Odsolování mořské vody

Odsolování mořské vody

Odsolováním mořské vody se vyrábí z mořské vody pitná voda.

Technologie

Klíčová slova

mořská voda, odsolování, Odsolovací závod, voda, Reverzní osmóza, destilátor, destilační přístroj, Destilace, Iontová výměna, Elektrodialýza, semipermeabilní membrána, pitné vody nedostatek, sůl, pitná voda, chlorid sodný, elektroda, škody na životním prostředí, břehu moře, technika, zeměpis

Související doplňky

Scénky

Odsolovací závod

  • mořská voda
  • destilátory
  • odsolená voda
  • koncentrovaný roztok soli

Destilátory

  • destilační přístroj - V rámci odsolování se mořská voda nechá odpařit v destilátoru, a tak se vyloučí sůl. Pára se kondenzuje, a tak získáme čistou vodu.

Destilační přístroj

Destilace

  • termokompresor - Stlačuje odvedenou páru a tím ji ohřívá.
  • horká pára - Díky teplu trubice se mořská voda vypaří, vyloučí se z ní sůl, pára se následně odvede do další nádrže.
  • mořská voda
  • koncentrovaný roztok soli
  • odsolená voda - V rámci odsolování se mořská voda nechá odpařit v destilátoru, a tak se vyloučí sůl. Pára se kondenzuje, a tak získáme čistou vodu.

Iontová výměna

  • elektricky nabité perly - K povrchu záporně nabitých perel se vážou ionty H⁺ a k povrchu kladně nabitých perel ionty OH⁻. Ionty mořské vody (včetně iontů Na⁺ a Cl⁻) se vážou na povrch perel, přičemž perly uvolňují ionty H⁺ a OH⁻, ze kterých vzniká voda.
  • mořská voda
  • odsolená voda

Elektrodialýza

  • mořská voda
  • odsolená voda
  • nádrž

Reverzní osmóza

  • mořská voda
  • odsolená voda
  • koncentrovaný roztok soli
  • semipermeabilní membrána - Svinutá membrána, která propouští vodu, ale zachycuje rozpuštěné ionty. Za normálních okolností by odsolená voda kvůli vyrovnávání koncentrace proudila přes polopropustnou membránu zpět do mořské vody, avšak tento proces se mění, pokud se na mořskou vodu vyvine tlak: v takovém případě voda odtéká přes membránu a zanechává koncentrovaný solný roztok.

Animace

  • termokompresor - Stlačuje odvedenou páru a tím ji ohřívá.
  • horká pára - Díky teplu trubice se mořská voda vypaří, vyloučí se z ní sůl, pára se následně odvede do další nádrže.
  • mořská voda
  • koncentrovaný roztok soli
  • odsolená voda - V rámci odsolování se mořská voda nechá odpařit v destilátoru, a tak se vyloučí sůl. Pára se kondenzuje, a tak získáme čistou vodu.
  • elektricky nabité perly - K povrchu záporně nabitých perel se vážou ionty H⁺ a k povrchu kladně nabitých perel ionty OH⁻. Ionty mořské vody (včetně iontů Na⁺ a Cl⁻) se vážou na povrch perel, přičemž perly uvolňují ionty H⁺ a OH⁻, ze kterých vzniká voda.
  • mořská voda
  • odsolená voda
  • elektricky nabité perly - K povrchu záporně nabitých perel se vážou ionty H⁺ a k povrchu kladně nabitých perel ionty OH⁻. Ionty mořské vody (včetně iontů Na⁺ a Cl⁻) se vážou na povrch perel, přičemž perly uvolňují ionty H⁺ a OH⁻, ze kterých vzniká voda.
  • protiiont
  • elektroda - Přitahují ionty s opačným nábojem a tím je extrahují z vody. Když se vymění póly, ionty se uvolní, a tak je lze odstranit ze zařízení. Následně opětovnou výměnou pólů lze pokračovat v čištění vody.
  • elektroda
  • čištění elektrod - Při výměně pólů se ionty uvolní z elektrod. Následně lze pokračovat v odsolování vody.
  • odsolování
  • mořská voda
  • odsolená voda
  • koncentrovaný roztok soli
  • semipermeabilní membrána - Svinutá membrána, která propouští vodu, ale zachycuje rozpuštěné ionty. Za normálních okolností by odsolená voda kvůli vyrovnávání koncentrace proudila přes polopropustnou membránu zpět do mořské vody, avšak tento proces se mění, pokud se na mořskou vodu vyvine tlak: v takovém případě voda odtéká přes membránu a zanechává koncentrovaný solný roztok.
  • semipermeabilní membrána - Svinutá membrána, která propouští vodu, ale zachycuje rozpuštěné ionty. Za normálních okolností by odsolená voda kvůli vyrovnávání koncentrace proudila přes polopropustnou membránu zpět do mořské vody, avšak tento proces se mění, pokud se na mořskou vodu vyvine tlak: v takovém případě voda odtéká přes membránu a zanechává koncentrovaný solný roztok.
  • pór

Vyprávění

Zatímco bez potravy prožijeme i 30-40 dnů, bez vody můžeme žít pouze 3-4 dny. Na Zemi jsou i taková místa, kde je pitná sladká voda vzácná a lidé dělají vše proto, aby získali pitnou vodu.

Mořskou vodu máme k dispozici téměř v neomezeném množství, ale její pití ve velkém množství vede k dehydrataci kvůli vysokému obsahu soli. K odsolení menšího množství vody postačí i domácí destilační zařízení, ale v případě většího množství je potřebná velkovýrobní technologie.

Odsolovací závody obvykle stavějí na mořské pobřeží, kde se po mechanickém čištění začne odsolování vody. Existuje několik metod odsolování. Nejjednodušší metodou je destilace, kterou používá i výrobna v naší animaci. Jejím cílem je odstranit z vody sůl tak, že se voda uvede do varu.

Destilační jednotka sestává z několika bloků, přičemž v každém je umístěna tepelná trubice. Do trubic se vpustí horká pára a na vnější povrch horkých trubic se rozprašuje nezahřátá mořská voda. Mořská voda zchladí horkou páru proudící dovnitř, která se v trubici kondenzuje na sladkou vodu a vytéká přes spodní část. Zároveň pára ze zahřáté mořské vody se dostává do tepelné trubice dalšího destilačního bloku.

Z tepelných trubic destilačních bloků se sbírá odsolená voda, zatímco ze spodní části destilátoru odtéká koncentrovaná slaná voda. Pára proudící z posledního destilačního bloku se znovu odvede přes termokompresor do prvního bloku. Termokompresor zvyšuje tlak a teplotu páry.

Měnič iontů odsoluje mořskou vodu pomocí elektricky nabitých perel. Perly umístí do nádrže, v níž se nachází výstupní trubice. Mořská voda se do nádrže přivádí shora a pak přes póry mezi perlami proteče až na dno. Jak voda protéká směrem dolů, perly vážou obsah soli a nahromaděná voda proudí přes filtr do otvoru. Odsolená voda opouští nádrž přes výstupní trubici.

Na povrchu elektricky nabitých perel se nacházejí kladně a záporně nabité protiionty. Jsou to vodíkové a hydroxidové ionty pocházející z vody.

V mořské vodě protékající póry je iontová síla kladně nabitého sodíku a záporně nabitého chloridu větší než iontová síla protiiontů, a tak je vypudí z povrchu perel. Tímto způsobem se sodíkové a chloridové ionty navážou na perly a z odloučených protiiontů znovu vznikne voda. Po jistém čase perly již nedokážou navázat více soli a potřebují se zregenerovat. Nevýhodou metody iontové výměny je, že k odstranění sodíkových a chloridových iontů z povrchu perel jsou potřeba velmi silné chemikálie. Velké množství použitých silných kyselin a louhů znamená vážnou zátěž pro životní prostředí.

Během elekrodialýzy nechávají mořskou vodu proudit pod velkým tlakem mezi vrstvami napojenými na elektrický proud.

Ionty soli nacházející se ve vodě se vážou na vrstvy s vhodným nábojem. Ke kladně nabité vrstvě, anodě se vážou záporně nabité chloridy, zatímco k záporné katodě se vážou kladně nabité sodíky. Po jistém čase povrch anody a katody neumí navázat více soli, a tehdy vyžaduje čištění.

I k čištění povrchů elektrodialýzové jednotky je potřebný elektrický proud. Za normálních okolností se ionty soli vážou na elektricky nabitý povrch. Při čištění se však změní směr proudu a díky tomu se ionty odloučí od povrchu anody a katody. Volné ionty soli jednotku opustí spolu s proudící vodou.

Reverzní osmóza odstraňuje sůl z vody na základě rozdílů ve velikosti a ne iontové síly. V rámci tohoto procesu se do nádrže napumpuje voda pod velkým tlakem. V této nádrži je kolem trubice umístěna vícevrstvá, polopropustná membrána vyrobená ze speciální umělé hmoty. Velký tlak protlačí mořskou vodu přes tyto vrstvy.

Zatímco voda projde všemi vrstvami, membrány odfiltrují obsah soli a přes výstupní trubici odteče odsolená voda. Obsah soli zadržený membránami se hromadí v jiné výstupní trubici a nádrž opouští ve formě koncentrovaného solného roztoku. Reverzní osmóza je dnes nejrozšířenější metodou odsolování. Nevyžaduje nebezpečná chemická činidla, takže je šetrná vůči životnímu prostředí.

Související doplňky

Podzemní voda

Voda, která se nachází mimo zemského povrchu povrchová voda, podpovrchová voda a krasová voda

Chlorid sodný (NaCl)

Kuchyňská sůl (nebo sůl), je jedním z nejdůležitějších sodných sloučenin, nezbytná pro živé organismy.

Inženýrské sítě

Je to systém, který splňuje požadavky spotřebitelů jako jsou zásobování vodou, odstraňování odpadních vod, elektřina, teplo, plyn a telekomunikace.

Koloběh vody (střední)

Koloběh vody zahrnuje procesy jako jsou vypařování přes tvorbu oblaků kondenzaci vody v nich v podoby dešťových kapek nebo sněhových vloček a následný pád...

Krasová oblast (základní)

V krasových oblastech se vytvářejí krasové formy mezi které patří doliny, krápníky.

Rozpuštění NaCl

Kuchyňská sůl se rozpouští ve vodě: polární molekuly vody tvoří plášť kolem iontů.

Systém ochrany před povodněmi

Ochranná hráze, nebo, v případě menších povodní, letní hráz zajišťuje ochranu proti povodňových škodám.

Vodovodní síť

Systém dodávky vody zajišťuje čistou a nezávadnou pitnou vodu pro spotřebitele.

Vrstvy oceánů

Hloubka vody ovlivňuje fyzikální vlastnosti, flóru a faunu oceánu.

Vznik a druhy oblaků

Z odpařené vody se tvoří mraky, které mají různý tvar a jejichž voda dopadá zpět na povrch Země ve formě srážek

Znečištění vody

Hlavními zdroji znečištění vody jsou průmysl, zemědělství a městské oblasti.

Jak to funguje? - Klimatizace

Klimatizace ochlazuje vzduch uvnitř místnosti tím, že čerpá teplo a uvolňuje ho ve vnějším prostoru.

Jak to funguje? - Lednička

Tato animace prezentuje jak funguje lednička.

Jak to funguje? - Vodárenská věž

Pomocí této animace poznáme strukturu a fungování vodárenské věže.

Mořské proudy

Mořské proudy tvoří velký dopravníkový oceánský pás, který ve výrazné míře ovlivňuje zemské klima.

Added to your cart.