Соленая вода (более известная как соленая вода ) — это вода с высокой концентрацией растворенных солей (в основном хлорида натрия ). Концентрация соли обычно выражается в частях на тысячу (промилле,) и частях на миллион (промилле). Геологическая служба США классифицирует соленую воду в трех категориях солености. Концентрация соли в слабосоленой воде составляет от 1 000 до 3 000 частей на миллион (0,1–0,3%), в воде умеренно соленой — от 3 000 до 10 000 частей на миллион (0,3–1%) и в сильно соленой воде — от 10 000 до 35 000 частей на миллион (1–3,5%). Морская вода имеет соленость примерно 35 000 частей на миллион, что эквивалентно 35 граммам соли на один литр (или килограмм) воды. Уровень насыщения только номинально зависит от температуры воды. При 20 ° C в одном литре воды может раствориться около 357 граммов соли, концентрация 26,3% по весу. При кипячении (100 ° C) количество, которое может быть растворено в одном литре воды, увеличивается примерно до 391 грамма, что составляет 28,1% по весу.
СОДЕРЖАНИЕ
Характеристики
Свойства смесей вода-NaCl
NaCl, мас.%
Температура замерзания (° C)
Плотность (г / см 3 )
Показатель преломления при 589 нм
Вязкость (сП)
0
0
0,99984
1,3330
1,002
0,5
-0,3
1,0018
1,3339
1.011
1
-0,59
1,0053
1,3347
1.02
2
-1,19
1.0125
1,3365
1.036
3
-1,79
1,0196
1,3383
1.052
4
−2,41
1,0268
1,3400
1.068
5
−3,05
1.0340
1,3418
1.085
6
−3,7
1,0413
1,3435
1,104
7
-4,38
1,0486
1,3453
1,124
8
−5,08
1,0559
1,3470
1,145
9
−5,81
1,0633
1,3488
1,168
10
−6,56
1.0707
1,3505
1,193
12
−8,18
1,0857
1,3541
1,25
14
-9,94
1.1008
1,3576
1,317
16
-11,89
1,1162
1,3612
1,388
18
-14,04
1,1319
1,3648
1,463
20
-16,46
1,1478
1,3684
1,557
23,3
−21,1
1,179
26 год
−19,18
1,193
1,3721
1,676
При 100 ° C (373,15 K, 212 ° F) насыщенный солевой раствор хлорида натрия составляет около 28% соли по весу. При 0 ° C (273,15 K, 32 ° F) рассол может содержать только около 26% соли. При 20 ° C в одном литре воды может раствориться около 357 граммов соли, концентрация 26,3%.
Теплопроводность в морской воде (3,5% растворенной соли по весу) составляет 0,6 Вт / мК при 25 ° С. Теплопроводность уменьшается с увеличением солености и увеличивается с повышением температуры. Содержание соли можно определить с помощью солеметра .
Плотность рассола ρ при различных концентрациях и температурах от 200 ° F до 575 ° F может быть аппроксимирована линейным уравнением:
ρ [ л б / ж т 3 ] знак равно а 3 — ( а 2 ⋅ Т [ F ] ) <\ displaystyle \ rho [фунт / фут ^ <3>] = a_ <3>— (a_ <2>\ cdot T [F])>
где значения a n :
Масса %
а 2
а 3
5
0,043
72,60
10
0,039
73,72
15
0,035
74,86
20
0,032
76,21
25
0,030
77,85
Электролиз
Около четырех процентов газообразного водорода, производимого во всем мире, создается путем электролиза . Большая часть водорода, получаемого при электролизе, является побочным продуктом при производстве хлора .
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
СМИ, связанные с соленой водой на Викискладе?
Источник
Рассол — Brine
Часть серии по
Соленость воды
Уровни солености
Пресная вода ( 5% до 26% -28% макс.)
Водоемы
Рассол представляет собой высококонцентрированный раствор из соли (NaCl) в воде (H 2 O). В различных контекстах рассол может относиться к солевым растворам в диапазоне от примерно 3,5% (типичная концентрация морской воды , нижняя граница концентраций растворов, используемых для засолки пищевых продуктов) до примерно 26% (типичный насыщенный раствор , в зависимости от температуры. ). Рассол образуется естественным образом из-за испарения соленой грунтовой воды, но он также образуется при добыче хлорида натрия. Рассол используется для обработки пищевых продуктов и приготовления пищи ( маринование и засолка ), для борьбы с обледенением дорог и других сооружений, а также в ряде технологических процессов. Он также является побочным продуктом многих промышленных процессов , таких как опреснение , поэтому требует очистки сточных вод для надлежащего удаления или дальнейшего использования ( восстановление пресной воды ).
СОДЕРЖАНИЕ
В природе
В природе рассолы производятся разными способами. Модификация морской воды путем испарения приводит к концентрации солей в остаточном флюиде, при этом образуется характерное геологическое месторождение, называемое эвапоритом, когда различные растворенные ионы достигают состояния насыщения минералов, обычно гипса и галита . Аналогичный процесс происходит в высоких широтах, когда морская вода замерзает, в результате чего образуется жидкость, называемая криогенным рассолом. Во время образования эти криогенные рассолы по определению холоднее, чем температура замерзания морской воды, и могут образовывать особенность, называемую рассолами, где холодные рассолы опускаются, замораживая окружающую морскую воду.
Рассол, выходящий на поверхность в виде источников соленой воды, известен как «лизун» или «солончак». Содержание растворенных твердых веществ в грунтовых водах сильно варьируется от одного места к другому на Земле, как с точки зрения конкретных составляющих (например, галита, ангидрита , карбонатов , гипса, фторидных солей, органических галогенидов и сульфатных солей), так и в отношении уровня концентрации. . Используя одну из нескольких классификаций подземных вод на основе общего содержания растворенных твердых веществ (TDS), рассол — это вода, содержащая более 100 000 мг / л TDS. Рассол обычно добывается во время операций заканчивания скважин, особенно после гидравлического разрыва скважины.
Использует
Кулинарный
Рассол — распространенный агент в пищевой промышленности и кулинарии. Засаливание используется для сохранения или сезона пищи. Посол можно применять к овощам , сырам и фруктам в процессе, известном как маринование . Мясо и рыбу обычно замачивают в рассоле на более короткие периоды времени в качестве маринада , улучшающего его нежность и вкус , или для увеличения срока хранения.
Производство хлора
Элементарный хлор можно получить электролизом рассола ( раствора NaCl ). Этот процесс также производит гидроксид натрия (NaOH) и газообразный водород (H 2 ). Уравнения реакции следующие:
Катод: H2 (^)>>>»> 2 ЧАС + + 2 е — ⟶ ЧАС 2 ↑ <\ displaystyle <\ ce <2 h + 2 e- ->H2 (^)>>>H2 (^)>>>»>
Общий процесс: Cl2 + H2 + 2 NaOH>>>»> 2 NaCl + 2 ЧАС 2 О ⟶ Cl 2 + ЧАС 2 + 2 NaOH <\ Displaystyle <\ ce <2 nacl + 2 h2o ->Cl2 + H2 + 2 NaOH>>>Cl2 + H2 + 2 NaOH>>>»>
Охлаждающая жидкость
Рассол используется в качестве вторичной жидкости в крупных холодильных установках для передачи тепловой энергии . Наиболее часто используемые рассолы на основе недорогого хлорида кальция и хлорида натрия . Его используют, потому что добавление соли к воде снижает температуру замерзания раствора, и эффективность теплопередачи может быть значительно повышена при сравнительно низкой стоимости материала. Самая низкая точка замерзания, достижимая для рассола NaCl, составляет -21,1 ° C (-6,0 ° F) при концентрации 23,3% NaCl по весу. Это называется эвтектической точкой.
Из-за их коррозионных свойств рассолы на основе солей были заменены органическими жидкостями, такими как полиэтиленгликоль .
Спрей хлористого натрия используется на некоторых рыболовных судах для замораживания рыбы. Температура рассола обычно составляет -5 ° F (-21 ° C). Температура замерзания воздушной струи составляет -31 ° F (-35 ° C) или ниже. Учитывая более высокую температуру рассола, эффективность системы по сравнению с замораживанием воздушным потоком может быть выше. Ценная рыба обычно замораживается при гораздо более низких температурах, ниже практического предела температуры для рассола.
Умягчение и очистка воды
Рассол является вспомогательным агентом в системах умягчения и очистки воды с использованием ионообменной технологии. Наиболее распространенный пример — бытовые посудомоечные машины , в которых хлорид натрия используется в виде соли для посудомоечных машин . Рассол не участвует в самом процессе очистки, но используется для циклической регенерации ионообменной смолы . Обрабатываемая вода протекает через контейнер со смолой до тех пор, пока смола не будет исчерпана, и вода не будет очищена до желаемого уровня. Затем смолу регенерируют путем последовательной обратной промывки слоя смолы для удаления накопленных твердых частиц, смывания удаленных ионов из смолы концентрированным раствором замещающих ионов и смывания промывочного раствора от смолы. После обработки гранулы ионообменной смолы, насыщенные ионами кальция и магния из очищенной воды, регенерируют путем вымачивания в рассоле, содержащем 6–12% NaCl. В натриевые ионы из солевого раствора заменяют ионы кальция и магния на шариках.
Антиобледенение
При более низких температурах соляной раствор можно использовать для удаления льда или снижения отрицательных температур на дорогах.
Сточные Воды
Рассол является побочным продуктом многих промышленных процессов, таких как опреснение , градирни электростанций , пластовая вода при добыче нефти и природного газа , дренаж кислых рудников или кислых пород , отходы обратного осмоса , очистка хлорно-щелочных сточных вод, сточные воды целлюлозно-бумажных заводов, и потоки отходов от производства продуктов питания и напитков. Наряду с разбавленными солями он может содержать остатки химикатов для предварительной обработки и очистки, побочные продукты их реакции и тяжелые металлы из-за коррозии.
Солевой раствор для сточных вод может представлять значительную опасность для окружающей среды как из-за коррозионного и осадкообразующего воздействия солей, так и из-за токсичности других разбавленных в нем химикатов.
Незагрязненный рассол из опреснительных установок и градирен можно вернуть в океан. Чтобы ограничить воздействие на окружающую среду, его можно разбавить другим потоком воды, например, стоком очистных сооружений или электростанции. Поскольку рассол тяжелее морской воды и может накапливаться на дне океана, для него требуются методы, обеспечивающие надлежащую диффузию, такие как установка подводных диффузоров в канализации . Другие методы включают сушку в прудах-испарителях , закачку в глубокие колодцы, а также хранение и повторное использование рассола для орошения, удаления льда или борьбы с пылью.
Технологии очистки загрязненного рассола включают: процессы мембранной фильтрации, такие как обратный осмос и прямой осмос ; процессы ионного обмена, такие как электродиализ или обмен слабокислых катионов ; или процессы испарения, такие как термические концентраторы рассола и кристаллизаторы, использующие механическую рекомпрессию пара и пар. Новые методы мембранного концентрирования рассола, использующие обратный осмос с осмотическим управлением и связанные с ним процессы, начинают набирать популярность как часть систем с нулевым сбросом жидкости (ZLD).
Состав и очистка
Рассол состоит из концентрированного раствора ионов Na + и Cl — . Сам по себе хлорид натрия не существует в воде: он полностью ионизирован. Другие катионы, обнаруженные в различных рассолах, включают K + , Mg 2+ , Ca 2+ и Sr 2+ . Последние три проблемны, потому что образуют накипь и вступают в реакцию с мылом. Помимо хлорида, рассолы иногда содержат Br — и I — и, что наиболее проблемно, SO 4 2- . Стадии очистки часто включают добавление оксида кальция для осаждения твердого гидроксида магния вместе с гипсом (CaSO 4 ), который можно удалить фильтрацией. Дальнейшая очистка достигается фракционной кристаллизацией . Полученная очищенная соль называется выпаренной солью или вакуумной солью .
Источник
Соленая вода в скважине – проблема и решения.
Одним из основных показателей состава воды для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд является ее солесодержание.
В анализе воды солесодержание характеризуется показателями общая минерализация и сухой остаток. Методика определения этих параметров различна, и обычно они отличаются на 5-10%.
Согласно нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды», общая минерализация и сухой остаток не должны превышать 1000 мг/л.
При более высокой минерализации вода приобретает солоноватый или солоновато-горьковатый привкус. Повышенное содержание отдельных солей в питьевой воде может быть вредно для здоровья. Например, вода с высокой концентрацией натрия не рекомендуется людям, склонным к гипертонии, повышенное содержание кальция увеличивает риск образования тромбов, хлориды могут негативно влиять на работу системы пищеварения, а сульфаты вызывать слабительный эффект.
Воду с высоким солесодержанием не рекомендуется подавать на бытовую технику — бойлеры, посудомоечные и стиральные машины. Соли образуют труднорастворимые минеральные отложения на деталях оборудования, что может приводить к неисправностям в работе.
В Ленинградской области соленые воды часто встречаются в гдовском водоносном горизонте. Глубина гдовского горизонта увеличивается от Карельского перешейка (100-200 метров) к югу Ленинградской области. С увеличением глубины залегания вод возрастает минерализация воды. На карельском перешейке встречается так называемый «соленый гдов» с солесодержанием 1000-2000 мг/л, а на юге области минерализация гдовской воды часто превышает 10 000 мг/л. Условная граница раздела пресных и «соленых» вод гдовского горизонта проходит от Сестрорецка через Пери к Новое Токсово. Севернее этой границы развиты скважины с пресными водами, южнее — с избыточным содержанием солей.
Технологически существует два возможных способа понижения солесодержания воды – дистилляция и обратный осмос.
Метод дистилляции основан на выпаривании воды и последующей конденсации образующегося пара. Основной недостаток метода – очень большие затраты на электроэнергию. Поэтому дистилляторы-испарители целесообразно использовать, если потребность в очищенной воде очень низкая, например, в небольших лабораториях.
При очистке соленой воды из скважины для уменьшения минерализации воды используются системы обратного осмоса. Большая часть растворенных солей (около 90-99%) задерживается мембраной и сливается в дренаж, а вода с пониженным содержанием солей поступает к потребителю.
Помимо снижения минерализации, установки обратного осмоса удаляют цветность воды, ее жесткость, концентрацию органических веществ, железа, марганца, нитратов и нитритов, тяжелых металлов и других примесей.
На выходе из установок обратного осмоса Вы получаете воду высокой степени очистки, идеальную для подачи на бытовую технику, принятия душа, питья и приготовления пищи.
По всем вопросам очистки воды обращайтесь к нам — опытные специалисты по водоподготовке проконсультируют Вас по любой проблеме, связанной с водой для Вашего дома.
Для консультации с нашими специалистами позвоните нам или отправьте заявку:
Пейте чистую воду! И будьте здоровы!
С нашим оборудованием для очистки воды из скважины или водопровода Вы можете ознакомиться на странице Системы очистки воды
