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Dessalement de l’eau de mer

Dessalement de l’eau de mer

Le processus de dessalement produit de l'eau potable à partir d'eau de mer.

Technologie

Mots clés

eau de mer, dessalement, usine de dessalement, eau, osmose inverse, distillateur, appareil de distillation, distillation, échange ionique, électrodialyse, membrane semi-perméable, pénurie d'eau potable, sel, eau potable, chlorure de sodium, électrode, dommages environnementaux, rivage de la mer, technologie, géographie

Extras similaires

Scènes

Usine de dessalement

  • eau de mer
  • distillateurs
  • eau dessalée
  • solution saline concentrée

Distillateurs

  • appareil de distillation - Lors du dessalement, l'eau de mer s'évapore dans les distilleries, ce qui sépare le sel de l'eau. La vapeur se condense ensuite, et de l'eau potable propre en résulte.

Appareil de distillation

Distillation

  • thermocompresseur - La vapeur drainée est compressée, donc chauffée.
  • vapeur chaude - La chaleur du conduit engendre l'évaporation de l'eau de mer, son contenu en sel se précipite et la vapeur est transmise au réservoir suivant.
  • eau de mer
  • solution saline concentrée
  • eau dessalée - Lors du dessalement, l'eau de mer s'évapore dans les distilleries, ce qui sépare le sel de l'eau. La vapeur se condense ensuite, et de l'eau potable propre en résulte.

Echange ionique

  • perles de résine chargées électriquement - Les ions H⁺ se lient à la surface des perles chargées négativement et les ions OH⁻ se lient à la surface de celles chargées positivement. Les ions de l'eau de mer (dont les ions Na⁺ et Cl⁻) se lient également à la surface des perles pendant que les perles libèrent des ions OH⁻ et H⁺, ce qui forme des molécules d'eau.
  • eau de mer
  • eau dessalée

Électrodialyse

  • eau de mer
  • eau dessalée
  • réservoir

Osmose inverse

  • eau de mer
  • eau dessalée
  • solution saline concentrée
  • membrane semi-perméable - C'est un rouleau de membrane qui se laisse traverser par les molécules d'eau mais empêche les ions dissouts dans l'eau de traverser. Normalement, l'eau dessalée devrait refluer à travers la membrane et se mélanger à l'eau de mer, mais sous pression, ce processus est inversé: l'eau dessalée traverse la membrane et laisse une solution saline concentrée derrière.

Animation

  • thermocompresseur - La vapeur drainée est compressée, donc chauffée.
  • vapeur chaude - La chaleur du conduit engendre l'évaporation de l'eau de mer, son contenu en sel se précipite et la vapeur est transmise au réservoir suivant.
  • eau de mer
  • solution saline concentrée
  • eau dessalée - Lors du dessalement, l'eau de mer s'évapore dans les distilleries, ce qui sépare le sel de l'eau. La vapeur se condense ensuite, et de l'eau potable propre en résulte.
  • perles de résine chargées électriquement - Les ions H⁺ se lient à la surface des perles chargées négativement et les ions OH⁻ se lient à la surface de celles chargées positivement. Les ions de l'eau de mer (dont les ions Na⁺ et Cl⁻) se lient également à la surface des perles pendant que les perles libèrent des ions OH⁻ et H⁺, ce qui forme des molécules d'eau.
  • eau de mer
  • eau dessalée
  • perles de résine chargées électriquement - Les ions H⁺ se lient à la surface des perles chargées négativement et les ions OH⁻ se lient à la surface de celles chargées positivement. Les ions de l'eau de mer (dont les ions Na⁺ et Cl⁻) se lient également à la surface des perles pendant que les perles libèrent des ions OH⁻ et H⁺, ce qui forme des molécules d'eau.
  • contreions
  • électrode - Elles attirent des ions dont la charge électrique est opposée, ces ions sont donc extraits de l'eau. Lorsque leur polarité est inversée, des ions sont libérés de l'électrode et retirés de l'appareil. La polarité est ensuite inversée à nouveau et le processus de dessalement continue.
  • électrode
  • libération d'ions - Lorsque la polarité des électrodes est inversée, des ions sont libérés de l'électrode et retirés de l'appareil. La polarité est ensuite inversée à nouveau et le processus de dessalement continue.
  • dessalement
  • eau de mer
  • eau dessalée
  • solution saline concentrée
  • membrane semi-perméable - C'est un rouleau de membrane qui se laisse traverser par les molécules d'eau mais empêche les ions dissouts dans l'eau de traverser. Normalement, l'eau dessalée devrait refluer à travers la membrane et se mélanger à l'eau de mer, mais sous pression, ce processus est inversé: l'eau dessalée traverse la membrane et laisse une solution saline concentrée derrière.
  • membrane semi-perméable - C'est un rouleau de membrane qui se laisse traverser par les molécules d'eau mais empêche les ions dissouts dans l'eau de traverser. Normalement, l'eau dessalée devrait refluer à travers la membrane et se mélanger à l'eau de mer, mais sous pression, ce processus est inversé: l'eau dessalée traverse la membrane et laisse une solution saline concentrée derrière.
  • pore

Narration

Alors qu’il est possible de vivre sans nourriture pendant 30 à 40 jours, on ne peut vivre sans eau que pendant trois à quatre jours. Il y a de nombreux endroits dans le monde où l’eau douce est rare, les gens font donc tout pour obtenir de l’eau potable.
Il y a une abondance d’eau salée dans le monde, mais il est dangereux d’en boire de grandes quantités à cause de la forte concentration en sel qui peut amener la déshydratation. Un petit appareil de distillation domestique est suffisant pour dessaler une petite quantité d’eau, mais une technologie à grande échelle est requise pour satisfaire de plus gros besoins.
Les usines de dessalement sont généralement construites sur les côtes. D’abord, l’eau est purifiée mécaniquement. Il y a différentes méthodes utilisées pour le dessalement. La plus simple est la distillation, qui est aussi utilisée dans l’usine représentée dans l’animation. Son but est de retirer le sel de l’eau en la faisant bouillir.
De nombreux blocs, contenant tous des conduits à chaleur, composent une unité de distillation. De la vapeur chaude est pompée dans ces conduits, alors que de l’eau de mer non chauffée est vaporisée depuis le haut vers la surface des conduits chauds. L’eau de mer refroidit le flux de vapeur chaude, qui se condense pour former de l’eau douce à l’intérieur du conduit et s’écoule en bas. En même temps, la vapeur provenant de l’eau de mer chauffée est transmise au conduit à chaleur du bloc de distillation suivant.
L’eau dessalée est collectée depuis le conduit à chaleur dans le bloc de distillation, alors que l’eau concentrée en sel sort via le bas du distillateur. La vapeur qui provient du dernier bloc est réintroduite dans le premier via un thermo compresseur, qui augmente la pression et la température de la vapeur.
L’échangeur à ions dessale l’eau de mer avec des billes de résines électriquement chargées. On remplit un conteneur avec celles-ci, dans lequel un conduit d’évacuation est situé. L’eau de mer est ajoutée au conteneur par le haut. Puis elle s’écoule vers le bas à travers les pores situés entre les billes. Pendant que l’eau coule, les billes de résine fixent le contenu en sel de l’eau de mer et l’eau accumulée s’écoule via un filtre vers l’ouverture. Enfin, l’eau dessalée quitte le conteneur via le conduit d’évacuation.
Au début, il y a des contrarions chargés positivement et négativement à la surface des billes de résines électriquement chargées. Ceux-ci sont des ions hydrogène et hydroxyde de l’eau.
La force ionique des ions sodium positivement chargés et des ions chlorure négativement chargés de l’eau de mer qui s’écoule à travers les pores est plus élevée que celle des contrarions, ce qui les repousse de la surface des billes de résine. Par conséquent, les ions sodium et chlorure s’attachent à la surface des billes, et les contrarions repoussés forment des molécules d’eau. Après un certain temps, ces billes ne peuvent plus fixer plus de sel, et elles doivent être régénérées. L’inconvénient de la méthode d’échange ionique est que des acides et alcalins très puissants sont requis pour nettoyer les ions sodium et chlorure de la surface des billes, ce qui peut gravement endommager l’environnement. Pendant l’électrodialyse, l’eau de mer est pompée à haute pression au travers les membranes, auxquelles du courant électrique est appliqué.
Les ions de l’eau de mer se lient aux membranes avec la charge correcte. Les ions chlorure négativement chargés se lient aux membranes positivement chargées, c’est-à-dire l’anode, alors que les ions sodium chargés positivement se lient à la cathode négativement chargée. Après un certain temps, les surfaces de l’anode et de la cathode ne peuvent plus lier de sel et doivent être nettoyées.
Un courant électrique est aussi requis pour nettoyer la surface de la cellule à électrodialyse. Normalement, les ions de sel se lient aux surfaces électriquement chargées ; par conséquent, pendant qu’elles sont nettoyées, le flux du courant électrique est inversé, de telle sorte que les ions se séparent des surfaces de l’anode et de la cathode. Les ions sel retirés sortent du compartiment de la cellule avec l’eau.
Le dessalement de l’eau par osmose inversée se base sur la différence de taille entre les particules de sel et de l’eau plutôt que sur leur force ionique. Pendant ce processus, l’eau est pompée à haute pression vers le vaisseau à pression, dans lequel une membrane semi-perméable à plusieurs couches faite de plastique spécial est placée autour d’un tube. La haute pression pousse l’eau salée à travers les couches.
Avant que l’eau salée traverse toutes les couches, les membranes auront déjà filtré tout le sel et l’eau dessalée sort à travers le conduit d’évacuation. Le sel retenu par les membranes s’accumule dans un autre conduit de sortie et quitte le vaisseau à pression comme solution saline concentrée. L’osmose inversée est une des techniques de dessalement les plus répandues. De plus, c’est une des techniques les plus respectueuses de l’environnement, car elle ne nécessite pas de réactifs chimiques dangereux.

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