De ontzilting van zeewater

De ontzilting van zeewater

Met behulp van ontzilting kan uit zeewater drinkwater worden gewonnen.

Technologie

Trefwoorden

zeewater, ontzilting, ontziltingsinstallatie, water, omgekeerde osmose, distillateur, Destillatieapparaat, distillatie, ionenwisseling, elektrodialyse, semipermeabele membraan, drinkwater tekort, zout, drinkwater, sodium chloride, elektrode, milieuschade, kust, technologie, Aardrijkskunde

Gerelateerde items

Scènes

Ontziltingsinstallatie

  • zeewater
  • distillateurs
  • ontzilt water
  • geconcentreerde zoutoplossing

Distillateurs

  • destillatieapparaat - Bij ontzilting verdampt zeewater in distillateurs, waarbij het zout van het water gescheiden wordt. De waterdamp condenseert dan, waarbij er schoon drinkwater wordt gewonnen.

Destillatieapparaat

Distillatie

  • thermocompressor - De afgevoerde damp wordt samengedrukt en daarmee verhit.
  • hete stoom - De hitte van de pijp zorgt ervoor dat het zeewater verdampt, de zoutinhoud slaat vervolgens neer, en daarna wordt de damp naar de volgende container vervoerd.
  • zeewater
  • geconcentreerde zoutoplossing
  • ontzilt water - Bij ontzilting verdampt zeewater in distillateurs, waarbij het zout van het water gescheiden wordt. De waterdamp condenseert dan, waarbij er schoon drinkwater wordt gewonnen.

Ionenwisseling

  • elektrisch geladen harskorrels - H⁺ ionen binden aan het oppervlak van negatief geladen korrels en OH⁻ ionen binden aan het oppervlak van positief geladen korrels. Ionen in het zeewater (inclusief Na⁺ en Cl⁻ ionen) binden ook aan het oppervlak van de korrels, terwijl de korrels OH⁻ en H⁺ ionen loslaten, die watermoleculen vormen.
  • zeewater
  • ontzilt water

Elektrodialyse

  • zeewater
  • ontzilt water
  • container

Omgekeerde osmose

  • zeewater
  • ontzilt water
  • geconcentreerde zoutoplossing
  • semipermeabel membraan - Een opgerold membraan, dat watermoleculen doorlaat, maar ionen die opgelost zijn in het water blokkeert. Normaal zou ontzilt water terugstromen door het membraan en zich vermengen met het zoutwater, maar onder druk wordt dit proces omgekeerd: ontzilt water gaat door het membraan, en laat een geconcentreerde zoutoplossing achter.

Animatie

  • thermocompressor - De afgevoerde damp wordt samengedrukt en daarmee verhit.
  • hete stoom - De hitte van de pijp zorgt ervoor dat het zeewater verdampt, de zoutinhoud slaat vervolgens neer, en daarna wordt de damp naar de volgende container vervoerd.
  • zeewater
  • geconcentreerde zoutoplossing
  • ontzilt water - Bij ontzilting verdampt zeewater in distillateurs, waarbij het zout van het water gescheiden wordt. De waterdamp condenseert dan, waarbij er schoon drinkwater wordt gewonnen.
  • elektrisch geladen harskorrels - H⁺ ionen binden aan het oppervlak van negatief geladen korrels en OH⁻ ionen binden aan het oppervlak van positief geladen korrels. Ionen in het zeewater (inclusief Na⁺ en Cl⁻ ionen) binden ook aan het oppervlak van de korrels, terwijl de korrels OH⁻ en H⁺ ionen loslaten, die watermoleculen vormen.
  • zeewater
  • ontzilt water
  • elektrisch geladen harskorrels - H⁺ ionen binden aan het oppervlak van negatief geladen korrels en OH⁻ ionen binden aan het oppervlak van positief geladen korrels. Ionen in het zeewater (inclusief Na⁺ en Cl⁻ ionen) binden ook aan het oppervlak van de korrels, terwijl de korrels OH⁻ en H⁺ ionen loslaten, die watermoleculen vormen.
  • tegenionen
  • elektrode - Ze trekken ionen aan met een tegengestelde elektrische lading, dus worden deze ionen uit het water onttrokken. Wanneer de polariteit van de elektroden omgekeerd wordt, worden de ionen door de elektroden losgelaten en kunnen dan van het apparaat worden verwijderd. Daarna wordt de polariteit weer omgekeerd en wordt het ontziltingsproces hervat.
  • elektrode
  • afgifte van ionen - Wanneer de polariteit van de elektroden omgekeerd wordt, worden de ionen door de elektroden losgelaten en kunnen dan van het apparaat worden verwijderd. Daarna wordt de polariteit weer omgekeerd en wordt het ontziltingsproces hervat.
  • ontzilting
  • zeewater
  • ontzilt water
  • geconcentreerde zoutoplossing
  • semipermeabel membraan - Een opgerold membraan, dat watermoleculen doorlaat, maar ionen die opgelost zijn in het water blokkeert. Normaal zou ontzilt water terugstromen door het membraan en zich vermengen met het zoutwater, maar onder druk wordt dit proces omgekeerd: ontzilt water gaat door het membraan, en laat een geconcentreerde zoutoplossing achter.
  • semipermeabel membraan - Een rol membraan, dat watermoleculen doorlaat maar de ionen die opgelost zijn in het water tegenhoudt. Normaal zou ontzilt water terugstromen door het membraan en zich vermengen met zoutwater, maar onder druk wordt dit proces omgekeerd: ontzilt water gaat door het membraan, en laat een geconcentreerde zoutoplossing achter.
  • porie

Gesproken tekst

Hoewel het mogelijk is om tot 30-40 dagen zonder voedsel te overleven, kunnen we slechts 3-4 dagen zonder water overleven. Er zijn talloze plekken op aarde waar zoet water schaars is, en op deze plekken doen mensen alles wat ze kunnen om drinkbaar water te verkrijgen.

Er is een overvloed aan zeewater op de wereld, maar het is gevaarlijk om het in grote hoeveelheden te drinken, omdat de hoge zoutinhoud ervan tot uitdroging kan leiden. Een klein destillatieapparaat voor in het huis kan al een kleine hoeveelheid water ontzilten, maar om grotere hoeveelheden zout water te ontzilten is er een apparaat nodig dat ontzilting op grotere schaal aankan.

Ontziltingsinstallaties worden meestal langs de kust gebouwd. Eerst wordt het water mechanisch gezuiverd, en daarna zijn er verschillende methodes die voor ontzilting gebruikt kunnen worden. De eenvoudigste manier is destilleren, de manier die ook door de installatie in deze animatie wordt gebruikt. Het doel ervan is om het zout uit het water te verwijderen door het te koken.

Verschillende blokken, die allemaal hittepijpen bevatten, vormen een destillatie-eenheid. Er wordt hete stoom door deze pijpen gepompt, terwijl het onverwarmde zeewater van bovenaf op het oppervlak van de hete buizen wordt gesproeid. Het zeewater koelt de hete stoom, die in de pijp condenseert tot zoet water en er aan de onderkant weer uitstroomt. Tegelijkertijd wordt er stoom vanuit het verwarmde zeewater naar de hittepijp in het volgende destillatieblok geleid.

Ontzilt water wordt verzameld uit de hittepijp in het destillatieblok, terwijl het geconcentreerde zoutwater door de onderkant van de distillateur wegstroomt. De stoom die uit het laatste blok komt, wordt naar het eerste blok geleid door een thermocompressor, die de temperatuur en de druk van de stoom verhoogt.

De ionenwisselaar ontzilt het zeewater met elektrisch geladen harskorrels. Deze worden in een vat geladen waarin zich een afvoerpijp bevindt. Vanaf de bovenkant wordt er zeewater aan het vat toegevoegd. Dan stroomt het naar de bodem door de poriën tussen de korrels. Terwijl het water naar beneden stroomt, binden de harskorrels de zoutinhoud van het zeewater aan zich, en het verzamelde water stroomt door een filter de opening in. Uiteindelijk verlaat het ontzilte water het vat door de afvoerpijp.

Aanvankelijk bevinden er zich positief en negatief geladen tegenionen op het oppervlak van de elektrisch geladen harskorrels. Dit zijn waterstof- en hydroxide-ionen uit het water.

De ionsterkte van de positief geladen natriumionen en de negatief geladen chloride-ionen in het zeewater dat door de poriën stroomt, is groter dan die van de tegenionen, waardoor ze van het oppervlak van de harskorrels verstoten worden. Als gevolg daarvan binden de natrium- en chlorideionen zich aan het oppervlak van de korrels, en de verstoten tegenionen vormen weer watermoleculen. Na verloop van tijd kunnen deze korrels geen zout meer aan zich binden, en moeten ze worden geregenereerd. Het nadeel van de methode met ionenwisseling is dat er zeer sterke zuren en basen nodig zijn om de natrium- en chlorideionen van het oppervlak van de korrels te krijgen, die vervolgens ernstige schade aan het milieu kunnen toebrengen.

Tijdens elektrodialyse wordt het zeewater onder hoge druk dóór membranen die onder elektrische stroom staan, heen gepompt.

De ionen in het zeewater binden zich aan de membranen met de juiste lading. De negatief geladen chloride-ionen binden zich aan het positief geladen membraan, ofwel de anode, terwijl de positief geladen natriumionen zich aan de negatief geladen kathode binden. Na verloop van tijd kunnen de oppervlaktes van de anode en kathode geen zout meer binden, en moeten ze worden schoongemaakt.

Er is ook elektrische stroom nodig om het oppervlak van een elektrodialysecel schoon te maken. Normaal gesproken binden zoutionen zich aan de elektrisch geladen oppervlakken; dus tijdens het schoonmaken wordt de stroomrichting omgedraaid, waardoor de ionen zich scheiden van de oppervlakken van de anode en kathode. De verwijderde zoutionen verlaten het compartiment samen met het water.

Het ontzilten van water met omgekeerde osmose hangt af van het verschil in grootte tussen de zoutdeeltjes en waterdeeltjes, en niet van hun ionsterkte. Tijdens het proces wordt er met hoge druk water gepompt in het drukvat, waarin een semipermeabel membraan om een buis wordt geplaatst. Dit membraan heeft meerdere lagen en is gemaakt van een speciaal plastic. De hoge druk zorgt ervoor dat het zeewater door de lagen heen wordt geduwd.

Tegen de tijd dat het water door alle lagen heen is gegaan, hebben de membranen al het zout weggefilterd, en stroomt het ontzilte water weg via de afvoerpijp. Het zout dat door de membranen werd tegengehouden verzamelt zich in een andere afvoerpijp en verlaat het drukvat als een geconcentreerde zoutoplossing. Omgekeerde osmose is een van de meest gebruikte ontziltingsmethoden. Belangrijker nog, het is tevens een van de meest milieuvriendelijke methoden, omdat er geen gevaarlijke chemische reagentia voor nodig zijn.

Gerelateerde items

Wateren onder de oppervlakte

Grondwater en aquifers zijn soorten water onder de oppervlakte.

De oplossing van NaCl

Gewoon zout wordt opgelost in water: polaire watermoleculen vormen een laag rond de ionen.

De vorming van wolken en neerslag, wolkentypen

Verdampend oppervlaktewater vormt wolken en valt in de vorm van neerslag terug op aarde.

De watercyclus (gemiddeld niveau)

Water op aarde is in een voortdurende staat van verandering. De watercyclus omvat processen zoals verdamping, neerslag, smelten en bevriezen.

Emissies in water

De belangrijkste bronnen van waterverontreiniging zijn de industrie, de landbouw en de stedelijke gebieden.

Karstgebied (basisniveau)

Op een karstgebied ontstaan karstobjecten zoals dolinen of druipstenen.

Natriumchloride (NaCl)

Steenzout oftewel keukenzout is een van de belangrijkste natriumverbindingen. Het is onmisbaar voor levende organismen.

Systeem van openbare nutsbedrijven

Het systeem van watervoorziening, afvoer van afvalwater, elektriciteit, warmte en gas, en telecommunicatie.

Waterkering

De beschermende dijk, of de zomerdijk in het geval van kleine overstromingen, zorgt voor de bescherming tegen schade door overstromingen.

Watertoevoersysteem

De watertoevoersysteem biedt schoon en veilig drinkwater voor de consument.

Zeeniveaus

Fysieke eigenschappen, alsmede de flora en fauna van de zee veranderen hoe dieper men komt.

Hoe werkt de airconditioning?

De airconditioner absorbeert warmte uit de binnenruimte en geeft die buiten af.

Hoe werkt een koelkast?

In deze animatie zie je hoe een koelkast werkt.

Hoe werkt een watertoren?

De animatie laat de structuur en de functie van de watertoren zien.

Zeestromingen

De thermohaliene circulatie is het wereldwijde systeem van zeestromingen, dat een grote invloed heeft op het klimaat op aarde.

Added to your cart.