Odsoljavanje morske vode

Odsoljavanje morske vode

Pomoću odsoljavanja morske vode dobivamo pitku vodu.

Tehnička kultura

Ključne riječi

morska voda, desalinizacija, postrojenje za desalinizaciju, voda, obrnuta osmoza, destilator, uređaj za destilaciju, destilacija, razmjena iona, elektrodijaliza, polupropusna membrana, nedostatak pitke vode, sol, pitka voda, natrijev klorid, elektroda, šteta u okolišu, morska obala, tehnologija, geografija

Povezani dodatci

3D modeli

Postrojenje za odsoljavanje

  • morska voda
  • destilatori
  • odsoljena voda
  • koncentrirana otopina soli

Destilatori

  • destilacijski uređaj - Bit odsoljavanja je u isparavanju morske vode u destilatorima, pri čemu se sol odvaja iz vode. Kondenzacijom vodene pare dobivamo čistu vodu.

Destilacijski uređaj

Destilacija

  • termokompresor - Odvođenu paru stlačuje i na taj način je zagrijava.
  • vruća para - Zbog topline cijevi morska voda isparava, sol se izdvaja iz nje, te se para usmjeri u sljedeći spremnik.
  • morska voda
  • koncentrirana otopina soli
  • odsoljena voda - Bit odsoljavanja je u isparavanju morske vode u destilatorima, pri čemu se sol odvaja iz vode. Kondenzacijom vodene pare dobivamo čistu vodu.

Ionska izmjena

  • električki nabijena zrnca - H⁺ ioni se vezuju za površinu negativno nabijenih, a OH⁻ ioni se vezuju za površinu pozitivno nabijenih kuglica. Ioni morske vode (među ostalima Na⁺- i Cl⁻-ioni) se također vezuju za površinu kuglica, pri čemu one oslobađaju H⁺- i OH⁻ ione koje pak stvaraju molekule vode.
  • morska voda
  • odsoljena voda

Elektrodijaliza

  • morska voda
  • odsoljena voda
  • spremnik

Povratna osmoza

  • morska voda
  • odsoljena voda
  • koncentrirana otopina soli
  • polupropusna membrana - Narolana membrana koja propušta vodu, a rastvorene ione ne. U normalnom stanju bi čista voda zbog izjednačavanja koncentracije kroz polupropusne membrane ustrujala u morsku vodu, međutim kada je morska voda pod tlakom, ovaj proces je obrnut: tada voda odlazi preko membrane, ostavivši iza sebe koncentriranu otopinu soli.

Animacija

  • termokompresor - Odvođenu paru stlačuje i na taj način je zagrijava.
  • vruća para - Zbog topline cijevi morska voda isparava, sol se izdvaja iz nje, te se para usmjeri u sljedeći spremnik.
  • morska voda
  • koncentrirana otopina soli
  • odsoljena voda - Bit odsoljavanja je u isparavanju morske vode u destilatorima, pri čemu se sol odvaja iz vode. Kondenzacijom vodene pare dobivamo čistu vodu.
  • električki nabijena zrnca - H⁺ ioni se vezuju za površinu negativno nabijenih, a OH⁻ ioni se vezuju za površinu pozitivno nabijenih kuglica. Ioni morske vode (među ostalima Na⁺- i Cl⁻-ioni) se također vezuju za površinu kuglica, pri čemu one oslobađaju H⁺- i OH⁻ ione koje pak stvaraju molekule vode.
  • morska voda
  • odsoljena voda
  • električki nabijena zrnca - H⁺ ioni se vezuju za površinu negativno nabijenih, a OH⁻ ioni se vezuju za površinu pozitivno nabijenih kuglica. Ioni morske vode (među ostalima Na⁺- i Cl⁻-ioni) se također vezuju za površinu kuglica, pri čemu one oslobađaju H⁺- i OH⁻ ione koje pak stvaraju molekule vode.
  • protuioni
  • elektroda - Privlače suprotno nabijene ione i s time ih izdvajaju iz vode. Kada se polarnost elektroda obrne, ioni se oslobađaju i na taj način se mogu ukloniti iz uređaja. Nakon toga se ponovo vraća na prvobitnu polarnost, i nastavlja se postupak pročišćavanja vode.
  • elektroda
  • čišćenje elektroda - Kada se polarnost obrne, ioni se oslobađaju od elektroda. Nakon toga se nastavlja postupak odsoljavanje.
  • odsoljavanje
  • morska voda
  • odsoljena voda
  • koncentrirana otopina soli
  • polupropusna membrana - Narolana membrana koja propušta vodu, a rastvorene ione ne. U normalnom stanju bi čista voda zbog izjednačavanja koncentracije kroz polupropusne membrane ustrujala u morsku vodu, međutim kada je morska voda pod tlakom, ovaj proces je obrnut: tada voda odlazi preko membrane, ostavivši iza sebe koncentriranu otopinu soli.
  • polupropusna membrana - Narolana membrana koja propušta vodu, a rastvorene ione ne. U normalnom stanju bi čista voda zbog izjednačavanja koncentracije kroz polupropusne membrane ustrujala u morsku vodu, međutim kada je morska voda pod tlakom, ovaj proces je obrnut: tada voda odlazi preko membrane, ostavivši iza sebe koncentriranu otopinu soli.
  • pore

Naracija

Dok bez hrane možemo preživjeti čak i 30-40 dana, bez vode je nemoguće ostati duže od 3-4 dana. U svijetu postoje takva mjesta gdje je količina slatke vode jako oskudna te su ljudi spremni sve učiniti kako bi došli do vode.

Morska voda je dostupna u gotovo neograničenim količinama, ali je njeno konzumiranje u velikim količinama opasno, kako visok sadržaj soli u ovoj vodi može dovesti do dehidracije. Za odsoljavanje manje količine vode može biti dovoljan i kućni uređaj, ali je za veće količine vode neophodna tehnologija velikih razmjera.

Postrojenja za odsoljavanje se obično grade na obalama mora. Pročišćavanje vode počinje mehaničkim putem. Postoje više postupaka za odsoljavanja vode. Najjednostavnija metoda je destilacija, prikazana na postrojenju u ovoj animaciji. Cilj postupka je odjeljivanje vode i soli na osnovu različitog vrelišta.

Destilacijski blok se sastoji od nekoliko elemenata opremljenih cijevima za grijanje. Cijevi se pune vrelom parom, a njihova vanjska površina se sa vrha postrojenja prska nezagrijanom morskom vodom. Na taj način morska voda hladi vrelu paru u cijevima, ona se kondenzacijom pretvara u slatku vodu i iscuri na doljnjem dijelu cijevi. Istovremeno, isparenja od zagrijane morske vode dospijevaju u cijevi za grijanje sljedećeg bloka za grijanje. Odsoljena voda ispuštena iz cijevi destilacijskog bloka se sakuplja u spremniku, a koncentrirana slana voda sa dna uređaja se uklanja. Vodena para iz posljednje jedinice za destilaciju se vraća u prvi element pomoću termokompresora koji povećava tlak i temperaturu pare.

Ionski izmjenjivač vrši uklanjanje soli iz vode pomoću elektronski nabijenih smolnih zrnca. U ovom postupku, zrnca se puštaju u spremnik u kojem se nalazi odvodna cijev. Punjenje spremnika morskom vodom vrši se sa njegove gornje strane, pri čemu voda u svom toku do dna spremnika prolazi kroz šupljine među zrncima. Pri tome zrnca vezuju sadržaj soli iz morske vode, a akumulirana voda teče kroz filter u smjeru odvodne cijevi. Na kraju, odsoljena voda iscuri iz spremnika.

Na početku postupka se na površini elektronski nabijenih zrnaca nalaze pozitivno i negativno nabijeni protuioni. To su vodikovi ioni i hidroksidni ioni iz vode. U morskoj vodi koja struji među porama, ionska čvrstoća pozitivno nabijenog natrija i negativno nabijenog klorida je veća od ionske čvrstoće protuiona, s toga ioni morske vode odbacuju protuione sa površine zrnaca. Na taj način se ioni natrija i klorida vezuju za zrnca, a nastali protuioni ponovo formiraju molekule vode. Nakon izvjesnog vremena, kuglice više nisu u stanju primiti nove količine soli i potrebna im je regeneracija. Ovo je ujedno i nedostatak ionskog postupka, kako uklanjanje iona natrija i klorida sa površine zrnaca zahtjeva jako agreasivne kemijske tvari. Velika količina agresivnih kiselina i lužina predstavlja ozbiljno opterećenje za okoliš.

Tokom elektrodijalize morska voda se pod visokim tlakom pumpa u prostor između slojeva kroz koje protječe električna struja.

Ioni soli iz morske vode se vežu za slojeve koje imaju njima odgovarajući naboj. Za pozitivno nabijene anode vezuju se negativno nabijeni ioni klorida, dok se za negativno nabijene katode vezuju poizitivno nabijeni ioni natrija. Nakon izvjesnog vremena površine anode i katode ne mogu primiti više soli i s toga je potrebno čišćenje.

Površine jedinica elektrodijalize se čiste pomoću električne struje. U normalnom stanju, ioni soli se vezuju za površine pod električnim naponom. Međutim, napajanje struje je prilikom čišćenja obrnuto, te se ioni soli odvajaju od površine anode i katode. Oslobođeni ioni soli zajedno sa vodom izlaze iz jedinica.

Za razliku od ionskog odsoljavanja, povratna osmoza ne čisti vodu od soli na temelju ionske čvrstoće, nego na temelju razlike u dimenzijama. Tijekom postupka, voda se pod visokim tlakom doprema u spremnik u kojem se nalazi višeslojna, polupropusna membrana izrađena od posebne plastike. Morska voda pod velikim tlakom prolazi kroz membrane.

Dok morska voda poteče preko svih slojeva, membrane skroz filtriraju sol, a odsoljena voda se izbacuje preko odvoda. Sadržaj soli zadržan u membranama se nakuplja u posebnom odvodnom spremniku i odvodi se u obliku koncentrirane otopine soli. Povratna osmoza je danas najrasprostranija metoda odsoljavanja. Ne zahtjeva opasne kemijske tvari što ga čini ekološki najprihvatljivijem postupku.

Povezani dodatci

Podzemne vode

Podzemne vode i vodonosnici su vrste podzemnih voda.

Formiranje oblaka i oborina, vrste oblaka

Voda, koja se isparava, formira oblake različitih oblika, iz kojih voda u vidu oborina dospjeva nazad na Zemlju.

Komunalije

Sustav telekomunkacijskih, plinskih i električnih vodova, vodovoda, grijanja, kanalizacije.

Krški reljefni oblici (osnovni stupanj)

Reljefni krški obici dijele se na površinske i podzemne.

Kruženje vode u prirodi (srednji stupanj)

Voda na Zemlji nalazi se u neprekidnom stanju promjene. Ciklus vode uključuje sljedeće procese: isparavanje, stvaranje padalina, otapanje i zamrzavanje.

Natrijev klorid (NaCl)

Zajednička sol (ili kuhinjska sol) je jedan od najvažnijih natrijskih spojeva, neophodnih za žive organizme.

Onečišćenje voda

Industrija, poljoprivreda i gradovi glavni su izvori onečišćenja voda.

Otapanje natrijevog klorida

Kuhinjska sol otapa se u vodi: polarizirane molekule vode oko iona stvaraju omotač.

Sistem obrane od poplava

Zaštitni nasipi, a prilikom manjih bujica i privremeni nasipi garantiraju obranu protiv poplava.

Slojevi mora

Fizikalne osobine mora te flora i fauna mijenjaju se ovisno o dubini mora.

Vodoopskrbni sustav

Vodoopskrbni sustav korisnicima osigurava pitku vodu odgovarajuće kakvoće.

Kako funkcionira hladnjak?

Animacija nam pokazuje sklop i funkcioniranje hladnjaka.

Kako funkcionira klima-uređaj?

Klima uređaj hladi zrak unutra tako što odvodi toplinu i otpušta je vanka.

Kako funkcionira vodeni toranj?

Animacija nam pokazuje strukturu vodenih tornjeva.

Morske struje

Morske struje su povezano gibanje morske odnosno oceanske vode, koje ima važan planetarni utjecaj.

Added to your cart.