Coșul dvs. este gol.

Cumpără

Cantitate: 0

Total: 0,00

0

Desalinizarea apei de mare

Desalinizarea apei de mare

Prin procesul de desalinizare se obține apă potabilă din apă de mare.

Tehnologie, lucru manual

Cuvinte cheie

apă de mare, desalinizare, uzina de desalinizare, apă, osmoză inversă, distilator, aparat de distilare, distilare, schimb ionic, electrodializă, membrană semipermeabilă, deficit de apă potabilă, sare, apă potabilă, clorură de sodiu, electrod, daunelor aduse mediului, țărm de mare, tehnică, geografie

Suplimente asociate

Animații

Stație de desalinizare

  • apă de mare
  • distilatoare
  • apă desalinizată
  • soluție salină concentrată

Distilatoare

  • instalație de distilare - În timpul desalinizării, apa de mare se evaporă în instalaţiile de distilare, rezultând precipitarea sării. Vaporii se condensează, obținându-se apă potabilă curată.

Instalație de distilare

Distilare

  • termocompresor - Comprimă şi încălzeşte vaporii colectaţi.
  • vapor fierbinte - Conducta încălzită determină evaporarea apei de mare şi precipitarea sării, vaporii fiind conduși spre blocul următor.
  • apă de mare
  • soluție salină concentrată
  • apă desalinizată - În timpul desalinizării, apa de mare se evaporă în instalaţiile de distilare, rezultând precipitarea sării. Vaporii se condensează, obținându-se apă potabilă curată.

Schimb ionic

  • granule de rășină încărcate electric - Ionii de H⁺ se leagă de suprafaţa granulelor de răşină încărcate negativ, iar ionii de OH⁻ de suprafaţa granulelor de răşină încărcate pozitiv. Ionii din apa de mare (inclusiv ionii de Na⁺ şi Cl⁻) se leagă de suprafaţa granulelor de răşină. Granulele eliberează ionii de H⁺ şi OH⁻, care formează molecule de apă.
  • apă de mare
  • apă desalinizată

Electrodializă

  • apă de mare
  • apă desalinizată
  • rezervor

Osmoză inversă

  • apă de mare
  • apă desalinizată
  • soluție salină concentrată
  • membrană semipermeabilă - Membrană tubulară care permite trecerea moleculelor de apă, însă reţine ionii dizolvaţi în apă. Deşi în mod normal, apa desalinizată ar curge înapoi prin membrana semipermeabilă şi s-ar amesteca cu apa de mare sărată, prin exercitarea unei presiuni asupra apei de mare, procesul se inversează: apa desalinizată trece prin membrană, lăsând în urmă o soluţie salină concentrată.

Animaţie

  • termocompresor - Comprimă şi încălzeşte vaporii colectaţi.
  • vapor fierbinte - Conducta încălzită determină evaporarea apei de mare şi precipitarea sării, vaporii fiind conduși spre blocul următor.
  • apă de mare
  • soluție salină concentrată
  • apă desalinizată - În timpul desalinizării, apa de mare se evaporă în instalaţiile de distilare, rezultând precipitarea sării. Vaporii se condensează, obținându-se apă potabilă curată.
  • granule de rășină încărcate electric - Ionii de H⁺ se leagă de suprafaţa granulelor de răşină încărcate negativ, iar ionii de OH⁻ de suprafaţa granulelor de răşină încărcate pozitiv. Ionii din apa de mare (inclusiv ionii de Na⁺ şi Cl⁻) se leagă de suprafaţa granulelor de răşină. Granulele eliberează ionii de H⁺ şi OH⁻, care formează molecule de apă.
  • apă de mare
  • apă desalinizată
  • granule de rășină încărcate electric - Ionii de H⁺ se leagă de suprafaţa granulelor de răşină încărcate negativ, iar ionii de OH⁻ de suprafaţa granulelor de răşină încărcate pozitiv. Ionii din apa de mare (inclusiv ionii de Na⁺ şi Cl⁻) se leagă de suprafaţa granulelor de răşină. Granulele eliberează ionii de H⁺ şi OH⁻, care formează molecule de apă.
  • contraioni
  • electrod - Electrozii atrag ionii cu sarcină opusă, prin urmare aceşti ioni sunt eliminaţi din apă. Atunci când polaritatea electrozilor este inversată, ionii sunt eliberaţi şi pot fi îndepărtaţi din instalaţie. După aceea, polaritatea este inversată din nou și procesul de desalinizare continuă.
  • electrod
  • eliberare de ioni - Atunci când polaritatea electrozilor este inversată, ionii sunt eliberaţi şi pot fi îndepărtaţi din instalaţie. După aceea, procesul de desalinizare se reia.
  • desalinizare
  • apă de mare
  • apă desalinizată
  • soluție salină concentrată
  • membrană semipermeabilă - Membrană tubulară care permite trecerea moleculelor de apă, însă reţine ionii dizolvaţi în apă. Deşi în mod normal, apa desalinizată ar curge înapoi prin membrana semipermeabilă şi s-ar amesteca cu apa de mare sărată, prin exercitarea unei presiuni asupra apei de mare, procesul se inversează: apa desalinizată trece prin membrană, lăsând în urmă o soluţie salină concentrată.
  • membrană semipermeabilă - Membrană tubulară care permite trecerea moleculelor de apă, însă reţine ionii dizolvaţi în apă. Deşi în mod normal, apa desalinizată ar curge înapoi prin membrana semipermeabilă şi s-ar amesteca cu apa de mare sărată, prin exercitarea unei presiuni asupra apei de mare, procesul se inversează: apa desalinizată trece prin membrană, lăsând în urmă o soluţie salină concentrată.
  • por

Narațiune

În timp ce fără hrană rezistăm 30-40 de zile, fără apă putem supravieţui doar 3-4 zile. Pe Pământ există numeroase regiuni în care rezervele de apă dulce sunt insuficiente, oamenii făcând tot posibilul pentru a obţine apă potabilă.

Apa de mare este disponibilă în cantităţi aproape nelimitate, însă consumul ei în cantităţi mari este periculos din cauza salinităţii ridicate care poate conduce la deshidratare. În timp ce pentru desalinizarea unei cantităţi mici de apă este suficient un mic aparat de distilare, o cerere mai mare poate fi satisfăcută numai prin utilizarea unei tehnologii industriale.

Uzinele de desalinizare sunt construite de obicei pe malul mării. Iniţial, apa este supusă unei purificări mecanice. Urmează îndepărtarea sării care poate fi realizată prin mai multe metode de desalinizare. Cea mai simplă metodă este distilarea, utilizată şi în uzina prezentată în animaţie. Scopul procesului este eliminarea sării prin fierberea apei.

O unitate de distilare este alcătuită din mai multe blocuri prevăzute cu conducte de încălzire. În conductele de încălzire se pompează abur fierbinte, suprafaţa exterioară încălzită a acestora fiind stropită de sus cu apă de mare neîncălzită. Apa de mare răceşte fluxul de vapori fierbinţi, care se condensează în interiorul conductei, formându-se astfel apă dulce. Apa desalinizată curge spre partea inferioară a blocului. Aburul eliberat din apa de mare încălzită trece în conducta de încălzire a următorului bloc de distilare.

Apa desalinizată este colectată din conductele de încălzire ale blocurilor de distilare, iar apa sărată concentrată iese prin partea inferioară a distilatorului. Aburul fierbinte din ultimul bloc de distilare este reintrodus în primul bloc printr-un termocompresor care creşte presiunea şi temperatura aburului.

Desalinizarea apei de mare prin metoda schimbului ionic se realizează cu ajutorul unor granule de răşină încărcate electric. Granulele sunt introduse într-un rezervor în care se află o conductă de evacuare. Apa de mare pătrunde prin partea superioară a rezervorului şi curge spre partea inferioară prin porii dintre granule. Granulele fixează sarea din fluxul de apă. Apa acumulată trece printr-un filtru, îndreptându-se către un orificiu. În final, apa desalinizată iese din rezervor prin conducta de evacuare.

Iniţial, pe suprafaţa granulelor de răşină încărcate electric există contraioni încărcaţi pozitiv şi negativ. Aceştia sunt ioni de hidrogen şi ioni de hidroxid din apă.

În apa de mare care străbate porii, puterea ionică a ionilor de sodiu încărcaţi pozitiv şi a ionilor de clorură încărcaţi negativ este mai mare decât puterea ionică a contraionilor, aceştia din urmă fiind îndepărtaţi de pe suprafaţa granulelor. Astfel, ionii de sodiu şi ionii de clorură se leagă de suprafaţa granulelor, contraionii îndepărtaţi formând din nou molecule de apă. După un timp, granulele nu mai pot fixa sarea, fiind necesară regenerarea lor. Dezavantajul metodei de desalinizare prin schimb ionic este faptul că necesită utilizarea unor substanţe chimice foarte puternice pentru îndepărtarea ionilor de sodiu şi a ionilor de clorură de pe suprafaţa granulelor. Cantitatea mare de acizi şi baze puternice utilizate reprezintă un pericol uriaş pentru mediul înconjurător.

În timpul electrodializei, apa de mare este pompată la presiune ridicată prin membranele conectate la curent electric.

Ionii de sare din apă se leagă de membranele cu încărcare corespunzătoare. Anodul, adică membrana încărcată pozitiv, se leagă de ionii de clorură încărcaţi negativ. Catodul încărcat negativ se leagă de ionii de sodiu încărcaţi pozitiv. După un timp, suprafaţa anodului şi cea a catodului nu mai pot fixa sarea, fiind nevoie de curăţarea acestora.

Pentru curăţarea suprafeţelor unităţii de electrodializă se foloseşte curent electric. În mod normal, ionii de sare se leagă de suprafeţele încărcate electric. În timpul curăţării, direcţia curentului electric se inversează, ceea ce conduce la îndepărtarea ionilor de pe suprafaţa anodului şi a catodului. Ionii de sare eliberaţi părăsesc unitatea împreună cu apa.

Desalinizarea apei prin osmoză inversă se bazează pe diferenţa de mărime dintre particulele de sare şi cele de apă şi nu pe puterea ionică a acestora. În timpul procesului, apa este pompată la presiune ridicată într-un rezervor care conţine un sistem de membrane semipermeabile, confecţionat dintr-un material plastic special, multistratificat, plasat în jurul unei conducte. Presiunea ridicată forţează trecerea apei de mare prin straturile de membrană.

Apa de mare trece prin toate straturile, membranele filtrând complet sarea. Apa desalinizată iese prin conducta de evacuare. Sarea reţinută de membrane se acumulează într-o altă conductă de evacuare, şi părăseşte rezervorul sub formă de soluţie salină concentrată. Osmoza inversă este una dintre cele mai răspândite metode de desalinizare. Este o metodă ecologică deoarece nu necesită reactivi chimici periculoşi.

Suplimente asociate

Apele subterane

Printre apele subterane se numără apa freatică, apa carstică și acviferele.

Circuitul apei în natură (nivel mediu)

Pe Pământ, apa este într-un circuit continuu. Circuitul apei constă din următoarele procese: evaporare, condesare, topire și îngheț.

Clorură de sodiu (NaCl)

Sarea de bucătărie este unul dintre cei mai importanți compuși de sodiu, indispensabil organismelor vii.

Dizolvarea NaCl-lui

Sarea de bucătărie se dizolvă în apă: moleculele polare de apă formează un înveliș în jurul ionilor.

Formarea norilor, tipuri de nori

Prin evaporare, apele de suprafață formează nori de diferite forme. Odată formați norii, apa cade pe suprafața Pământului sub formă de precipitații.

Poluarea apei

Principalele surse de poluare a apei sunt zonele urbane, industria și agricultura.

Regiune carstică (nivel începător)

Formațiunile carstice includ, printre altele, dolinele și speleotemele.

Sistem de apărare împotriva inundațiilor

Digurile de protecție și digurile de vară au funcția de apărare împotriva inundațiilor.

Sistem de utilități publice

Sistem prin care se asigură alimentarea cu apă, canalizarea, alimentarea cu energie termică și electrică, precum și telecomunicațiile.

Sistemul de alimentare cu apă

Sistemul de alimentare cu apă asigură furnizarea de apă potabilă.

Structura apelor oceanice

Proprietățile fizice, flora și fauna oceanelor se schimbă în funcție de adâncimea acestora.

Cum funcționează aparatul de aer condiționat?

Aparatul de aer condiționat răcește aerul din interior prin extragerea căldurii și eliberarea acesteia în exterior.

Cum funcționează frigiderul?

Animația prezintă modul de funcționare al frigiderului.

Cum funcționează turnul de apă?

Animația prezintă structura și principiul de funționare a turnurilor de apă?

Curenții oceanici

Circulația termohalină este un sistem global de curenți oceanici, care au o mare influență asupra climatului planetei noastre.

Added to your cart.