Dessalinização da água: métodos e configurações

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Os cientistas acreditam que a humanidade chegou a um período em que os conflitos surgirão por causa da água doce. Há apenas uma maneira de resolver este problema - encontrar o melhor método de dessalinização da água.

O que é dessalinização da água

Qualquer líquido em sua composição tem uma certa proporção de sais, microorganismos, minerais. A purificação da água natural ou da torneira remove substâncias nocivas. Mas às vezes contém uma grande quantidade de sais, o que o torna impróprio para o consumo.

A desmineralização da água é uma diminuição na concentração de sais dissolvidos nela. O procedimento pode ser total, quando o líquido é privado de qualquer teor de sal, ou parcial, quando uma determinada quantidade de sal permanece nele.

Métodos

A dessalinização completa é realizada das seguintes maneiras:

• Destilação, método térmico.
• Método de troca iônica.
• Método de eletrodiálise.
• Osmose reversa de membrana.

A remoção parcial do sal é obtida usando os seguintes métodos:

• Limão.
• Amolecimento de barita.
• H-cationização.
• Congelamento.

Métodos de dessalinizaçãoágua requer custos financeiros e de energia. A escolha do método de tratamento depende do grau de sal no líquido inicial, da produtividade da instalação, dos custos dos componentes do processo (calor, eletricidade, reagentes). Cada um dos métodos tem suas próprias vantagens, desvantagens e ocorre com a ajuda de meios técnicos.

Deslinização parcial

Desprovida de todas as impurezas, a água é utilizada em muitos processos industriais e é necessária para o consumo interno de um número muito limitado de pessoas. As necessidades domésticas requerem a desmineralização da água até certo ponto. Na maioria das vezes, o amolecimento do líquido ocorre por cationização.

No processo, sais duros são substituídos por cátions de hidrogênio, que, por sua vez, reagem para destruir os íons bicarbonato. Os produtos formam um composto que é excretado como um gás. O grau de purificação é estimado pela quantidade de carbonato de cálcio removido.

Destilação da água

A dessalinização da água usando o método de destilação é o método mais antigo e comum atualmente. A vantagem é sua disponibilidade universal e a desvantagem é o alto custo do processo. Os destiladores são usados para obter água sem impurezas. São vários tipos de evaporadores, a diferença entre eles está no design, no tipo de energia utilizada. Os mais comuns são aparelhos a vapor e elétricos, que são caros e consomem muita energia.

O aparelho é uma caldeira (ou várias caldeiras)baixa pressão, onde o líquido se transforma em vapor e separa o concentrado de sal. Para que a água receba a purificação máxima, a temperatura de fervura lenta é atingida no aparelho. Neste modo, impurezas pesadas não entram no destilado de condensação. Uma opção para reduzir o custo é aumentar o número de estágios, mas essa instalação envolve um grande investimento inicial.

Equipamento de destilação, além de consumir muita energia, tem um custo impressionante de todas as peças. Tubos caros, conexões, trocadores de calor, evaporadores feitos de quartzo ou platina podem fornecer um alto grau de pureza. Outros materiais não são adequados.

Método eletroquímico

A essência do método é passar a água através de um campo elétrico, enquanto os íons de sal são transferidos - os cátions são distribuídos em direção ao cátodo e os ânions - em direção ao ânodo. O sistema possui três compartimentos, que são formados por diafragmas de cátodo e ânodo. O compartimento do meio contém água preparada para dessalinização.

Uma corrente elétrica constante é passada através do fluxo, com a ajuda da qual os sais são classificados nos diafragmas de cátodo e ânodo. O método é muito caro em termos de custos de equipamentos e custos de eletricidade e, portanto, não tem sido amplamente utilizado.

Troca iônica

A maneira mais confiável de obter dessalinização da água é o método de troca iônica. Precipitação de impurezas desta formapermite obter um líquido mais limpo em pouco tempo, o que é importante para a dessalinização industrial. O método é o mais econômico e oferece o melhor resultado de limpeza.

O método é baseado na remoção de cátions e ânions de sais do líquido; como resultado da purificação, vários graus de desmineralização podem ser alcançados, até a remoção completa dos agentes salinos. A dessalinização da água por troca iônica ocorre com a participação de trocadores iônicos, que são polímeros insolúveis em água contendo um íon móvel. Sob as condições criadas, o polímero preparado entra em uma reação de troca com íons de sal do mesmo sinal. Trocadores de íons colocados em meio aquoso incham, aumentando de tamanho em 1,5-2 vezes.

Com o passar do tempo, os trocadores de íons coletam os sais dissolvidos na água e se tornam mais densos. Os trocadores de íons saturados são regenerados, após o que são limpos. Os produtos obtidos de trocadores de íons saturados são chamados de "eluatos", incluem soluções de sais e álcalis. Alguns deles são substâncias valiosas, então são descartados como componentes valiosos.

Osmose reversa

O progresso técnico e o início da escassez de água doce dão origem a novas tecnologias de dessalinização e dessalinização. O método de tratamento de osmose reversa está se tornando um método popular, cuja confiabilidade é garantida pelo desenvolvimento de tecnologias de membrana. O interesse industrial é causado por custos de energia relativamente baixos. A maioria dos dispositivos deste princípio são utilizados para pós-tratamento de águas fluviais, onde sua eficácia tem sido repetidamente comprovada.

ParaPara uso doméstico, as usinas de dessalinização de água baseadas no princípio da osmose reversa são adequadas tanto em termos de consumo de energia quanto em termos de qualidade do produto obtido. O princípio da osmose reversa baseia-se na passagem de água sob pressão através de uma membrana impermeável a sais dissolvidos e outras impurezas. O processo de dessalinização da água é realizado por membranas sintéticas semipermeáveis que não conseguem reter alguns gases dissolvidos na água (cloro, dióxido de carbono, etc.).

O método de osmose reversa purifica a água de todas as impurezas, ocorre a desmineralização completa, o que é prejudicial ao corpo humano. Na maioria dos casos, o leigo tem que escolher entre água da torneira ou tratada com algum tipo de filtro. O mal menor é a água, desprovida de todos os ingredientes naturais.

Hoje, em alguns países já existem plantas para a produção de água potável, onde o método de osmose reversa é usado para dessalinização, e os gases dissolvidos são removidos como um pós-tratamento adicional. Para dar-lhe um estado normal próximo ao natural, as empresas adicionam os sais necessários em uma concentração verificada à água purificada.

Prós e contras dos métodos básicos

Cada um dos métodos de dessalinização da água tem qualidades positivas e negativas. Depois de considerá-los em detalhes, você pode entender qual deles dar preferência:

• A troca iônica ajuda a obter a água mais pura, o sistema é confiável e não reage ao grau de mineralizaçãolíquido de origem, requer pouco custo de equipamento. O processo de dessalinização ocorre com perda mínima de consumo de água. As desvantagens do método incluem a rápida poluição ambiental com produtos químicos nocivos, o alto custo dos próprios reagentes, o sistema se contamina rapidamente e requer substituição frequente de filtros. A eliminação de resíduos e peças de filtro é difícil.
• Destilação. As usinas de dessalinização de água baseadas no método térmico são utilizadas sem o uso de produtos químicos, demonstram a boa qualidade do líquido resultante, e o calor gerado durante a operação pode ser usado para outras necessidades. Uma característica distintiva deste método é a capacidade de eliminar gases dissolvidos na água. As desvantagens do método incluem: alto custo de energia, necessidade de tratamento de água, custo de manutenção da instalação (limpeza de todas as peças), alto custo do equipamento.
• As instalações de membranas se distinguem pela despretensão ao estado inicial da água, o processo não requer reagentes químicos, e são de fácil manutenção. As qualidades negativas são: preparação da água para o processo de tratamento, grande quantidade de água para garantir o funcionamento do aparelho, alto consumo de energia, o que afeta o custo do produto final.

Dessalga em casa

A filtragem de água é a forma mais acessível de pós-tratamento. Existem duas maneiras comuns de dessalinizar poços ou líquidos do mar em casa:

• Coloque um recipiente com água no freezer e deixe até que esteja completamente congelado. Sal com parteo líquido não congela, o gelo deve estar derretido e pode ser usado imediatamente. Para purificação adicional, vale a pena passar a água derretida por qualquer filtro doméstico. O método é chamado de destilação a frio.
• Evaporação. Eles pegam dois recipientes de tamanhos diferentes, despejam água do mar / salgada no maior, deixam o menor vazio e o colocam em uma tigela grande. Toda a estrutura pode ser colocada no fogão para aquecimento ou deixada ao sol, após fechar a tampa. É necessário conseguir uma fervura lenta de água salgada. Vapores sem sal se concentrarão no recipiente vazio. O processo de evaporação ao sol prosseguirá muito mais lentamente. Com este método, obtém-se um volume bastante pequeno de água potável.

A dessalinização e dessalinização da água por métodos artesanais é possível, mas ineficaz. A melhor opção seria comprar uma unidade de limpeza doméstica.

Instalações Domésticas

Para necessidades domésticas, os sistemas de pós-tratamento de água são mais frequentemente necessários. A filtragem da água pode ser realizada de várias maneiras:

• O mais fácil e acessível é um jarro com filtros substituíveis.
• Bocal com filtro na torneira.
• Filtros de água de mesa.
• Sistemas embutidos que purificam líquidos dependendo do local (somente na cozinha, na entrada de abastecimento de água da casa, filtros multiestágio para purificação de água de poço artesiano, etc.).

Nenhum dos sistemas domésticos pode eliminar completamente os sais do líquido, mas eles podem amolecer a água dura. NaquiloNesse caso, você precisa saber com quais elementos ele está saturado para selecionar um sistema, cartuchos de água, filtros ou reagentes. O processo de dessalinização requer grandes unidades, uma grande área de instalação, grandes investimentos financeiros e disponibilidade de manutenção do sistema, que não está disponível para uma ampla gama de consumidores.

Tipos de limpeza doméstica

Hoje, os seguintes tipos de tratamento de água são amplamente utilizados:

• Filtragem de carvão. O dispositivo é um recipiente cheio de carvão, ativado ou carvão. A água que passa por esse filtro é purificada de cloro, elementos oleosos, pesticidas, microorganismos, bactérias, etc. O filtro é acessível, durável e fácil de usar.
• Limpeza fina. Este tipo de filtros é dividido em dois tipos - função única e multifuncional. Qualquer escolha requer manutenção - troca constante de cartuchos de água, substituição de acessórios, etc.
• Limpeza bruta. Elimine grandes partículas de sujeira (areia, ferrugem, sedimentos, etc.).
• Limpeza profunda. Este tipo de filtro inclui sistemas de osmose reversa, filtros multi-estágio, etc.

Na maioria das regiões da Rússia, apenas a purificação adicional da água é necessária, pois há recursos hídricos suficientes no país. A única região onde pode haver escassez de água doce é a Crimeia, que pode exigir instalações industriais para dessalinização da água do mar. Todos os dispositivos para a realização de processos têm uma patente. A dessalinização e a dessalinização da água devem ser realizadas usando métodos cientificamente comprovados com testes obrigatórios dos resultados em condições de laboratório.