Что из себя представляет обессоливание воды и какие существуют методы

Электродиализ

При подаче электрического тока на электроды, помещенные в раствор солей в воде (в данном случае — морскую воду), можно наблюдать процесс электродиализа — перемещение зараженных частиц к соответствующим электродам: катионы направляются к отрицательному электроду — катоду, а анионы — к положительному — аноду. Между электродами со временем появляется область с пониженной концентрацией солей. Технически этот метод применен в электродиализаторах, в которых кроме катода и анода так же присутствуют камеры из катионообменных и анионообменных мембран, что позволяет значительно более эффективно вести процесс разделения.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ:

Преимущества обратного осмоса по сравнению с традиционными методами очистки и обессоливания:

• Универсальность метода – «чистит» все сразу – растворенные соли, органику, микробиологические загрязнения.
• Цветность, мутность, окисляемость снижается в разы. – вода «блестит».
• Надежность метода.
• Компактность.
• Экологичность – не нужны ни соль, ни кислоты, ни щелочи для регенерации.
• Невысокая энергоемкость по сравнению с другими методами обессоливания.
• Низкие эксплуатационные затраты.
• Ремонтопригодность.

Недостатки обратного осмоса по сравнению с традиционными методами очистки и обессоливания:

• Для питьевых целей – излишняя степень обессоливания.
• Снижение рН пермеата.
• Необходимость предподготовки.
• Необходимость строгого контроля исходного и трансмембранного давления для исключения порывов (обычно автоматически).
• Возможность снижения производительности и селективности (процента удаления солей) из-за забивания мембран при неправильном расчете технологической схемы.
• Потребность в сбросе концентрата (15-30% в зависимости от состава воды и требований к пермеату).
• Необходимость установки бака пермеата, чтобы избежать избыточного противодавления.

Вкус опресненной воды

Да, вот это уже действительно проблема. Вода, которая прошла дистилляцию и перегонку не имеет ни вкуса ни запаха, она просто никакая. Конечно, она чистая и безопасная для здоровья, да, без жидкости человек долго не проживет, однако, употребление безвкусной пресной воды способно отбить волю к жизни даже у самого заядлого выживальщика. Разумеется, если Вы оказались один на необитаемом острове и из веток с палками смогли соорудить себе дистиллятор, а потом еще полдня ждали, пока он осилит перегнать кружку воды, то выбор-то у Вас небольшой: либо пить, что есть, либо искать нормальный источник пресной воды, либо садиться и помирать от жажды. Помирать никому не хочется, а источником может и не оказаться, тогда придется пить, что есть. Вашу горькую участь можно слегка скрасить, добавив в жидкость что-то, что способно придать вкус или запах, да хоть ту же соленую воду, в разумных пропорциях.

Как опресняют на производствах?

Опреснение воды в промышленных масштабах — трудоемкий и энергоемкий процесс. Производственные установки громоздки и сложны в обслуживании.

Все исследования в этой области направлены на создание более экономичных методов отделения H2O от солей. Далее описаны наиболее популярные методы.

Вымораживание

Свойство воды таково, что в твердое состояние переходят только молекулы самой воды, а остальные содержащиеся в ней элементы заморозке не подвергаются. Лед всегда исключительно пресный.

Процесс опреснения проходит следующие этапы:

1. Соленую воду помещают в кристаллизатор.
2. Осуществляют контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.
3. Происходит медленная заморозка воды. На этом этапе образуются очаги кристаллизации, то есть образования льда из пресной воды.
4. По мере заморозки оставшаяся вода становится более концентрированной с солью, поэтому более тяжелой. Она оседает на дно.
5. Лед и оставшийся рассол подвергают повторной очистке. Это может повторяться несколько раз.

Данный способ требует сложного технологического оборудования. Такие механизмы потребляют много электроэнергии, поэтому такой метод не пользуется популярностью.

Ультрафильтрация или обратный осмос

Ультрафильтрацию стали применять для опреснения только в конце 20 века, ранее ее применяли в других сферах. Технология предполагает наличие мембраны в фильтрационном аппарате.

Мембранами выстилают тысячи тонких труб, по которым прогоняют концентрированную солями воду.

Принцип использования мембраны основан на физических свойствах молекул воды и частиц солей. Волокна мембраны способны пропустить молекулы воды и задержать более крупные частицы соли.

Простейший механизм для фильтрации обратным осмосом представлен следующими этапами:

• поступление морской воды;
• перекачивание соленой воды в аппарат под высоким давлением;
• разделение пресной воды и концентрата;
• в усовершенствованных установках предусмотрена дополнительная финальная очистка угольным фильтром.

Это многообещающий и эффективный способ, однако, он на данный момент требует наличия большой площади мембранных труб для опреснения воды в промышленных масштабах.

Перспектива этого метода в создании более эффективных мембран.

Электродиализ

Еще один мембранный способ. Здесь вместо насоса, создающего давление, применяются электродиализные установки.

Под воздействием электричества ионы, из которых состоят молекулы растворенных солей, проходят через мембраны:

• катионы движутся в сторону катода;
• анионы движутся в обратную сторону, к аноду.

Затем концентрированные рассолы утилизируют при помощи проточной воды.

Способ отличается экономичностью, а используемые мембраны позволяют увеличить эффективность очистки благодаря возможности использования высоких температур.

Химический способ

Химический способ основан на свойствах растворенных в воде примесей. При взаимодействии с реагентами они образуют нерастворимый осадок и опускаются на дно.

Дистилляция или перегонка

Морскую воду подвергают испарению. Более летучая составляющая превращается в пар в большом количестве и переходит в дистиллят, оставшаяся менее летучая часть переходит в кубовый остаток.

Существуют одноступенчатые и многоступенчатые дистилляторы. Многоступенчатые намного более производительны при сравнительно небольшом потреблении энергии.

Их главный минус в образовании накипи на стенках аппарата, что требует постоянного обслуживания. Из-за этого затраты на работу увеличиваются.

В процессе разработки находится электрохимический способ отделения от примесей солей. Для этого применяют высокотехнологичную микросхему, которая будет разделять воду на потоки с высоким и низким содержанием солей.

Совместное Nа-Н-катионирование

Для умягчения подземной и поверхностной воды с большой карбонатной жесткостью применяют совместное Nа-Н-катионирование. Имеется несколько таких схем, из которых наиболее распространены две: последовательная и параллельная. Их применение зависит от концентраций сульфатов и хлоридов в исходной воде.

По схеме последовательного Nа-Н-катионирования часть воды, подлежащая умягчению, сначала проходит Н-катионитовые фильтры, потом её смешивают с остальной водой, удаляют CO₂, а затем она поступаетв Na-катионирование.

Эта схема обработки воды позволяет более полно использовать емкость Н-катионитового фильтра и уменьшить расход кислоты на регенерацию.

По схеме параллельного Nа-Н-катионирования фильтры включают параллельно, и вода, подлежащая умягчению, проходит через них двумя параллельными потоками.

Процесс удаления катионов двухвалентных металлов при помощи H-катионирования можно описать следующими уравнениями.

2HR + Ca(HCO₃)₂ ⇌ CaR₂ +2CO₂ + 2H₂O,2HR + MeCl₂ ⇌ MeR₂ + 2HCl,2HR + MeSO₄ ⇌ MeR₂ + H₂SO₄,

где R – обозначение радикала смолы, Ме – катион двухвалентного металла (Ca, Mg).

А также:

НR + NaНСО₃ ⇌ NaR + СО₂ + 2Н₂О,2НR + Na₂SO₄ ⇌ 2NаR + Н₂SO₄,НR+ NaCl ⇌ NаR + НCl.

При этом происходит полное превращениесолей в кислоты.

Для регенерации катионита, насыщенного извлекаемыми из электролита катионами, используют растворы кислот, например 5–6%-ный раствор НCl:

MeR₂ + 2НСl ⇌ 2НR +МеСl₂,NаR + НСl ⇌ НR + NаCl.

Регенерация Н-катионитовых фильтров (в системе Н-Na-катионирования) часто осуществляется 1,5 – 2% водным раствором серной кислоты. Более высокие концентрации могут приводить к отложению CaSO₄ в загрузке. Скорость пропускания регенерирующего раствора рекомендуется выдерживать в пределах 8 – 10 м/ч.

В конечном счете, так или иначе, но воду после Nа- и H-катионирования смешивают, и происходит нейтрализация кислот:

H₂SO₄ + 2NaHCO₃ = Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O.

Процесс проводят таким образом, чтобы остаточная щелочность не превышала 0,4 мг/дм3. Для получения глубокого умягчения (не меньше чем 0,01 мг-экв/дм3), воду после дегазации от CO₂ пропускают через Nа-катионитовый фильтр второй ступени.

Применение Н-катионирования требует сложной аппаратуры, выполненной в кислотостойком исполнении. Кроме того, возникает задача нейтрализации кислотных стоков от избытков кислоты при регенерации.

Технологическая схема

Рисунок 1 – Принципиальная схема типичной установки обессоливания нефти

Блок сепарации

Сырая нефть с растворенными в ней газами, водой и солями поступает в сепаратор. На входе в сепаратор установлен каплеотбойник для предотвращения уноса жидких продуктов с газовой фазой. В сепараторе из нефти отделяется нерастворенная вода, а также легкие углеводороды, которые проходят через туманоуловитель для предотвращения уноса жидкой фазы и выходят с верха сепаратора. Сепаратор оснащен антизавихрителями в местах отбора жидкой фазы: воды и сырой нефти.

Антизавихритель – устройство, предотвращающее формирование вихря при сливе жидкости (жидкости или газа) из сосуда, такого как резервуар или парожидкостной сепаратор. Образующиеся вихри могут захватывать газовую фазу в поток жидкости, приводя к плохому разделению на технологических этапах, таких как ректификация или вызывать чрезмерное падение давления, или вызывать кавитацию насосов ниже по потоку.

Нефть и вода имеют разные плотности за счет чего в сепараторе образуется водно-нефтяная эмульсия. Благодаря перегородке внутри сепаратора, отстоявшаяся вода не попадает на прием насосов, перекачивающих нефть.

Далее частично обезвоженная нефть нагревается в блоке теплообменников после чего поступает в электродегидратор.

Блок электродегидрирования

Процесс обессоливания нефти осложняется, когда в нефти имеются сухие соли, не удаляемые обычными методами. Поэтому в таких случаях для собственно обессоливания приходиться прибегать к дополнительной операции промывания нефти водой. С этой целью, предварительно деэмульгированная тем или иным способом нефть вновь эмульгируется с пресной водой, и полученная эмульсия подвергается повторному разложению обычно тем же методом.

Наиболее стойкие мелкодисперсные нефтяные эмульсии разрушаются с помощью электрического тока. При воздействии электрического поля капельки воды, находящиеся в неполярной жидкости, поляризуются, вытягиваются в эллипсы с противоположно заряженными концами и притягиваются друг к другу. При сближении капелек силы притяжения возрастают до величины, позволяющей сдавить и разорвать разделяющую их пленку. На практике используют переменный электрический ток частотой 50 Гц и напряжением 25-35 кВ.

Процессу электрообезвоживания способствуют деэмульгаторы и повышенная температура. Во избежание испарения воды, а также в целях снижения газообразования ─ аппараты, в которых проводится электрическое обезвоживание и обессоливание нефтей ─ работают при повышенном давлении.

Обессоленная нефть направляется в колонну первичной перегонки на установку АВТ, а вода, используемая в процессе, направляется на блок очистки сточных вод.

Методы

Полное обессоливание проводится следующими способами:

• Дистилляция, термический способ.
• Методом ионного обмена.
• Методом электродиализа.
• Мембранным обратным осмосом.

Частичное удаление соли достигается при применении таких способов:

• Известкование.
• Баритовое умягчение.
• Н-катионирование.
• Вымораживание.

Методы обессоливания воды требуют затрат как финансовых, так и энергетических. Выбор способа обработки зависит от степени содержания соли в первоначальной жидкости, производительности установки, затрат на составляющие процесса (тепло, электроэнергия, реагенты). Каждый из методов имеет свои преимущества, недостатки и происходит при помощи технических средств.

Электрохимический метод

Суть метода заключается в пропуске воды через электрическое поле, при этом происходит перенос ионов солей – катионы распределяются в сторону катода, а анионы — к аноду. Система имеет три отсека, которые образуются при помощи катодной и анодной диафрагм. В срединном отсеке находится вода, подготовленная к обессоливанию.

Через поток пропускают постоянный электрический ток, при помощи которого происходит сортировка солей на катодную и анодную диафрагмы. Метод является очень дорогостоящим по затратам на оборудование и издержкам на электроэнергию, в связи с чем не получил распространения.

Сырая нефть и ее характеристики

В неочищенной добытой нефти также присутствуют натуральные эмульгаторы с диспергированными примесями и минерализованными хлоридами. В некоторых случаях в зависимости от технологии разработки скважины могут сохраняться и газовые компоненты – летучие и неорганические. Все эти составляющие относятся к активным и могут рассматриваться как обязательные для сохранения или нежелательные – их статус определяется требованиями к конечному продукту и на этапах переработки определяет перечень допустимых способов обезвоживания и обессоливания нефти, которая будет также влиять и на выбор оборудования нефтеперерабатывающих заводов. То есть даже некоторые из полезных компонентов могут нанести вред технологическим узлам, поэтому на определенных этапах переработки их также исключают, после чего вводят обратно.

Процесс обезвоживания считается одним из базовых. Его реализуют посредством разрушения водно-нефтяной среды с подключением деэмульгаторов, которые в ходе адсорбции на границе разделения фаз расслаивают капли жидкости в нефти. В качестве активного компонента должен применяться состав, который и сам по себе легко будет отделяться от целевого продукта. Например, применяемые для обезвоживания и обессоливания нефти деэмульгаторы никак не влияют на свойства очищаемого сырья и не вступают в реакции с водой. Это синтезированные соединения, которые также инертны к оборудованию и экологически безвредны. Деэмульгаторы из группы нефтерастворимых легко смешиваются с нефтесодержащими эмульсиями и в то же время плохо вымываются водой. Существуют и органические неэлектролитные деэмульгаторы, к особенностям которых относят растворяющую функцию относительно эмульгаторов нефти. В результате химического воздействия также снижается вязкость сырья.

Плюсы и минусы методов

Каждый из способов обессоливания отличается рядом преимуществ и недостатков. Особенно их должны учесть те, кто хочет апробировать методы для домашнего применения.

Ионообменные установки отличаются такими достоинствами:

• получение максимально чистой воды;
• высокая надежность;
• отсутствие реакции на степень минерализации обрабатываемой среды;
• невысокие расходы на оборудование.

К минусам ионообменного метода относятся:

• сложность утилизации отходов фильтровального материала;
• загрязнение окружающей среды;
• необходимость регулярной замены фильтров.

Для обратноосмотической установки характерны такие плюсы:

• инертность к начальному составу жидкости;
• простота обслуживания установки;
• отсутствие необходимости использования сложных реагентов;
• возможность сбрасывать отработанные концентраты в канализацию;
• высокое качество нейтрализации минеральных примесей;
• низкие расходы на обслуживание системы.

Минусами обратного осмоса являются:

необходимость предварительной обработки жидкости;

• высокий объем сбросов;
• необходимость непрерывной работы установки;
• относительно высокие энергозатраты при промышленных масштабах очистки.

Установки обратного осмоса монтируют в частных домах и квартирах под кухонную мойку.

Электролиз в быту не применяется, поскольку расходы на электроэнергию и саму установку нецелесообразны.

Методы

Полное обессоливание проводится следующими способами:

• Дистилляция, термический способ.
• Методом ионного обмена.
• Методом электродиализа.
• Мембранным обратным осмосом.

Частичное удаление соли достигается при применении таких способов:

• Известкование.
• Баритовое умягчение.
• Н-катионирование.
• Вымораживание.

Методы обессоливания воды требуют затрат как финансовых, так и энергетических. Выбор способа обработки зависит от степени содержания соли в первоначальной жидкости, производительности установки, затрат на составляющие процесса (тепло, электроэнергия, реагенты). Каждый из методов имеет свои преимущества, недостатки и происходит при помощи технических средств.

Условия обессоливания

Вода существует в сырой нефти в виде испаренных молекул при температуре 75-180 °C. Кроме того, коррозионные газы, такие как H₂S и CO₂, смешиваются с молекулами кипящей воды и создают сильно коррозионную среду. На производительность установки и качество обессоливания влияют различные факторы, такие как:

• скорость подачи сырой нефти и ее качество,
• температура, вязкость и отношения плотности сырой нефти и добавленных материалов,
• скорость промывной воды, качество и конфигурация потока,
• контроль уровня воды и слоев эмульсии.

Как правило, исходную нефть предварительно нагревают до примерно 75-180 °С. Оптимальная температура обессоливания несколько варьируется в зависимости от происхождения сырой нефти, и ограничена давлением паров нефтяного сырья. Высокие температуры, которые возникают по ходу процесса, могут вызвать гидролиз воды, который может привести к образованию едкой соляной кислоты.

Обратный осмос

Технический прогресс и начавшая наблюдаться нехватка пресной воды рождают новые технологии опреснения и обессоливания. Популярным способом становится метод обработки обратным осмосом, надежность ему гарантирует развитие мембранных технологий. Промышленный интерес вызван сравнительно низкими энергозатратами. Большая часть аппаратов этого принципа используются для доочистки речной воды, где их эффективность многократно доказана.

Для бытового использования установки для обессоливания воды, основанные на принципе обратного осмоса, пригодны как в плане энергозатрат, так и по качеству получаемого продукта. В основе принципа обратного осмоса лежит пропускание воды под давлением через мембрану, которая непроницаема для растворенных солей и других примесей. Процесс обессоливания воды обеспечивают синтетические полупроницаемые мембраны, которые не могут задержать некоторые растворенные в воде газы (хлор, углекислота и пр.).

Метод обратного осмоса очищает воду от всех примесей, происходит полная деминерализация, что вредно для человеческого организма. В большинстве случаев обывателю приходится выбирать между водопроводной водой или обработанной при помощи какого-либо фильтра. Меньшим злом является вода, лишенная всех природных компонентов.

На сегодняшний день в некоторых странах уже существуют заводы по производству питьевой воды, где для обессоливания используют метод обратного осмоса, и в качестве дополнительной доочистки из нее выводят растворенные газы. Чтобы придать ей нормальное состояние, приближенное к естественному, на предприятиях в очищенную воду добавляют необходимые соли в выверенной концентрации.

Способы обессоливания воды

Метод обработки жидкости с примесью минеральных солей подбирается в зависимости от первоначального показателя по концентрации примесей, общих возможностей мастера/промышленного производства, целесообразности затрат на обслуживание той или иной установки.

Ионный обмен

Принцип обработки жидкой среды заключается в её прогоне через специальные ионообменные смолы. При этом анионы и катионы растворенных в жидкости минеральных примесей удаляются и замещаются ионами фильтрующего материала. При таком способе обессоливания удается почти полностью убрать из жидкой среды минеральные растворенные примеси.

Ионообменная установка представляет собой резервуар, заполненный картриджами с фильтрующим материалом. Кассеты подлежат регулярной замене, а сама смола должна быть утилизирована особым образом.

Обратный осмос

Установки часто состоят из нескольких колб, заполненных полупроницаемыми синтетическими мембранами. Принцип обессоливания жидкости заключается в том, что вода под высоким давлением проходит через поры барьера. При этом мембрана пропускает сквозь себя лишь молекулы подготавливаемой среды, но не солей. Для всех остальных примесей барьер непроницаем. Установки обратного осмоса удаляют из обрабатываемой среды растворенные соли и некоторые газы: углекислота, хлор, др.

Электрохимический метод

Суть электродиализа заключается в том, что водная среда подвергается воздействию электрического поля — её пропускают через него. В этот момент происходит перенос ионов растворенных солей: анионы распределяются к анодам, катионы — к катодам.

Установка для электродиализа имеет три камеры, образованные анодной и катодной диафрагмами. Срединный отсек — это резервуар, через который проходит обрабатываемая жидкость. Сквозь неё пропускают ток, который затем делит ионы солей на катоды и аноды.

Опреснение высокоминерализованных вод

При помощи ионообменных технологий можно получать опреснённую и глубоко обессоленную воду. Сущность метода заключается в последовательном пропускании воды через H-катионитовый, а затем – анионитовый фильтр с загрузкой в форме OH–, СО₃2– или НСО₃–. Процессы, протекающие в H-катионитовом фильтре, описаны выше.

В OH-анионитовом фильтре анионы образовавшихся кислот обмениваются на OH–:

АnOH +НСl ⇌ АnСl + H₂O,2АnOH +H₂SO₄ ⇌ Аn2SO₄ +2H₂O.

В зависимости от требуемой степени обессоливания проектируются одно-, двух- или трёхступенчатые установки, причём для непрерывной работы в каждой группе должно быть не меньше двух взаимозаменяемых фильтров. Для регенерации анионитовых фильтров первой ступени применяют раствор кальцинированной соды с удельным расходом на 1 г-экв поглощённых анионов 100 г Na₂СО₃ с концентрацией порядка 4%. Фильтры первой ступени отмывают H-катионированной водой.

Для регенерации второй ступени применяют раствор едкого натра, приготовленный на H-катионированной воде.

Раствор едкого натра и промывка фильтров третьей ступени после регенерации производят обессоленной водой после анионных фильтров второй ступени. Удельный расход NaОH равен 2000г/г-экв поглощённой кремневой кислоты.

Общим недостатком умягчения и обессоливания воды при помощи ионообменных смол является большой объём сточных вод – порядка 15–20% производительности установки, – так как после регенерации ионитов необходима тщательная их отмывка от следов регенерирующих растворов.

Для экономии при регенерации используют отходящие промывные воды одних фильтров для промывки других ступеней умягчения и обессоливания воды. Для опреснения исходной воды с содержанием растворенных солей 1,5–2,5 г/дм3 требуется сравнительно высокий расход реагентов, поэтому метод приемлем, когда себестоимость воды не играет особой роли.

Ионообменный способ опреснения и умягчения воды имеет и ряд достоинств – простота стандартного оборудования, относительно малый расход электроэнергии, отработанные схемы и технологии ведения процесса обессоливания практически любых необходимых объёмов воды, большой выбор видов ионообменных смол с необходимыми свойствами для конкретных технологических целей и свойств фильтрата.

Просмотрено: 16 157

Плюсы и минусы методов

Каждый из способов обессоливания отличается рядом преимуществ и недостатков. Особенно их должны учесть те, кто хочет апробировать методы для домашнего применения.

Ионообменные установки отличаются такими достоинствами:

• получение максимально чистой воды,
• высокая надежность,
• отсутствие реакции на степень минерализации обрабатываемой среды,
• невысокие расходы на оборудование.

К минусам ионообменного метода относятся:

• сложность утилизации отходов фильтровального материала,
• загрязнение окружающей среды,
• необходимость регулярной замены фильтров.

Для обратноосмотической установки характерны такие плюсы:

• инертность к начальному составу жидкости,
• простота обслуживания установки,
• отсутствие необходимости использования сложных реагентов,
• возможность сбрасывать отработанные концентраты в канализацию,
• высокое качество нейтрализации минеральных примесей,
• низкие расходы на обслуживание системы.

Минусами обратного осмоса являются:

необходимость предварительной обработки жидкости,

• высокий объем сбросов,
• необходимость непрерывной работы установки,
• относительно высокие энергозатраты при промышленных масштабах очистки.

Установки обратного осмоса монтируют в частных домах и квартирах под кухонную мойку.

Электролиз в быту не применяется, поскольку расходы на электроэнергию и саму установку нецелесообразны.

Обратный осмос

В этом случае отделение пресной воды от растворённых в ней солей производят при помощи мембраны, непроницаемой для солей. Мембрану помещают между пресной водой и рассолом. Для выравнивания концентрации вода проникает в рассол. Чтобы прекратить проникание воды в раствор, необходимо прикладывать осмотическое давление.

Если давление, прикладываемое к рассолу, превышает осмотическое, то через мембрану будет выдавливаться пресная вода из рассола. Такой способ называется обратным осмосом. Для этого артезианскую воду накачивают в камеры под высоким давлением.

В камерах стенки изготовлены из полупроницаемых мембран. Когда вода проходит через мембраны, концентрация солей увеличивается, повышается осмотическое давление и уменьшается поток опреснённой воды. Для воспрепятствования этому нужно постоянно прокачивать артезианскую воду. Поток проходящей через мембрану пресной воды зависит от прикладываемого давления.

Трубы, применяемые при обратном осмосе, изготавливают из пористых веществ, выложенных изнутри пленкой из ацетата целлюлозы. Роль полупроницаемой мембраны играет ацетат целлюлозы. Скорость проникновения артезианской воды через мембрану невелика. В течение суток можно получить около 700 литров пресной воды с одного кв. метра мембраны.

Проблемы, возникающие при опреснении артезианской воды обратным осмосом:

• Слишком высокое давление может разорвать мембрану;
• Мембрана может забиться солями;
• Пропускать большое количество растворённых солей.

Бытовые установки

Для бытовых нужд чаще всего необходимы системы для доочистки воды. Фильтрация воды может проводиться несколькими способами:

• Самый простой и доступный – кувшин со сменными фильтрами.
• Насадка с фильтром на кран.
• Настольные фильтры для воды.
• Встраиваемые системы, осуществляющие очистку жидкости в зависимости от места размещения (только на кухне, в точке входа подачи воды в дом, многоступенчатые фильтры для очистки воды из артезианской скважины и т. д.).

Ни одна из бытовых систем не может полностью устранить соли из жидкости, но смягчить жесткую воду в состоянии. В этом случае необходимо знать, какими элементами она насыщена, чтобы подобрать систему, картриджи для воды, фильтры или реагенты. Процесс обессоливания требует габаритных аппаратов, большой площади для установки, крупных финансовых инвестиций и доступность обслуживания системы, что недоступно для широкого круга потребителей.

Устройство и принцип работы опреснительной установки

Устройство опреснителя можно разобрать на примере тех, что устанавливаются на судах:

1. Дистилляционные установки. Суть состоит в том, что морскую воду нагревают до температуры кипения, потом собирают сконденсированный пар и получают дистиллированную воду. Это трудоемкий процесс, который отнимает много времени.
2. Электродиализные устройства. Они основаны на химическом методе опреснения. Применяют их только в крайнем случае, и полученная таким способ вода редко используется в качестве питьевой, поскольку химические реагенты токсичны.
3. Установки обратного осмоса. Они являются наиболее распространенным типом корабельных установок для получения пресной воды. Эти устройства состоят из нескольких блоков. Суть метода заключается в том, что забортная вода проходит предварительную обработку, а затем содержащая соли вода проходит под высоким давлением через специальную мембрану и остается в накопителе, а загрязненная вода через какое-то время сливается за борт.

Технологии обессоливания

Обычно сырая нефть обессоливается перед загрузкой в колонны атмосферной перегонки. Двумя наиболее типичными методами обессоливания сырой нефти являются:

• химическое обессоливание
• электростатическое разделение с использованием горячей воды в качестве агента удаления.

Термическое и механическое обессоливание на практике встречаются достаточно редко.

Химическое обессоливание

В случае химического обессоливания вода и химические поверхностно-активные вещества добавляются к сырой нефти, а затем она нагревается. Таким образом, соли и другие примеси растворяются в воде и / или присоединяются к молекулам воды. После этого нагретый раствор будет удерживаться в резервуаре, в котором осаждаются примеси. Когда в сырой нефти имеется большое количество взвешенных твердых частиц, в систему добавляют поверхностно-активные вещества, чтобы упростить процедуру очистки.

 Электростатическое обессоливание

В случае метода электростатического обессоливания создается электростатическое высокое напряжение, и в результате взвешенные шарики воды концентрируются на дне отстойника.

Заключение

Задачи подготовки нефти к основным процессам технологической переработки для последующего использования в производственном секторе решаются разными средствами и методами. Технологии обезвоживания и обессоливания выполняют далеко не самые важные операции этого спектра, но и без них обойтись нельзя. Современная промышленность старается применять более оптимизированные и энергоэффективные методы решения задач сепарации, что проявляется в подключении новых высокотехнологичных установок. В частности, современные поколения аппаратов для обезвоживания и обессоливания нефти активно развиваются в направления повышения функциональности и эргономики. Об этом свидетельствует появление саморегулируемых трансформаторов и высокоточных измерительных датчиков, позволяющих держать под контролем все основные параметры процесса очистки. Не остаются без внимания и системы обеспечения безопасности. И при химических методах сепарации, и в применении электродегидраторов используются изолирующие и предохранительные средства защиты как самого оборудования, так и операторов, участвующих в процессах технологической обработки нефти.