Както получава питейна вода
Модерните технологии и производство
Колко вода на земното кълбо?
1500 000 000 000 000 000 м 3. Това означава, че за всеки човек на планетата има среден размер на 500 милиона м3 вода. - Цялата морето. Но - Чудно нещо - не е достатъчно вода. През лятото е часовникът не излизат от кран в Ню Йорк и Рим, а в страна като Кувейт, водата е по-скъпа от петрола.
Как да си обясним жаждата на човечеството в тези невероятни запаси от влага? Оказва се, че 94% вода глобус - е солени морета и океани, не е възможно да се пие, 1.6% - "потиска" в ледниците и едва 4,4% от водните запаси са сладководни реки и езера.
Може би хората ще имат достатъчно от тях 4,4% от прясната вода, но естеството на своята разпространява по целия свят много неравномерно.
Липсата на прясна вода, неговото неравномерно разпределение по целия свят, и се определя от водната криза - един от най-големите проблеми на човечеството. И това става все по-остър с растежа на индустрията. За да получите тон на гума, е необходимо да се харчат 2500 м 3 вода, един тон от никел -4000 m 3. найлон. - 5000 м 3. целулозно-хартиена фабрика изразходва толкова вода, колкото населението на един голям град. Хиляди милиарди кубически метра вода годишно харчи селското стопанство (вж. Т. 1, DE, чл. "Вода и човечеството").
Къде хората да им вода? Днес, най-вече от реките и езерата.
Водата идва в къщата
Възможно ли е да се пие неварено вода от чешмата? Същият този, който влезе в къщата ти от реките и езерата? Или първо трябва да се вари?
Отговорът на този въпрос е: Да. Чешмяната вода, която пием с теб, не болестотворни микроби.
Питейна вода е без мирис, безцветен, и, в допълнение, е вкусни. Всички тези свойства на чешмяна вода, осигурени от държавния стандарт.
Съгласно БДС (ГОСТ) СССР в питейната вода може да бъде по-малко от 2 мг / л на суспендирани вещества, които са само две части 1 Mill.
И това е законът за питейна вода. Но окачени вещества не само развалят вкуса на водата, те се крият и бактерии. Ето защо, в Съветския съюз е планирано да се намали количеството на неразтворени вещества в питейната вода е все още с фактор 2.
ГОСТ определя размера на желязо във водата за пиене, така че тя не е имала стипчив вкус и не оставят жълти петна по съдовете и мивки, ГОСТ установява колко питейна вода трябва да бъде флуор, арсен и цинк.
Въпреки това, по-чиста вода в нашата страна започна да получава сравнително наскоро, само в ХХ век. Преди това водата в България беше подаден в града почти без никакво лечение, въпреки че, според вестниците на миналия век, водата в Москва и Санкт Петербург в областта на приема на вода е много мръсна. През 1882 дори издаде указ забранява движението на кораби в Катрин канал в Санкт Петербург: властите се опасяват, че пръските от колелата на параход пътниците могат да се качват и да ги зарази с тиф.
Как мога да получа питейна вода? За да отговорим на този въпрос, направете малко пътуване -prosledim път на вода от реката към крана.
Някои от вас очевидно попита защо водата е извадено от реката, когато подпочвените води е много по-чиста повърхност. Често те могат да се пие без никакво лечение. Това е вярно, но подземните запаси са ограничени и ги използват за доставка на редки. Големи градове са водоснабдени от реки и язовири, и поради това се нуждаят от пречистване на водата. Този процес е много време.
Река вода насочени предимно към крана, или почистване, станцията - огромен завод, който произвежда чиста вода. Но преди водата да постъпи в завода, той пристига в специален прием на вода.
Тя кладенци, но не от онези, които сте виждали в селото, и модерното, промишлени. Всяка добре се състои от стоманобетонна камера, предната стена на която отива директно в коритото на реката. Водата влиза входа на вода през прозореца за въвеждане, който се намира в предната стена, и се изтегля през тръбата на помпата всмукване. Input водохващания са оборудвани с решетките на прозорците и мрежи за незабавно почистване на водата от големи позиции, планктон, водорасли. водоприемници често правят кръгли, с диаметър им е равна на 25-30 м.
Помпи, които привличат вода от реката, се обадих помпа асансьор. Те доставят вода на първия съоръжението вода гара - миксер.
Схема за доставки град вода: 1 - водоем, от която е взета вода за град; 2 - миксер; 3 - схеми камера флокулира; 4 - картер;
5 - филтър; в - резервоар за чиста вода.
Коагуланти - химически добавки, които правят минута спряно материали, за да се държим заедно и утайка.
Смесителят - бетонна вана, където водата се разбърква с помощта на витлото със специални химически добавки - коагуланти. Коагуланти правят миниатюрни частици в суспензия, за да се придържат към една от друга - произведени тежки големи люспи. Но в миксера никаква реакция - водите на реката все още се смесва с коагулант. Люспи зреят в съседната сграда, която се нарича hlopeobrazovaniya камера. В смесител водата е 1-2 минути, и в камерата за флокулация се забави в продължение на 30 минути. През това време люспите имат време да се образува в целия обем на водата.
И в съседната сграда - заселник подобно на писта в басейна, тези люспи от тежестта да падне на дъното и на върха е пречистена вода.
Но тази вода не може да се пие. Тя е пълна с неразтворени вещества. Следователно повече вода се прекарва през филтри и - огромни подсилени кутии с пясък и антрацит.
Филтрите се използват в един ред в една голяма и просторна трапезария. Всички служители на гарата подходяща за филтрите само в бели престилки. Вода се излива отгоре, тя преминава през антрацит, че забавя по-големите частици и след това през пясък - остава съвсем малки частици. Филтрите са напълно автоматизирани. Когато филтърът се замърсява, той автоматично се изключва за измиване и след измиване, той започва да работи.
След водния филтър от водата изглежда по-различно, но тя така или иначе се пие дори невъзможна: някои бактерии преминава през филтъра. трябва да се обеззаразяват водата. За тази цел, най-пречиствателни станции, използващи газообразен хлор: убива бактериите във вода и по този начин завършва обработка река вода. Свържи се с вода с хлор се извършва в специален резервоар контакт. Но този метод има голям недостатък: водата придобива миризмата на хлор.
В търсене на по-удобен метод за дезинфекция на питейна вода инженери обърне внимание на озон - Оз. Озонът не само като хлоро, унищожава бактериите и микроорганизмите, но също така лишава вода на неприятни миризми.
Има различни дизайни генератори на озон, но всички те са по същество една и съща структура и се състои от много клетки. Всяка от клетките се намира на малко разстояние един от друг електрода, е най-високо напрежение, а вторият заземен. Между електродите има електрически разряд, и с неговата област на въздух, генериран озон. озон след това се смесва с вода. Пречиства се с озон вода на вкус, мирис и други свойства далеч превъзхожда вода дезинфекцират с хлор.
Водата се дезинфекцират. Сега можете да я пие. Но за това е необходимо първо да превозва с водопроводната в дома си.
С вода от чешмата вземете станция и се изпраща на града чрез помпи. Те обикновено са в една и съща сграда и оформи цялостно повдигане помпена станция II.
Озонатор. Между електродите, електрически разряд озонатор, и неговата областта на въздух, генериран озон. Озонът дезинфекцира вода: 1 - колектор прах; 2 - вентилатор; колона въздушно сушене - 8; 4- озонатор; 5 - миксер; в - резервоар.
Установено е, например, че всеки жител на Москва получава среднодневно 400 литра вода. Въпреки това, той е известен също, че градското население консумира вода неравномерно: сутрин, например, когато повечето от хората мие и се подготвя за закуска, вода се консумира много повече, отколкото в средата на деня. Инженерите дори забелязали, че консумацията на вода в града намалява драстично по време на големи футболни мачове, когато хиляди фенове, седящи по трибуните и гледане на телевизия.
За да гледате "връх", когато се консумира най-вече на много вода, хората не се чувстват липсата на това, в системата за водоснабдяване включва водна кула. Там водата се натрупва в часовете, когато потреблението пада, и се доставят на потребителите "връх" в часовника. Вярно е, от града, на по-малко забележими "върхове" и попада в консумацията на вода. Ето защо, в големите градове на водни кули СССР обикновено не са изградени. Там водата се съхранява в специални резервоари на пречиствателната станция. Когато водата се използва особено много в пречиствателна станция включва допълнителни помпи, и източник на вода, идваща от резервоарите на потребителите.
град водоснабдителна система е много сложна. Помпи ден и нощ задвижва от вода течаща вода в градската водна мрежа - целият град е осеян с мрежа от подземни тръби. Към тях се присъединяват тънки вертикални тръби, определени в стените на къщите. Под натиска, който се създава от далечното помпена станция на повдигателни II, водата се покачва през тези тръби до всички етажи на сградите. Тя трябва да се отвори кранчето - и от течаща поток от чиста вода. Пием и да не мисля за това, че тя дойде в нашата къща от реката или езерото.
Въпреки това, както знаем, пресни водни ресурси не са навсякъде. Има места на земята, където хората са заобиколени от само солена вода на моретата и океаните. И така, преди човечеството възниква въпросът: как да се направи свеж солената вода?
Как да си направим свеж солената вода
Има много методи за обезсоляване на морска вода. Един от тях - дестилация - отдавна е известно на хората. Ако нагрява морска вода, и охлаждане на пара, парата, получена от прясна вода. В този и на принципа на дестилация се основава.
Инсталация проста дестилация обезсоляване включва котел, където се нагрява до кипене морската вода, и охладител, когато парата се кондензира улавяне. При това се използва за охлаждане на вода пара сол, която след това отива за обезсоляване. Парата нагрява сол вода охлаждане и по този начин топлина е частично използвани, консумирани за обезсоляване на вода.
Единственият град в света, снабден само с обезсолена вода - Шевченко е град, разположен на безводна Mangyshlak полуостров в Каспийско море. Прясна вода дестилатор дава град-дестилатор. Днес такъв дестилатор един голям недостатък - водата е твърде скъпо. В края на краищата, за да се изпари водата за целия град, е необходимо да има огромно количество гориво - въглища и електричество, а те са много скъпи.
С прехода към инсталиране на издаване на ядреното гориво е частично решен: 1 кг ядрено гориво замества хиляди тона въглища. Инсталиране на двойна цел: топлината на ядрения реактор, не само обезсоляване на вода на Каспийско море, но също така дава и електричество.
Но тази вода е по-скъпо от реката.
Има и други методи за обезсоляване на морска вода. Така например, в тропическите страни може обезсоляване на вода от слънчевата топлина. За изграждане оранжерии Подобно на слънчеви Stills - басейни с покриви от прозрачен материал. Басейн попълнено със солена вода, която започва да се изпарява под въздействието на слънчевата светлина. Но няма място, където да оставите -Басейн басейн двойка затвори фронтон стъклен покрив. Парата се кондензира върху вътрешната страна на покрива, и прясна вода се стича наклонената улея.
Така обезсоляване на вода на юг. И какво, ако прясната вода е оскъдна на север? Оказва се, че тук можете да го получите от. лед. Прясна вода замръзва преди сол. Bewley замразени сол вода, няма да има отделяне на лед, образуван от прясна вода, и солна луга. След стопяването на леда и отстранен - вземете прясна вода.
Схема дестилатор, дестилатора, при което се получава прясна вода: 1 - котела; 2- помпа; 3 - хладилник.
Обезсоляване на морска вода чрез електродиализа. Под действието на електрически ток соли йони започват да се придвижват. положителна - към катода, а отрицателно към анода.
Осмотично налягане. Ако между сол и прясно водоснабдяване полупропусклива мембрана, водните молекули ще се променят от прясна вода на сол: 1 - прясна вода; 2-подсолена вода; 3 - полу-пропусклива мембрана.
Схема инсталация giperfiltratsionnoy. Солената вода се подава в устройство под налягане, филтрува се през мембраната, и обезсолена вода изтича от порьозните тръби в тавата: 1 - пореста тръба от фибростъкло; 2 - помпа; 3 - мембрана; 4 - резервоар за обезсолена вода.
Учените предлагат много други начини за обезсоляване на вода. В том 3 от Германия, в статията "Невероятната съдба на един прост откритие", казва, например, за обезсоляване на морска вода с помощта на йонообменни смоли.
Тя може да се използва за тази цел и енергия. В действителност, ако плавателният съд на солена вода, за да създадете електрическото поле, йоните са солите ще започнат да се движат в зависимост от знака на заряда: положителен - към катода, а отрицателен - към анода, остават в средата на обезсолена вода. И за да се забави йоните сол на катода и анода, съдът е разделен на 3 части полупропускливи прегради йонообменни. Обмен на йони преграда на катийонообменника не минава аниони но катиони преминават. Анионобменна дял Мис аниони, но непропусклив за катиони. В резултат на това повечето от катионите премести в катодното отделение, анион - анода, а в средата е обезсолена вода.
Но специално внимание на учените привлича обезсоляване на метод солена вода, която се нарича хиперфилтрация.
Вземете един морков. Нарежете зелена опашка за него, и се поставя стъклена тръба в един морков. Ако сега се изсипва в тръбата за морска вода и сложи моркови в чаша вода от чешмата с върха надолу, а след това след известно време ще забележите, че нивото на водата в тръбата започва да пълзят нагоре. Прясна и солена вода се разделят един от друг чрез полупропусклива мембрана (моркови), който преминава водните молекули, но запазва частици от разтворени соли. Обемът на единица пресни водни молекули, отколкото в единица обем от солена вода: има място заето от разтворената сол. Следователно пресни водни молекули са по-склонни да се сблъскат в мембраната. Следователно, от налягането на прясна вода ще бъде по-голяма. Прекомерен натиск причинява водните молекули да проникнат през полупропускливата мембрана в солена вода. Това явление се нарича осмоза и налягане от по-малко концентрирания разтвор се нарича осмотичното налягане. Ако едната страна на мембраната излива океанска вода, съдържаща 35 г сол на 1 литър, а другият - Дестилирана, осмотичното налягане е 2.4 МРа.
А какво ще стане, ако солената вода от изкуствено създават повишено налягане, което надвишава осмотичното? Тогава водата ще проникне през мембраната в обратна посока ще се увеличи концентрацията на сол в разтвор, а от друга страна ще събира обезсолена вода. На това явление и хиперфилтрация базиран метод, който също се нарича и обратна осмоза.
Механизмът на явленията, все още не е напълно ясно. Една хипотеза се потвърждава от експериментални данни, е това, че през порите на подаване водните молекули мембранни и сол йони, "окачен с" от всички страни от водни молекули не премине - те са твърде големи. По този начин мембраната действа като сито, което филтрира на сол и вода здраво. Тази хипотеза, нов метод и дължи име giperfiltratsionnogo: филтриране се извършва тук чрез такава мембрана, порите от които са съизмерими с размера на водни молекули (за разлика от конвенционалната практика филтриране на вода през пясък и други големи пори материали). Тестовете показват, че най-закъснение хиперфилтрация калциеви йони и сулфатни йони -до 90%.
И може би от хиперфилтрация предназначени да напоява жаден степ на Туркменистан, Казахстан и Балхаш, където подземен магазин неограничени запаси сулфат леко солена вода и прясна вода е почти там.