Odsalanie wody morskiej jako klucz do zrównoważonego dostępu do wody pitnej
- Szczegóły
W obliczu rosnącego zapotrzebowania na wodę słodką i zmniejszających się zasobów naturalnych, odsalanie wody morskiej nabiera kluczowego znaczenia w wielu regionach świata. Obecnie nawet 75 proc. powierzchni Ziemi pokrywa woda, ale woda słodka stanowi zaledwie 3 proc. zasobów światowych, natomiast pozostałe 97 proc. tego drogocennego płynu znajduje się w morzach i oceanach.
Najbardziej zasolone jest Morze Czerwone, w którym na każdy litr wody przypada około 40 gram soli. Niezdatna do picia woda morska może zostać oczyszczona z soli na tyle, że będzie się nadawać do spożycia.
Odsalanie wody morskiej cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na olbrzymie potrzeby rosnącej populacji. Na tym tle szczególnie duże zapotrzebowanie generuje rolnictwo oraz przemysł. Obecność soli utrudnia lub wręcz uniemożliwia zachodzenie procesów technologicznych, a także powoduje korozję metalowych elementów maszyn. Desalinacja pozwala niektórym zakładom na korzystanie z wody morskiej zamiast słodkiej.
Historia i zastosowanie desalinacji
Choć odsalanie wody morskiej ma bardzo długą historię (wspominał o tym już Arystoteles), desalinacja na skalę przemysłową stała się popularna stosunkowo niedawno. Ten sposób pozyskiwania wody pitnej i użytkowej jest szczególnie popularny w jednostkach pływających. Na większą skalę, desalinację stosuje się przede wszystkim na obszarach ubogich w naturalne zasoby wody słodkiej, czyli m.in. na Półwyspie Arabskim, w Izraelu oraz w niektórych krajach na Karaibach.
Metody odsalania wody morskiej
Odsalanie wody morskiej na skalę przemysłową może się odbywać na różne sposoby. Procesy, za pomocą których jest to możliwe różnią się od siebie pod względem dostępnych źródeł energii, obejmujących energię słoneczną, cieplną i elektryczną, a nawet energię jądrową. Na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci opracowano wiele metod odsalania, głównie w celu konwersji światowych zasobów wody morskiej.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Obecnie istnieją trzy główne kategorie desalinacji wykorzystujące takie procesy jak parowanie, zamrażanie i dyfuzja. Źródła energii dla wszystkich tych procesów obejmują ogrzewanie, z pewnym stopniem wykorzystania ciepła odpadowego, jako źródło odzyskiwania energii. Wszystkie te technologie wymagają dużych ilości energii cieplnej i są preferowane tam, gdzie pojawiają się nadwyżki energii lub jest ona tania.
- Parowanie: Woda oceaniczna pod wpływem temperatury wyparowuje już bez znajdujących się w niej soli. W wyniku zjawiska kondensacji z pary wodnej powstają chmury, które przynoszą deszcz wpadający potem do rzek i mórz.
- Zamrażanie: W procesach odsalania wody morskiej bazujących na zamrażaniu, ciepło jest pobierane z solanki, aż jej część skrystalizuje w granulki czystej wody i lodu. Powstającą w ten sposób frakcję oddziela się od pozostałej solanki i topi, tworząc świeżą wodę pitną.
- Dyfuzja: W przypadku dyfuzji wyróżnia się procesy, w których świeża woda jest oddzielana od słonej wody za pomocą hydrofobowej lub półprzepuszczalnej membrany.
Odwrócona osmoza
Odwrócona osmoza zachodzi w kierunku od roztworu o wyższym stężeniu do roztworu o stężeniu niższym (prowadzi do zwiększenia różnicy stężeń obu roztworów), czyli odwrotnie niż w przypadku osmozy spontanicznej. W celu przeprowadzenia tego procesu w zamkniętej przestrzeni należy przyłożyć ciśnienie większe niż naturalne, do czego niezbędne są wysokowydajne pompy ciśnieniowe.
Z reguły instalacje do odwróconej osmozy są montowane za jednostką flotacyjną lub przemysłową ultrafiltracją, która usuwa z wody morskiej substancje nierozpuszczalne. Woda jest pobierana z morza lub oceanu za pomocą urządzeń ssawnych instalowanych u wybrzeży danego akwenu. Tego typu przemysłowe systemy odwróconej osmozy muszą być jednak regularnie płukane.
Kolejna kwestia to rodzaj membrany osmotycznej, która w przypadku odsalania wody powinna się charakteryzować większą wydajnością. Wymagane jest również ciśnienie o wysokości około 60 bar, a co za tym idzie niezbędna jest również bardziej wytrzymała i wydajniejsza pompa. Do odsalania wody morskiej wykorzystuje się znacznie większą ilość membran osmotycznych niż przy wodzie słodkiej, co oczywiście przekłada się na wyższy koszt całej inwestycji (niekiedy nawet kilka lub kilkanaście razy).
Ponieważ przemysłowa odwrócona osmoza jest uznawana za metodę stosunkowo kosztowną i wymagającą sporych nakładów energii, nieustannie trwają poszukiwania tańszych sposobów odsalania wody.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Słona woda w domu i jej filtracja
Występuje on nie tylko np. w wodzie morskiej, zdarza się, że woda użytkowana w gospodarstwach domowych posiada słony posmak. Wówczas konieczne może okazać się zastosowanie filtracji.
Spożywanie słonej wody przez człowieka wywołuje przeciwny do zamierzonego skutek. Nadmiar soli musi być przez organizm wydalony. W tym celu potrzebuje on… wody, którą pobiera z komórek ciała, doprowadzając do jeszcze większego odwodnienia. Po spożyciu słonej wody zaburza się stężenie elektrolitów, co doprowadzić może do skurczów mięśni i ogólnego osłabienia ciała.
Odkręcając kran we własnym domu jesteśmy bardziej bezpieczni, co nie zmienia faktu, że powinniśmy kontrolować jakość i smak wody. Odczuwalny słony posmak powinien skłonić nas do przeprowadzenia badań spożywanej wody. Każdy nadmiar chlorku sodu może rzutować w krótszej lub dłuższej perspektywie na nasze zdrowie.
W przypadku zbyt dużego poziomu soli w wodzie, skuteczną metodą filtracji będą filtry wykorzystujące odwróconą osmozę. Początkowo tej metody używano do odsalania wody morskiej. Obecnie dostępne są już rozwiązania dla gospodarstw domowych.
Odwrócona osmoza to proces odwrotny, w którym woda pod dużym ciśnieniem przepuszczana jest przez membranę filtra, złożoną z miniaturowych porów. W efekcie odfiltrowany zostaje nie tylko nadmiar soli, ale także innych niepożądanych substancji. Uzyskana woda jest całkowicie czysta czy jak mawiają niektórzy - surowa. Następnie można wzbogacić ją w cenne minerały, takie jak wapń, magnez i sód dzięki użyciu mineralizatora - o który można rozszerzyć domową instalację filtrującą. Dzięki temu, domowa woda będzie odznaczała się wartościami charakterystycznymi dla wód mineralnych z wyższej półki.
Przeczytaj także: Woda mineralna Józef: Zalety
Inwestycja w domową instalację filtrującą, wykorzystującą metodę odwróconej osmozy zwraca się przez wiele lat, w czasie których nie musimy kupować mineralnej wody butelkowanej. Nie można zapomnieć także o aspektach zdrowotnych, na które negatywny wpływ ma spożywanie wody ze zbyt dużą ilością soli czy innych niepożądanych składników nieorganicznych.
Serwis filtrów odwróconej osmozy nie jest skomplikowany, instalacja jest w stanie pracować bezawaryjnie co najmniej przez kilkanaście lat. Wymagany jest rzecz jasna cykliczny przegląd jej najważniejszych komponentów. Filtry wstępne należy wymieniać raz do roku, okres życia membrany określa się na minimum 4-5 lat.
Słona woda w basenie - korzyści i wyzwania
Choć wiele osób kojarzy baseny przede wszystkim z chlorowaną wodą, coraz częściej w basenach publicznych i prywatnych stosuje się słoną wodę. Słona woda w basenie to alternatywna forma uzdatniania wody i jej oczyszczania, aby nadawała się do bezpiecznego użytkowania. Podstawą dla uzyskania i utrzymania systemu słonej wody w basenie jest elektroliza soli.
W wyniku przepływu prądu elektrycznego przez elektrolizer (w obiegu zamkniętym), dochodzi do rozpadu soli (NaCl) na składniki pierwsze, w tym chlor gazowy. Proces ten zachodzi w komorze elektrolitycznej, przez którą przepływa woda basenowa. Procesy elektrolizy wodą prowadzą do tego, że powstaje wolny chlor, będący składnikiem końcowym naturalnego procesu.
Jednym z głównych atutów słonej wody w basenie jest znaczne zmniejszenie stosowania chloru w tradycyjnej formie. Słona woda w basenie ma właściwości terapeutyczne, które mogą przynieść ulgę dla skóry i mięśni. Gdy nie korzystasz z chloru i innych substancji, nie ma też konieczności ciągłego składowania opakowań, więc teren wokół basenu stelażowego pozostaje czysty i schludny.
Mimo licznych korzyści, słona woda w basenie ma też pewne wady. Elektroliza soli może prowadzić do korozji niektórych materiałów, co z kolei może powodować uszkodzenie nawierzchni zbiornika. Należy również pamiętać o potencjalnych skutkach dla środowiska, takich jak powodowanie miejscowe wysuszanie gleby w przypadku wylewania słonej wody.
Stosowaniu soli w basenie towarzyszy wiele korzyści dla zdrowia, urody i samopoczucia. To nie tylko dezynfekcja wody, ale też jej terapeutyczne działanie na nasz organizm. Dzięki wielu korzyściom, takim jak łatwość w obsłudze, terapeutyczne właściwości słonej wody oraz znaczne zmniejszenie stosowania chloru, warto rozważyć słoną wodę w basenie. Jednak jak każda technologia, ma ona swoje wady i zalety.
Technologia uzdatniania wody lekko słonej jest szeroko rozpowszechniona na całym świecie i jest preferowaną metodą oczyszczania wody w Australii, Hiszpanii i Francji. Uzdatnianie wody basenowej za pomocą systemu elektrolizy soli to najdelikatniejszy sposób dezynfekcji wody. Dzięki działaniu prądu elektrycznego o bezpiecznym napięciu w elektrolizerze powstaje chlor gazowy, który natychmiast rozpuszcza się w wodzie, a powstały kwas podchlorawy jest podstawowym środkiem odkażającym.
Zasolenie wymagane do funkcjonowania obiektu wynosi 0,4-0,5%, tj. 4-5 kg na 1000 (tys.) litrów wody 1000 litrów = 1 m3. Woda zawierająca sól w stężeniu około 0,4-0,5% jest lekko żrąca, ale nie bardziej niż zwykła woda chlorowana. To zależy od indywidualności klienta. Chociaż woda jest słona, jej stężenie jest znacznie niższe niż w wodzie morskiej. Woda morska zawiera około 3,55% soli. Uzdatnianie słonej wody w basenie działa już przy stężeniu 0,4 - 0,5%. Lekko słona woda jest znacznie wygodniejsza do stosowania w wannie niż „prawdziwa” woda morska.
Zmiękczanie wody a słony smak
Zmiękczacz wody to niezastąpiony sposób na walkę z wysokim stopniem twardości wody. Znajduje swoje miejsce w coraz większej ilości pomieszczeń gospodarczych w naszych domach. Niekiedy jednak, w trakcie użytkowania, pojawiają się problemy. Jednym z nich może okazać się słony smak wody po zmiękczaniu. Czy to normalne zjawisko?
Centralny zmiękczacz wody jest najlepszym z możliwych sposobów na pokonanie twardej wody w domu. Centralne zmiękczacze wody montuje się na wejściu wody do budynku, dzięki czemu miękką wodę można uzyskać w całym domu. Ich działanie opiera się na wymianie jonowej.
Właśnie zastosowanie roztworu składającego się z wody i związku NaCl powoduje u niektórych dylemat. Po sieci krąży mit, jakoby zmiękczona woda musiała mieć lekko słony smak i jest to zjawisko którego nie da się uniknąć. Nic bardziej mylnego! Zmiękczacz wody ma poprawiać jakość wody, a nie ją pogarszać! Słony smak wody po zmiękczaniu nie jest normalnym zjawiskiem i świadczy o możliwości wystąpienia usterki!
Można mówić o dwóch sytuacjach, w których zdarzają się problemy ze słonym smakiem wody po zmiękczaniu. Po pierwsze jest to sytuacja, kiedy sama jakość wody surowej powoduje, że po procesie redukcji stopnia twardości jest słona. To najbardziej prawdopodobna przyczyna, jeśli zjawisko słonego smaku pojawi się bezpośrednio po uruchomieniu zmiękczacza wody. Po drugie kłopotem może być samo urządzenie. To przedmiot, który podczas eksploatacji ulega zużyciu i może pojawić się usterka. Na szczęście zazwyczaj sami możemy zająć się rozwiązaniem problemu.
Ta sytuacja występuje naprawdę sporadycznie, jednak w niektórych miejscowościach zdarza się, że pobierana woda surowa ma takie właściwości, które wpływają na powstawanie słonego smaku wody. Najczęściej słony smak wody może pojawić się przy bardzo wysokim stopniu twardości, sięgającym nawet 400-500 mg CaCO3/l. Przy zejściu z tak wysokich wartości do zera może powstać kłopot właśnie w postaci zmiany smaku wody. Warto pamiętać o zależności, że im wyższy stopień twardości wody na wejściu do urządzenia, tym więcej soli regeneracyjnej potrzeba na regenerację.
Innym powodem powstawania słonego smaku wody po zmiękczaniu jest występowanie w wodzie surowej dużych ilości chlorków oraz ewentualnie sodu. Po dodaniu do wody jeszcze większych ilości podczas procesu wymiany jonowej, smak faktycznie może ulec zmianie ze względu na łączenia chlorków z sodem. Sód w zmiękczonej wodzie występuje w formie zdysocjowanej, przez co z łatwością łączy się z innymi substancjami, tworząc różne sole, które również mogą oddziaływać na ostateczne wrażenia smakowe związane z wodą.
Jeśli mamy do czynienia z wysokim stopniem twardości wody, sięgającym nawet 400-600 mg CaCO3/l, najlepszym wyjściem będzie niecałkowite zmiękczanie wody. Dzięki temu woda nie będzie charakteryzowała się słonym smakiem. Nie będzie idealnie miękka, ale wystarczająco, by być komfortową w użytkowaniu. Regulacji stopnia twardości wody można dokonać za pomocą by-passu.
Innym rozwiązaniem, polecanym zwłaszcza przy obecności dużych ilości chlorków i innych substancji w wodzie, jest całkowite zmiękczanie wody i wykorzystywanie pełnych możliwości zmiękczacza wody oraz dodatkowo założenie filtra kuchennego, takiego jak odwrócona osmoza w celu pobierania wody na cele spożywcze o naprawdę wysokiej jakości, w pełni dopasowanej do potrzeb pod względem właściwości organoleptycznych, w tym także smaku.
Jeśli nie w jakości wody surowej, to sedno problemu może tkwić w samym zmiękczaczu wody. Słony smak może w niektórych przypadkach wystąpić zaraz po uruchomieniu urządzenia. Winę może ponosić wada fabryczna. Jeśli tak właśnie jest, zmiękczacz wody najlepiej oddać na reklamację i powierzyć sprawę specjalistom.
Jedną z najczęściej występujących przyczyn kłopotów ze słonym smakiem wody po jej zmiękczaniu jest zły przebieg regeneracji. Może się zdarzyć, jeśli na przykład w trakcie któregoś z etapów zwyczajnie nastąpi przerwa w dostawie prądu. Wtedy regeneracja nie jest przeprowadzana całkowicie lub pomijany jest jakiś istotny etap.
Winą za słony smak wody niekiedy mogą być obwiniane komponenty, które uległy awarii na skutek zużycia. Czasem też głównym problemem jest sama sól regeneracyjna, która może przytykać wężyki i inne elementy, prowadząc do nieprawidłowości w działaniu. Przyczyny można dopatrywać się także w zbyt wysokim poziomie wody w zbiorniku na sól. Za tym może stać kilka nieprawidłowości.
Przede wszystkim należy rozpocząć od przeprowadzenia wymuszonej regeneracji zmiękczacza wody i obserwować cały proces oraz poszczególne z komponentów. Jeżeli prawdopodobną przyczyną jest sól regeneracyjna, najlepiej dokładnie przeczyścić wszystkie komponenty - upewnić się, czy nic nie jest zblokowane. Warto zwrócić uwagę na szczelność komponentów, zwłaszcza połączenie wężyków lub uszczelek.
Podczas obserwacji zmiękczacza wody może okazać się, że winny jest pływak. Z czasem może dojść do przytkania, co będzie skutkowało nierównomiernym poborem wody do regeneracji. Rozwiązanie? Dokładne czyszczenie lub wymiana komponentu na nowy. Problem może też tkwić w głowicy sterującej. Jeżeli winne okazują się być tylko ustawienia, należy je sprawdzić, przestawić i uruchomić regenerację.
Możemy bez obaw pić wodę po zmiękczaniu wody, która jest wzbogacona w sód. Jedynie, picie takiej wody powinny skonsultować z lekarzem osoby, które z przyczyn zdrowotnych posiadają dietę niskosodową.
Tabela: Porównanie metod uzdatniania wody
| Metoda | Zastosowanie | Zalety | Wady |
|---|---|---|---|
| Odwrócona osmoza | Odsalanie wody morskiej, filtracja wody w gospodarstwach domowych | Skuteczność w usuwaniu soli i innych zanieczyszczeń | Wysokie koszty energii, możliwość uszkodzenia membran |
| Elektroliza soli | Dezynfekcja wody w basenach | Mniejsze zużycie chloru, właściwości terapeutyczne | Korozja materiałów, potencjalny wpływ na środowisko |
| Zmiękczanie wody | Redukcja twardości wody w gospodarstwach domowych | Poprawa jakości wody, ochrona urządzeń przed osadem | Możliwość wystąpienia słonego smaku, konieczność regeneracji złoża |
tags: #slona #woda #jak #uzdatnianie
