора оборудования следует знать состав воды, которую требуется обессолить, требования по очистке и производительность. Современные установки достаточно компактны и не потребляют большого количества ресурсов. Но периодическое сервисное обслуживание необходимо. Соленая вода может оставлять налет на элементах. Особенно если технология подразумевает нагрев. Чтобы оборудование работало без сбоев, нужна очистка.
4. Чем можно заменить опреснители
С одной стороны, фильтр системы фильтрации помогают избавиться от вредных примесей и скорректировать состав воды под требуемые нужды. С другой стороны, фильтр фильтру рознь. Даже элементы, которые используют одну технологию могут отличаться. В частности, это касается мембран. Они могут быть разного типа, производить разную степень очистки. Ионная смола различается по типу и техническим характеристикам. То есть полноценной замены опреснителю нет. Такие системы специально скомплектованы для опреснения воды разной степени солености. Фильтрующие элементы менее подвержены агрессивному воздействию соли. А также противостоят отложениям. Обычные фильтры не всегда имеют подобные характеристики и просто не выдержат нагрузку. Современные технологии постоянно улучшаются, что дает возможность модернизировать оборудование. При этом значительно повышается производительность и снижается потребление ресурсов. Также увеличивается срок эксплуатации без замены обессоливающего элемента. Технологии опреснения не особо изменяются. Да и зачем, если методы позволяют удалять солевые излишки эффективно. Основное внимание уделено как раз установкам.
Поэтому замена опреснителя другими вариантами очистки будет просто нерентабельна. Для обессоливания важно просто подобрать правильно технологию и оборудование. Выявить необходимую производительность.
Опреснение воды является очень важным фактором современной жизни. Обессоливание позволяет получать пресную воду из различных источников. Особенно это важно для тех мест, где мало источников пресной воды. А также регионов, находящихся рядом с морской водой. Опреснителей довольно много модификаций. Если правильно подобрать оборудование, то можно получить эффективную очистку. У каждого опреснителя есть свои требования к воде. Например, уровень содержания соли. Или температура или давление потока. Нельзя допускать превышения параметров. В противном случае обессоливание не будет производиться в надлежащем порядке. К тому же некоторые фильтры способны не только устранять солевые избытки, но и очищать от других примесей. Обессоливание воды требует определенной четкости и подчинения регламенту. Из-за большого объема потребляемой воды зачастую требуется установка габаритных систем или совмещение нескольких методов. К тому часто необходима разная степень очищения. Например, для батарей в судоходстве требуется только дистиллированная вода. В то время как к технической менее строгие требования. Все это требует расходов на оборудование и дальнейшую эксплуатацию системы. Поэтому актуален выбор одной технологии, которая позволит производить качественное опреснение. При выборе системы фильтрации следует учитывать все факторы и нюансы, которые могут повлиять на эффективность. Изначально обращается внимание на уровень солености воды и типы примесей, которые в ней присутствуют. Далее идет расчет производительности и расходов на использование технологии. В этот критерий входят не только траты на эксплуатацию на текущий момент, но и на ближайшие несколько лет. Если игнорировать правила эксплуатации, то срок службы элементов значительно сократиться. На это может повлиять большая нагрузка, нерегулярная промывка. Чтобы система работала без сбоев требуется правильно подобрать оборудование, под свои требования и нагрузки. Не нарушать правила эксплуатации. Проводить сервисное обслуживание. Если все нормативы учтены, то опреснительные установки будут работать без нареканий.
Важным фактором является обслуживание оборудования. При несвоевременном уходе, модули могут выходить из строя. То же самое касается других комплектующих. Экономическая составляющая важный аспект. Заранее просчитываются все расходы на содержание оборудования. В них входят потребление электроэнергии, покупка дополнительных комплектующих, расход воды на промывку, ремонт элементов. В случае ионных опреснителей добавляется графа покупки ионной смолы.
К тому же они достаточно универсальны и имеют возможность модернизации. Таким образом, при увеличении нагрузки или изменений требований всегда можно подкорректировать комплектацию оборудования. Например, добавить еще один модуль или насосную станцию
На сегодняшний день на рынке представлено довольно много модификаций от разных производителей. Они отличаются комплектацией, типом очищающего элемента и производительностью. Если ни один из готовых вариантов не подходит для работы, всегда можно подобрать компоненты под необходимые нужды. Отличаются установки в основном стоимостью и технологией.
Допустим, на производстве, ввиду повышенной производительности, устанавливаются системы, которые рассчитаны на высокую нагрузку. Как правило в комплектации установлено несколько модулей, которые помогают не только снизить нагрузку, но и повысить объем пресной воды. Количество фильтрующих элементов не ограничено, зависит от производительности. К тому же, важна скорость обессоливания. Если установка автоматизирована, то это значительно упрощает процесс. Не надо следить за тем, когда промывать фильтрующий элемент. И, следовательно, срок службы фильтра увеличивается.
