Опреснение воды из скважины


Обессоливание и опреснение воды из скважин

Для уменьшения содержания в воде растворенных солей производят ее обессоливание (деионизацию или деминерализацию). Для очень солоноватых (засоленных) вод этот процесс называется опреснением.

По нормам в питьевой воде не должно быть содержание солей выше 1 г/л, и лишь в исключительных случаях по специальному разрешению можно применять воду, солей в которой содержится до 1,5 г/л. В нашем регионе подземные и поверхностные воды содержат солей больше нормы. Поэтому во многих случаях нужно проводить обессоливание воды используемой для бытовых и промышленных нужд.

Уменьшения концентрации солей в воде можно добиваться несколькими способами:

  • термическим;
  • ионообменным;
  • мембранным;
  • обратным осмосом;
  • электродиализом;
  • комбинированным.

Самые первые установки обессоливания воды (дистилляты) появились при термическом методе – перегонка, выпарка, дистилляция. В основе процесса лежит перевод воды в фазу пара, с последующей конденсацией. Чтобы испарить воду нужно подвести тепло, а чтобы сконденсировать пар – тепло нужно отвести. При получении пара в нем вместе с молекулами воды содержатся и молекулы растворенных солей, которые образуются в соответствии с их летучестью. Важнейшее преимущество данного метода – минимальное количество используемых реагентов и небольшой объем твердых отходов. Сегодня выпарные установки включаются в ионообменные и реагентные схемы, что позволяет оптимизировать расходы тепла и реагентов.

Самый распространенный, отработанный и надежный современный метод обессоливания воды – ионный обмен. В нем используются фильтры смешанного действия, в которых высокая степень очистки обеспечивается однократным проходом воды через смеси анионита в ОН-форме и катионита в Н-форме. Очищенная водоподготовка воды имеет нейтральное значение рН и в 5-10 раз ниже содержание солей. Преимущество такого метода: очень высокая скорость очистки воды, которая зависит от ее исходного солесодержания. Недостаток – сложность операций при разделении смеси ионитов и их восстановлении. Поэтому такие аппараты применяются для очистки вод с малым содержанием солей, для глубокой доочистке воды и получения сверхчистой воды для энергетики и микроэлектроники.

Самый перспективный метод по обессоливанию воды – обратный осмос и использование нанофильтрации. Уже сейчас современные технологии дают возможность изготавливать плоские или объемные фильтрующие мембраны с отверстиями почти любого размера. Обратный осмос или нанофильтрация по механизму разделения, схеме организации процесса, используемым мембранам и оборудованию – очень близки. Обратный осмос использует мембраны с минимальным размером каналов, сравнимых с размером одиночных ионов. При нем отделяются все растворенные органические молекулы и ионы. Для этого давление должно быть 7-70 атм. Но есть ряд ограничений: в воде, подаваемой на мембраны не должно быть железа, грубых механических примесей (они могут откладывать малорастворимые соли на поверхности мембран). Вывод: стоимость бурения любой артезианской скважины зависит от оборудования необходимого для доведения воды до нужных стандартов.

Другие статьи:Водоочистка для коттеджейОбезжелезивание водыОбеззараживание питьевой водыОзонирование воды

Возврат к списку статей

geobur33.ru

Методы опреснения колодезной воды

Вода – мощный растворитель. При нормальной температуре (18° С) в 1 л воды можно растворить 90 г питьевой соды, 360 г поваренной соли, 600 г стиральной соды.

В воде также хорошо растворяются газы. При 0° С в 1 л воды растворяется 55 м3 хлористого водорода.

В 1 л дождевой воды находится до 300 мг примесей. В подземных водах растворено до 22 г солей на 1 л.

Человек может пить воду с засолённостью 1—1,5г на 1 л.

Подземные воды, которые питают колодец, могут растворять соли, находящиеся в грунте и, тем самым, становиться непригодными для потребления человеком даже для технических нужд (появляется накипь на нагревательных элементах чайников, стиральных машин, бойлеров).

Чтобы колодезная вода с высоким содержанием солей стала полезной для использования в обиходе, производят опреснение воды с помощью установок и фильтров.

Опреснение воды — методы

На практике применяются следующие способы опреснения воды:

  • выпаривание (дистилляция);
  • химическое осаждение;
  • ионный обмен;
  • электроосмос;
  • опреснение вымораживанием;
  • обратный осмос.
Опреснение воды методом дистилляции

Это наиболее известный и практикуемый долгие годы метод избавления воды от солей, но это и самый энергозатратный метод. Для опреснения морской воды таким методом на Ближнем Востоке специально построили ядерный реактор.

Более практичным такой метод опреснения больших объемов воды стал после изобретения гелиовых (солнечных) опреснителей.

Метод химического осаждения

Этот метод используется очень ограниченно и только для строго определенных солей. Заключается он в том, что определенные химические элементы переводят растворенные в воде соли в нерастворимые, и они выпадают в осадок.

Ионный обмен

Метод заключается в том, что смолы с избыточным положительным или отрицательным зарядом (аниониты, катиониты) притягивают к себе и связывают соли с противоположным зарядом.

Регенерация смол позволяет применять их многократно, поэтому метод нашел промышленное применение на предприятиях пищевой и электронной промышленности.

Электроосмос

Опреснения с помощью такого метода схоже с ионным обменом, только смолы заменены мембранами под напряжением разной полярности. Метод очень продуктивный но нуждается в периодической замене мембран и затратах электроэнергии для создания потенциала на электродах.

Опреснение вымораживанием

Этот метод основан на том, что растворенные в воде соли замерзают при более низких температурах, чем чистая вода, поэтому они остаются в жидком состоянии, а лед, при замерзании воды, состоит только из молекул Н

2О (явление криоскопии). Метод очень трудоемкий и не гарантирует полной очистки. Может применяться в домашних условиях для небольших объемов воды.

Обратный осмос

Существуют способы опреснения, отличающиеся по принципу действия от вышеописанных—это опреснение методом обратного осмоса, при котором соли растворённые в воде отделяются с помощью мембраны, непроницаемой для солей, но проницаемой для воды.

Этот способ является более сложным в конструктивном воплощении и более энергозатратным.

Принцип действия осмоса был создан природой и является основой для обмена веществ практически всех живых организмов на планете. Осмос действует так, что живые клетки получают питательные вещества, и немаловажно – эти клетки выводят шлаки.

При очистке воды методом обратного осмоса, все вещества и вода, которые растворенные в ней разделяются на два потока, каждый из них имеет различную от другой концентрацию солей. Очищенная вода в одном потоке, и вода с большей концентрацией солей, которая уходит в дренаж.

 Фильтры для опреснения воды

Обычные водопроводные фильтры с сетками и угольным наполнением нельзя применять для опреснения воды из колодца. Они с этой задачей не справятся.

Смягчить воду поможет ионный фильтр. В нем применяются ионные смолы (катиониты/аниониты), которые нужно периодически менять. Поэтому, более практичным для бытового использования является фильтр обратного осмоса.

Фильтры обратного осмоса считаются наиболее качественными, поскольку они, используя полимерную половолоконную мембрану, очищают воду до такой степени, что на выходе получается чистая молекулярная вода. В ней не будет иметься абсолютно никаких солей и зловредной органики.

Пить долгое время такую воду нецелесообразно, поскольку для организма человека критически важны как соли, так и минералы.

Поэтому часто данные виды фильтров оснащаются встроенными минерализаторами. Вышеуказанные фильтры стоят больших денег и требуют отдельной инсталляции.

Установки для опреснения воды

Для опреснения воды в промышленных масштабах применяются проточные установки с регенерируемыми смолами (ионные установки) – это наиболее удобный в обслуживании и экономически выгодный вариант. Современная торговля предлагает малогабаритные варианты таких установок для автономного обеспечения водой коттеджных поселков и индивидуального жилья.

Промышленные дистилляторы часто применяются в производственном процессе. Их простота и коррозионностойкие материалы, из которых такие дистилляторы изготовлены, являются существенным аргументом для многих пользователей такого опреснения воды. Такие опреснительные установки применяются в химическом производстве и в пищевой промышленности.

Особенно эффективными оказались выпарители, использующие солнечную энергию, но их пока применяется мало. Требуются большие капитальные затраты и много солнца. Для побережья морей в тропиках – это очень выгодный вариант, но не для коттеджного поселка в средней полосе, возле реки и прохладного леса — эти установки не подходят.

Сравнение эффективности методов и фильтров

По эффективности методов опреснения воды их следует разделить на промышленные и бытовые. Большие объемы воды и очень жесткую воду (например, морскую) эффективнее всего опреснять методом дистилляции или методом ионного обмена, а в быту более эффективным будет метод обратного осмоса.

Ecosoft FU

Так как колодезная вода используется в коллективных и индивидуальных системах автономного водообеспечения, то для ее опреснения необходимо применять методы ионного обмена или обратного осмоса. Примерами такого оборудования для коллективного пользования являются:

  • Ecosoft FU-1035-Cab-CG;
  • Organic U-1035 Econom;
  • Ecosoft FU-835 Cab-CG;
  • Organic Big Blue 20;
  • Filter cab-1035-U CI;
  • Atlas LCS15;
  • BWT AQUADIAL Softlife 15.

Для индивидуального использования подойдут следующие фильтры:

  • фильтр СВОД АС 10/250;
  • СВОД АС 5/100;
  • фильтр СВОД АС 5/300.

Но лучше всего в индивидуальном использовании для опреснения колодезной воды подходят фильтры обратного осмоса. Например:

  • AURO-505P-JG (100G);
  • 400G (на раме) AURO-4005-Rama;
  • AURO-4005-FLOW;
  • Atoll A560 Em Premium (с минерализатором).

В торговых сетях предложение фильтров для опреснения колодезной воды очень большое, поэтому свой выбор необходимо делать, основываясь на потребностях и возможностях. Оптимальным вариантом будет консультация со специалистами и отзывы других потребителей.

1 Комментарий

oskada.ru

Как опреснить воду самостоятельно? Популярные варианты опреснения воды.

Одним из наиважнейших факторов, влияющих на качество питьевой воды, является содержание в ней солей. При слишком высокой минерализации вода приобретает солёно-горький привкус. Если количество соли превосходит допустимые нормы, это может сказаться крайне негативно на здоровье людей, употребляющих такую воду.

Также воду, содержащую большое количество соли, крайне нежелательно использовать в бытовых целях. Стиральные и посудомоечные машины, а также другая домашняя техника быстро выйдут из строя под воздействием солевых отложений. Но как опреснить воду и избежать подобных последствий?

Способы опреснения воды

В жилые дома вода поступает из артезианских скважин. Такая вода по всем параметрам не допускается для употребления, но за неимением другой воды люди всё равно её пьют, готовят на ней еду, используют в хозяйственных нуждах. Поэтому вода, поступающая в дома, должна быть обязательно опреснена. Артезианскую воду можно опреснить различными способами. Проблема заключается только в том, что все они являются дорогостоящими.

Самым простым методом считается дистилляция воды, но соли, образующиеся в процессе выпаривания пресной воды, засоряют трубы и ухудшают теплопроводность. Наиболее эффективный способ – это термохимическое смягчение воды. Способ довольно действенный, но и дорогой. Он существенно увеличивает себестоимость пресной воды, получаемой в процессе, а кроме того, в ходе работ образуется большое количество побочных продуктов, которые необходимо утилизировать. Всем известно, что утилизация вредных веществ очень дорогая, что также не лучшим образом сказывается на конечной цене.

Заполните большую ёмкость солёной водой Поместите меньшую ёмкость в большую Накройте большой контейнер пластиком Положите небольшой камень в центр пластикового покрытия Поставьте ёмкости в солнечное место на несколько часов Откройте крышку и достаньте меньшую ёмкость с пресной водой Обратный осмос – это отделение с помощью мембраны пресной воды и солей, которые в ней находятся. При этом способе артезианскую воду качают под высоким давлением. Недостатками этого метода является то, что мембрана под высоким давлением может быть разорвана, а кроме того, она часто забивается, и может пропускать какое-то количество растворённой в воде соли.

Гелиоопреснение – метод, при котором в большой ёмкости с артезианской водой происходит испарение под воздействием солнечной радиации. Этот способ используется не только для опреснения пресной воды, но и для грунтовых вод. Сложности заключаются в слишком большом количестве дорогостоящей техники. Используют этот метод, как правило, в странах с большим солнечным излучением.

Галилео. Способы 5. Сделать воду питьевой

Как опреснить морскую воду

Люди сами начали изменять окружающую среду, активно вмешиваться в природные процессы, и как результат, получили огромные проблемы. Одной из актуальных проблем является то, что многие страны страдают от нехватки пресной воды. Чистой питьевой воды становится всё меньше и меньше. И это способствует развитию производства специализированной техники, открытию новых технологий, что позволяет опреснить морскую воду. Страны Африки, Израиль, север Европы находятся вблизи морской воды, но её невозможно использовать как питьевую. Приходится морскую воду опреснять.

Для того чтобы очистить морскую воду от примесей соли, необходимо использование дорогостоящего оборудования, которое требует больших энергозатрат. И даже несмотря на это, по всему миру имеется большое количество опреснительных установок.

Опреснитель морской воды. Испытание. Способы опреснения морской воды следующие: дистилляция, обратный осмос, вымораживание, ионный обмен, электродиализ. Дистилляция может быть мембранной, многоколонной, компрессионной. Метод вымораживания – ещё один вариант очистить морскую воду. Она охлаждается до кристаллизации, из кристаллов потом выделяется пресная вода.

В данное время наиболее распространёнными способами опреснения морской воды являются обратноосмотические фильтры для очистки, а также дистилляция. Менее востребованными методами считаются вымораживание и электродиализ.

Опреснение воды в домашних условиях

Самый лёгкий способ очистить воду дома – это использование фильтров для воды. С их помощью вода очищается от вредных примесей и солей. Однако бытовые фильтры не способны очистить воду от всех вредных веществ. Перед тем, как приобрести и установить фильтр, необходимо получить точную информацию, какая по качеству вода поступает из водопровода. Также понадобится консультация компетентного специалиста, который посоветует, какой именно фильтр потребуется с учётом потребностей, возможностей и изначального качества воды.

Опреснение воды в домашних условиях

Всем известна польза талой воды для здоровья человека. В домашних условиях её очень просто приготовить. В морозильную камеру помещаются стеклянные или пластиковые ёмкости с водопроводной, а ещё лучше, колодезной водой, закрытые полиэтиленовыми крышками. После того, как вода замёрзнет на треть, воду, которая не замёрзла, необходимо слить – как раз в ней остались все вредные вещества и соли. Лёд должен растаять при комнатной температуре, и вот эту талую воду следует пить.

Ещё один простой метод избавиться от вредных веществ в воде состоит в простом кипячении. Кипятить воду нужно не менее 5 минут, а охлаждать её следует в закрытой посуде.

Если водопроводная вода обладает характерным неприятным запахом, её можно очистить с помощью активированного угля. ПРОСТОЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ ВОДЫ СВОИМИ РУКАМИ. ВСЕ ГЕНИАЛЬНОЕ ПРОСТО

Важно помнить, что воду из-под крана пить крайне нежелательно. Альтернативой считается бутилированная питьевая вода, которая продаётся в магазинах. Если покупать воду проверенных производителей, отвечающих за качество своей продукции, можно быть уверенными, что вода действительно чистая и пригодна для употребления.

www.ladykiss.ru

Опреснение воды

Одной из насущных проблем, которые приходится решать человечеству – это добыча водных ресурсов. Соль здесь в том, что на земле много источников, но все они в основном соленые. Пресных источников воды не так много на планете, и не во всех странах они есть. И как результат многие люди стали задумываться над тем. что же сделать с соленой водой, чтобы ее можно было использовать для питья. Так возникло опреснение воды – как очень нужный способ решения еще одной глобальной проблемы.

Особенности опреснения, варианты работы с водой

Из названия уже становится понятно, что опреснение – это устранение из воды лишнего количества соли. Причем не соли жесткости, а обычной соли, которая делает воду соленой. С помощью опреснения морскую воду делают пресной и тогда ее можно использовать для питья и готовки. Причем опреснением воды можно доводить до нужных параметров и воду из артезианской скважины. То есть вода в природе тоже может подвергаться опреснению. Пригодной к употреблению человеком вода может считаться, если содержание соли в ней не превышает  одну тысячу миллиграмм на литр.

Опреснение могут проводить с помощью самых разных методов очищения воды. Здесь чаще всего применяют обычный реагентный ионный обмен. Зернистые иониты очень качественно пропускают через себя соленую воду. Если говорить в цифрах, то фильтрование через зернистую смолу помогает получить пресную воду при первоначальной солености примерно 2-3 грамма на литр.

Второй популярный вариант опреснения воды – электродиализ. Довольно сложная процедура. В воду вставляют анод и катод. Внутри воды есть свои заряженные частицы, которые могут притягиваться либо к положительным либо к отрицательным элементам. Когда через воду пускают электрическое поле, все катионы движутся к аноду, а анионы к катоду. Электродиализ - это только процесс. Конструкция прибора представляет собой катод анод, перегородки между ними, вот именно между этими перегородками после создания электрического поля и накапливается опресненная вода.

Следующий популярный вариант опреснить воду – воспользоваться электромагнитными фильтрами. Эту группу методов еще называют безреагентными. Здесь могут применять как сам обратный осмос, так и нанофильтрацию.

Можно привести воду к состоянию опресненной и с помощью кипячения и последующей конденсации. Понятно, что соли вещества не летучие и с поверхности воды они точно не испарятся. Ученные этим и воспользовались. При этом методе, воду кипятят, ждут, чтобы она выпарилась, а потом этот пар помещают в специальные охладительные камеры, где он превращается в воду и стекает по стенкам, уже без лишней соли в составе.

Схожий по действию с выпариванием еще один метод опреснения – вымораживание. Здесь все идет схоже с выпариванием, только при нем воду кипитят, а при вымораживании, ее доводят до замороженного состояния. Особенность состоит в том, что пресная вода замерзает раньше соли. Это помогает выбрать замерзшие кубики до того, как замерзнет вся поверхность.

Да и когда воду начнешь греть в замороженном состоянии, соли растаят быстрее, чем пресная основа. Однако не важно, какой метод опреснения воды избирается, но воду в любом случае придется обеззаразить после процедуры опреснения.

Правда, нужно сказать, что просто опресненная вода использоваться для питья не может. Особенно, если обработку она проходила с помощью мембранных методов. Как правило, после того же обратного осмоса воду придется доводить до состояния полезной. Очистка имеет очень высокую степень и из воды убирают и полезные минералы. Так, что для получения питьевой воды, нужно обязательно воду еще и обогатить минералами.

Появились в последнее время и другие, новые более продвинутые методы опреснения воды. Предыстория появления опреснительных ядерных установок такая. Еще в 60-е годы двадцатого века проводили конференции по мирному использованию ядерной энергии. Там и предложили впервые использовать комбинированные ядерные установки для опреснения воды.

Главное преимущество от применения подобных установок заключалось в том, что они помогали не только воду опреснить, но еще и необходимую городам электроэнергию. Ядерный прибор хорош тем, что позволяет использовать несколько вариантов привести воду к нужным параметрам. Это и электродиализ, и дистилляция, и вымораживание. На сегодня больше всего используют ядерные установки с дистилляцией.

Целесообразность использования таких установок с двойным назначением была доказана еще тогда в 60-е года. Во время холодной войны между США и СССР. Опресняющая установка, которая была изобретена советскими учеными, давала 120 тысяч кубов воды в сутки и генерировала при этом 150 мегаватт электроэнергии.

Стоимость такой генерации весьма приятная. На установке большого масштаба стоимость куба воды составила 7 центов, а на малых установках 14.

Только вот в опресненной воде плохо то, что вместе с солями уходят и полезные элементы. Чтобы использовать кондиционирование, нужно будет сперва провести анализ полученной воды, и потом выявить, какими именно минеральными солями ее следует обогащать.

 

Сравнение опреснительных установок

Сегодня выпускается довольно много опреснительных приборов. И каждому потребителю, будь то база отдыха или завод, приходится выбирать, какой именно вариант опреснителя ему более всего подойдет. Ведь установки сегодня производят и израильтяне, и французы, да и в России установок тоже хватает. Причем по качеству они не уступают иностранным аналогам.

Ниже приведены таблицы сравнения израильских и российских вариантов опреснителей.

Показатель

Приборы российского производства

Приборы израильского производства

Производительность – кубов в сутки

2000-2400

2000-2400

Содержание минералов – грамм на литр

30-50

15-20

Энергопотребление – киловатт час – метр кубический

3-3,8 (Суточное потребление - 6000 - 9120)

До 9  (суточное потребление 18000 - 21600)

Срок использования одного картриджа без замен

До 5 лет (при показании минерализации 50 миллиграмм на литр)

Нет данных

Цена

-  Опреснителя -  Системы подготовки воды

-  системы доведения до состояния питьевой

1 200 тыс. евро 1 000 тыс.евро

550 тыс.евро

Итого около 3 млн. евро

4 875 000 евро за две установки производительностью до 1000 кубов в сутки

Показатели питьевой воды

70 микроэлементов 13 витаминов

скопление пептидов

Нет данных

Получается, на сегодня особых преимуществ у иностранных систем опреснения воды нет. И стоят они иногда дороже, да и показатели по ним есть далеко не все. Но главное. В случае поломки, такую мощную установку водоподготовки будет сложно починить. Специалистов из-за границы конечно вызвать можно, но они обойдутся в баснословные деньги, что установки отнюдь не удешевляет.

Немного об опреснении морской воды

Более всего в России используют опреснение морской воды. Настоящая пресная вода хоть и находится в России, но озера Байкал на всю Россию не хватит. Потому имея выход и к черному, и к азовскому, и к каспийскому морям, Россия не могла обойти вниманием такие способы.

Здесь в ходу более всего два метода из вышеперечисленных:

  • Дистилляция – но она требует слишком много электроэнергии в работе;
  • Обратный осмос или применение полупроницаемых мембран – один из самых эффективных методов обессоливания воды при малом расходе электроэнергии.

Использование опреснения именно морской воды влечет за собой определенный набор особенностей. Виной тому большое количество солей в воде. То есть тут опреснение воды будет основательным, при 45 граммах то на литр! Потому здесь и используют специальные морские мембраны и особенные материалы, которые в состоянии устранить такое высокое солесодержание.

Но есть еще и другие неприятности, к которым приводит такое опреснение. При работе с такой водой очень часто оборудование подвержено быстрому развитию коррозии. Оборудование и трубопроводы сильно страдают от этого. Чтобы избежать развития коррозии, сегодня часто используют коррозионостойкие материалы. Это стеклопластик, полимеры. Правда, последние используют только для тех участков в оборудовании, где низкое давление. Высокий показатель давления полимер не выдержит.

Еще один вариант коррозионностойкие специальные стали типа дуплекс или аустенит.

Из особенностей работы обратного осмоса с морской водой можно еще отметить высокую планку давления. 50-80 бар необходимы для поддержания высокой степени минерализации. Правда такое давление может обеспечить только постоянная подача электроэнергии. И расходы ее растут при использовании такого мощного оборудования. Но в этом случае помогают рекуперационные устройства.

Создать правильную систему опреснения морской воды можно только с помощью правильного проектирования. Здесь тоже есть несколько особенностей, которые нельзя не упомянуть.

Как и при любом обустройстве любой системы очищения воды, начинать опреснение морской воды следует с оценки состояния жидкости. Нельзя составить проектно-сметную документацию по созданию опреснительной системы, не зная, какие примеси содержаться в исходной морской воде. Потому проектирование создания системы всегда будет включать химический анализ, бактериологический, химический. Здесь же будут указывать требования к составу воды, параметры величин, режим водопотребления после опреснения.

Когда уже пишут непосредственно проект, в обязательном порядке, описывают возможность привязки системы к определенному месту, определенному имеющемуся оборудованию. Ведь система подачи морской воды и слива уже есть и все это отражается в проектной документации.

Здесь же важную роль играют правила прокладки что водоснабжения, так и правила прокладки проводов, пуско-наладочных работ.

Сегодня, слава богу, изучать вручную все законы не нужно, для этого есть специальное программное обеспечение. Потому составить проектную документацию даже для нестандартных ситуаций не составит труда. Так, что опреснение воды в любом районе, с любыми исходными данными сегодня не проблема.

vodopodgotovka-vodi.ru


Смотрите также