Под обессоливанием понимают снижение концентрации растворенных в воде солей. Поскольку соли представляют собой минеральные соединения естественного происхождения, то этот процесс еще называют деминерализацией.
Область применения
Обессоливание – химический процесс, в результате которого достигается полное или частичное выведение солей различных металлов (хлоридов, сульфатов, карбонатов и др.). Современные технологии на выходе дают ультрачистую воду, которая может использоваться в фармацевтике и медицине, на химических предприятиях и в теплоэнергетике. А вот при подготовке питьевой воды обессоливание применяется редко, ввиду сложности процесса.
Обессоленная вода нашла применение и в микроэлектронике, где к качеству воды предъявляются жесткие требования.
Сущность метода
Для выведения солей используются технологии:
-
вымораживания – при пониженных температурах соли кристаллизуются и выпадают в осадок;
-
дистилляции – выпаривание с последующей конденсацией образовавшегося пара в воду с низким уровнем минерализации;
-
ионного обмена – применяется при концентрации солей до 3 г/л;
-
электродиализа – возможен при изначальном солесодержании 2,5-15 г/л;
-
гиперфильтрации.
Выбор метода диктуется конкретными характеристиками воды и требованиями к конечному результату водоподготовки. Наибольшее распространение получили технологии ионного обмена и электродиализа.
При использовании ионнообменных установок вода последовательно проходит через цепочку фильтров. На первой стадии высвобождаются катионы кальция, магния и натрия, которые обмениваются на водород-катионы:
2Н[К] + Са(НСО3)2 ↔ Са[К]2 + СО2↑+ Н2О;
Н[К] + NaCl ↔ Na[К] + HCl;
2Н[К] + Na2SO4 ↔ 2Na[К] + H2SO4
На второй стадии вода пропускается через ОН-анионитовые фильтры, где на ионы ОН- обмениваются образовавшихся ранее аниониты кислот:
СО3[А]2 + H2SO4 ↔ CO2↑ + H2O;
OH[А] + HCl ↔ Cl[А] + H2O;
2OH[А]2 + H2SO4 ↔ SO4[А] + 2H2O
Результат разложения гидрокарбонатов – СО2 удаляется в декарбонизаторе, а содержание солей на выходе составляет 0,05-0,3 мг/л.
При электродиализе через воду пропускается постоянный ток. В результате направленного движения ионов на специальной ионитовой мембране происходит разделение потока на две части: в одной вода опресняется, в другом она обогащается солями. Применение электродиализа возможно не всегда – вода должна соответствовать повышенным требованиям, поэтому в данном случае необходима предварительная водоподготовка.
Достоинства/недостатки
В результате деминерализации содержание солей снижается до приемлемых значений. Полученная вода пригодна для использования в бытовых целях и применения в технологических процессах на промышленных предприятиях.
Заключение
Обессоливание воды нашло широкое применение в практике подготовки воды используемой в промышленности. Для подготовки питьевой воды деминерализаця применятся редко, т.к. в процессе деминерализации из воды удаляются не только вредные примеси, но и полезные для организма соли и минералы.