Что полезного вы узнаете из содержания этой статьи:
1. Для чего используются опреснительные установки
3. Оборудование для опреснения
4. Какая опреснительная установка более эффективная
Запасов пресной воды становится все меньше. Однако, моря и океаны являются еще одним источником получения воды. Конечно, без обработки её использовать нельзя. Дело не только в содержании примесей, но и в повышенной концентрации соли. Для того, чтобы употреблять соленую воду, её предварительно опресняют. Существуют разные технологии и оборудование для этого.
1. Для чего используются опреснительные установки
Такие устройства необходимы при обессоливании воды. Используются в различных сферах. А именно в тех местах, где мало пресной воды, но нет недостатка в соленой. Это могут быть жилищно-коммунальные хозяйства, промышленные предприятия, судоходство, электростанции. Опреснительные установки выполняют важные задачи, позволяя получать воду пригодную для использования. Для каждой деятельности существует свой регламент по составу воды. Кроме основной своей функции-получение пресной воды, опреснительные установки позволяют очистить воду от загрязнений. Соленая вода, точно так же, как и пресная подвержена высокому содержанию микроэлементов. А это не всегда допустимо. Современные опреснительные установки выполняют много функций. Постоянно происходит их модернизация. Это необходимо для улучшения их технических способностей и повышению срока эксплуатации. При этом желательно снижение потребностей и затрат на ресурсы. Какой-то универсальной установки для обессоливания не существует. Каждая система имеет определенные требования по методу работы, характеристикам воды, условиям эксплуатации. Поэтому подбирается под каждый случай отдельно. Если условия не были соблюдены, то и качество опреснения будет страдать.
Особое значение такие установки имеют в судоходстве. Именно в этом сегменте чаще всего требуется обессоливание. Причины достаточно просты. Требуется большой запас воды для различных нужд. Не только для питья или приготовления пищи. Например, парогенераторы или аккумуляторные батареи также используют воду. Охлаждение двигателей происходит за счет водяных кулеров. И для каждого предназначения требуется вода определенной степени очистки и обязательно без высокой концентрации соли. Возить с собой такие запасы пресной воды просто невыгодно, да и места не хватит. Особенно это касается судов дальнего плавания, круизных лайнеров или подводных лодок. Зато есть много морской воды. Поэтому технологии и установки для обессоливания являются важным элементом в этой сфере. Нефтяные вышки также зависят от опреснительных установок. Они находятся далеко от суши. Поэтому наличие пресной воды очень актуально. Она нужна не только для технических целей, но и для удовлетворения нужд сотрудников. А значит используемые технологии должны быть экологичными и безопасными.
Рис. 1 Опреснительные установки
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.
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.
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.
Способов обессоливания не так уж и много. И все они ориентированы на очистку воды от большой концентрации солевых элементов. Для каждого конкретного случая подбирается свой тип опреснения, точно так же, как и оборудование. Если совместить несколько способов очистки, обессоливание и модули фильтрации, можно повысить качество воды или скорректировать состав. У каждого метода есть свои недостатки и преимущества. А также требования к исходному источнику воды. Современные установки изначально предназначены для комплексной очистки. Позволяя не только снизить или полностью убрать соль, но и умягчить или обеззаразить воду.
Самый первый способ это химический. Он основан на добавлении в соленую воду специальных реагентов. Солей бария или серебра. Когда вещества попадают в воду начинается химическая реакция. Образуется осадок. Подача реагентов происходит с помощью специального устройства-дозатора. Он позволяет регулировать количество добавляемого химического вещества. Осадок потом удаляется специальными фильтрами. Очень важно рассчитать необходимую норму добавления реагента. Если она будет превышена, то свойства воды значительно ухудшаться. Если понижена, то вода не обессолится до состояния пресной. К тому же этот метод позволяет опреснять только техническую воду, так как является не самым безопасным. Для получения более высокой степени обессоливания рекомендуется использовать другую технологию или установить дополнительный модуль фильтрации для доочистки. Из минусов способа можно выделить явную агрессивность химических веществ, повышенный расход реагентов и длительное время реакции. Плюс технологии только один-позволяет обессоливать большой объем воды за один раз. На сегодняшний день способ является не совсем актуальным и используется все реже. К обессоленной воде так же предъявляются особые требования. И химический метод не всегда соответствует нормативам. Для доведения состава воды до положенного регламента, требуется установка фильтров. А это означает, что появятся новые расходы, так как установку необходимо модернизировать.
Следующий метод дистилляция. При этом способе устанавливается прибор-дистиллятор. Его функция обессоливания состоит в том, чтобы перегонять воду, и в процессе конденсируется пар. При этом можно получить довольно большой объем воды. Однако, для получения пара требуется нагрев, а это значит большое потребление энергии. К тому же соли образуют налет на нагревательных элементах. Такая технология достаточно энергозатратна. Несмотря на то что современные суда и промышленные производства могут позволить себе такой расход, все же затраты стараются минимизировать. Иногда такой способ может быть более приоритетным, но все зависит от конкретного случая. Чаще всего наиболее оптимальными методами являются те, которые не расходуют так много электроэнергии. По сравнению с химическим методом, дистилляция более эффективна. Она потребляет меньше ресурсов, позволяет работать без остановок. И нет сброса раствора с химическими элементами. Поэтому данная технология актуальна для обессоливания солоноватых вод.
Рис. 2 Технология опреснения
Далее идут ионные опреснители. Технология очень популярна и часто используется на промышленных производствах. Основным веществом, которое устраняет повышенное содержание соли, является ионная смола. Внешне она напоминает гранулы, могут быть разного размера. При прохождении воды, через смолу, ионы соли впитываются в гранулы, заменяясь натрием. Ионные опреснительные установки имеют высокую производительность и способны обрабатывать большой объем воды. Кроме опреснения они так же выполняют роль фильтра для других видов примесей. Время обессоливания может быть разным. Зависит от температуры и типа самой ионной смолы. Для бытового использования или судоходства чаще используется другая технология опреснения. Данный метод наиболее актуален в промышленности. Из недостатков можно выделить только расход на ионную смолу. Чем выше соленость потока, тем больше загрузки потребуется и чаще промывка. Но при этом ионная смола позволяет получать не только пресную воду, но еще и умягчает её. Высокое потребление ионной смолы можно снизить, заменив сам фильтрующий материал. Разновидностей её довольно много. Есть как природная, так и синтетическая. Чаще всего используется искусственный вариант. Он дешевле и имеет более широкие технические свойства.
Технология обратного осмоса. Это самый популярный метод опреснения воды. Он известен и применяется уже очень давно. Одним из первых методов обессоливания была технология обратного осмоса. Основным элементом является мембрана. Внешне может выглядеть по-разному. Главное отличие – это диаметр пор. Внешняя поверхность элемента вся состоит из ячеек. Проходит сквозь них только чистая вода. А соль и другие элементы остаются. Такие установки комплектуются фильтрами предварительной очистки, насосами и датчиками. При обессоливании технологией обратного осмоса требуется обязательная регулировка давления. Оно должно находится в определенном диапазоне. Если показатели будут превышены, мембрана получит повреждения. Это грозит тем, что эффективность опреснения значительно снизится. Кроме молекул воды будут проходить солевые элементы. Если давление будет низкое, снизится производительность. Недостатки технологии в том, что при обессоливании большая часть воды утилизируется. Так же если концентрация соли высокая, то потребуется замена мембраны в более короткий срок. Но несмотря на существующие минусы это самый эффективный и экологичный метод опреснения. Тем более для увеличения объема получаемой пресной воды можно установить несколько мембран. Их количество не ограничивается. При этом нагрузка равномерно распределяется на все элементы. Для увеличения срока службы и сохранения качества опреснения, мембранам требуется периодическая промывка. Для этого в установках предусмотрена добавление блока управления. Он контролирует потребление воды и степень загруженности элемента. Когда мембране требуется очистка, включается режим промывки фильтра. Технология обратного осмоса очень эффективна при обессоливании. Чаще всего такие установки используются в судоходстве. Позволяя получать пресную питьевую воду.
Еще один эффективный метод опреснения-электродиализ. Его суть такая же, как и у обратного осмоса, только в этом случае активируется электрическое поле. Оно воздействует на катионы и аниониты, и они начинают двигаться в по-разному. Обессоливание происходит с помощью мембраны. Она более электропроводима и проницаема, в отличие от обратного осмоса. Фильтрующие элементы способны выдерживать значительные нагрузки. Сами установки состоят из отсеков, к которым подключается напряжение. Такая технология позволяет не просто обессолить воду, но и удалить определенный тип соли. Используемые мембраны защищены от агрессивного воздействия и являются более устойчивыми. Благодаря таким качествам можно опреснять как холодную, так и горячую воду.
Следующий способ опреснения называется вымораживанием. Собственно, как называется, так и применяется. Соленую воду замораживают. Первой мерзнет пресная вода и превращается в лед. Все, что не замерзло, содержит примеси. Растапливая лед, получается пресная вода. Недостатки метода в его медлительности. Естественные процессы сами по себе не быстрые, поэтому есть установки, которые искусственно кристаллизуют воду. При этом добавляются химические вещества. Такая технология дает низкую производительность и способна опреснять только маленький объем воды. Используется в бытовом сегменте. Но это не очень эффективный метод. Хотя современные установки, ориентированные на данную технологию все же, существуют. Чаще всего в Европе.
3. Оборудование для опреснения
Опреснительное оборудование может содержать самые разные элементы фильтрации. Это не только фильтрующий модуль. А насосы, датчики, дополнительные элементы, блоки управления, дозаторы, минерализаторы. В первую очередь отличие будет в самом обессоливающем элементе. Это зависит от выбранной технологии очищения. Если обратный осмос, то мембрана. Если ионозамещение, то ионная смола. Во-вторых, у каждой системы своя производительность. Эта так же зависит от способа опреснения. На данные показатели влияет, состав исходной воды, концентрация солей, технические характеристики. Повысить производительность можно путем установки дополнительных элементов фильтрации. Некоторые технологии опреснения требуют предварительной обработки воды, перед её обессоливанием. Например, мембранный метод. Обязательным условием будет установка фильтров предварительной очистки. Они необходимы для удаления слишком крупных частиц, находящихся в воде. Иначе мембрана может быть повреждена. А любые механические повреждения скажутся на опреснительной способности элемента.
Любая установка должна быть автоматизирована. Это касается тех систем, которые ориентированы на высокую производительность и установлены, например, на промышленном производстве. Либо на судах. Автоматизирует опреснительные установки блок управления. В него задается программа по которой происходит контроль за оборудованием. Это касается промывки фильтрующих элементов, работа насосного оборудования и наличие ошибок в процессе обессоливания. Еще одним устройством является насосная станция. Это несколько насосов, минимум два, которые перекачивают воду и создают оптимальное давление. Тип и технология работы насосной станции зависят от выбранного метода опреснения и сферы деятельности.
Если выбрана химическая очистка или ионозамещение, необходим дозатор. Это устройство следит за тем, какое количество определенных веществ подается в систему. Действует так же по заданной программе.
В зависимости от производителя комплектация может быть отличаться. Оборудование подбирается исходя из некоторых определяющих факторов. Самым первым будет определение состава воды. Какие именно в ней содержатся элементы и в какой концентрации. От этого зависит первичная подготовка воды. Необходимость добавления реагентов или коагулянтов при обработке. Далее следует определить производительность. Один элемент фильтрации не даст высокие показатели при очистке. То есть необходима установка нескольких модулей для разгрузки системы и увеличения объема пресной воды. Следующим показателем выступает давление в системе. Оно должно держаться в определенном диапазоне. Это необходимо для эффективности очистки. Помогает стабилизировать давление насосная станция. Это может быть, как один насос, так и несколько. При использовании реагентов или коагулянтов требуется обязательное наличие дозатора. Как правило, такие вещества добавляются в воду строго по норме. Нельзя добавлять химикаты примерно или на глаз. Это только ухудшит состав воды. Дозатор должен контролироваться автоматическим блоком управления.
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.
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. Какая опреснительная установка более эффективная
Любая установка обессоливания достаточно эффективна, если произведены все расчеты и подобрана исходя из требуемых нормативов. То есть под каждый случай подбирается своя комплектация. У каждой установки есть свои недостатки и преимущества. Например, при обессоливании большого количества технической воды, достаточно химического способа или установки дистиллятора. Они позволяют в достаточно быстрые сроки опреснить большой объем воды. Если говорить о питьевой, то в этом случае приоритетнее мембранный метод. А это электродиализ или обратный осмос.
По сути, все зависит от условий и нормативов опреснения. В любом случае, все системы можно модернизировать при необходимости. Достигается это путем установки дополнительных элементов.
Говоря о том какие установки лучше, нельзя дать четкий ответ. Для судоходства приоритетнее одна технология опреснения, для промышленных производств другая. А от выбора метода меняется и комплектация. Так же важна степень обессоливания. Для технических моментов подойдет и обычный химический способ. А вот для питьевой воды желательно использовать оборудование без применения реагентов.
Рис. 3 Установки опреснения воды
Современные опреснители чаще всего работают на основе обратного осмоса. Такие установки позволяют опреснять даже самую соленую воду. Они не потребляют много ресурсов, могут быть автоматизированы. Не занимают много места. Их сфера применения очень широка. То есть такие системы подойдут как для установки на морских судах, так и для промышленного использования. Производительность у них зависит от типа и количества мембран. Подлежит увеличению. Так же распространены электродиализные установки, которые работают так же на основе мембранного метода.
Все опреснительные устройства имеют разный срок эксплуатации. На это тоже стоит обратить внимание при выборе системы. Обычно опреснительный установки необходимы крупным организациям. Поэтому их выбор предоставляется специалистам. Для этого необходимо отравить определенную информацию по техническим данным воды и производительности. Отталкиваясь от этих данных будет подобрано соответствующее оборудование.
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.
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.
Комментарии
Нужна автоматическая опреснительная установка на город с численностью от 350-500 тыс. человек + промышленная зона ( расчет можете сделать сами)