Как замораживание влияет на чистоту воды и её химический состав?

Сначала маленький экскурс в теорию.

          Лёд имеет кристаллическую структуру, построенную из молекул воды. Инородным примесям, в том числе растворённым в воде в виде солей, при замерзании воды в этой кристаллической решётке места нет. Поэтому, по мере своего формирования, кристаллическая решётка как бы "вытесняет" примеси. Если этот процесс происходит в ёмкости, например в формочке для изготовления льда, то в результате все примеси концентрируются в одном месте (например, в середине, если объём воды охлаждался равномерно со всех сторон или на дне ёмкости, если охлаждение шло с поверхности), а вокруг их обволакивает прозрачный лёд из чистой воды.

         Если Вам приходилось рассматривать получившиеся кубики льда, то Вы видели внутри кубика мутное "облако" - это и есть примеси. Природа образования этого "облака" довольно проста. В месте концентрации солей вода не может полностью замерзнуть, образовав прозрачную кристаллическую структуру (это свойство солей используют при посыпании улиц в гололёд). Причём, чем более загрязнённая вода, тем эта мутная составляющая больше. Чем чище - тем больше прозрачная оболочка. Так, обратноосмотическая вода, полученная на мембранных установках, даёт практически идеально прозрачный лёд.


Благодаря вышеописанному явлению, у жителей крайнего Севера теоретически есть метод очистки путем вымораживания воды. Можно либо сколоть внешнюю прозрачную оболочку и затем ее растопить, либо подтапливать всю глыбу, но не до конца. Как только лёд растает до мутной серединки - его нужно выкидывать (если же растопить весь лёд, то получится точно такая же вода, как и исходная - химический ее состав не изменится).

Таким способом можно получить практически идеально чистую воду. Кстати, экологи считают самой безопасной для человека именно талую воду древних ледников.

Другой вопрос, насколько всё это окажется хлопотно. Ведь для воды с довольно высоким солесодержанием ещё и КПД этой процедуры может оказаться низким - слишком тонка чистая прослойка. Бороться с этим можно только одним способом - очень быстрой и глубокой заморозкой. В этом случае область концентрации солей займет гораздо меньший объём. Дело за небольшой криогенной установкой. Если она есть под рукой - то вперёд за работу. Если же нет, то таким способом немного воды получить может и можно - например для косметических процедур. А вот для питьевых нужд и приготовления пищи воды понадобится довольно много, причем изначально не самого худшего качества, о затратах времени мы тактично умолчим.

Решение проблемы во всём цивилизованном мире - либо применение мембранных методов на основе обратного осмоса (вода получается такая же, как талая), либо двух-, трёхступенчатой очистки (осадочный фильтр, активированный уголь, микрофильтрация). В последнем случае вода не обессоливается, но при неплохом исходном качестве этого бывает достаточно.

          Поэтому во всём мире такие системы устанавливают перед лёдогенераторами.

         Благодаря вышеописанному явлению, у жителей крайнего Севера теоретически есть метод очистки путем вымораживания воды. Можно либо сколоть внешнюю прозрачную оболочку и затем ее растопить, либо подтапливать всю глыбу, но не до конца. Как только лёд растает до мутной серединки - его нужно выкидывать (если же растопить весь лёд, то получится точно такая же вода, как и исходная - химический ее состав не изменится).

         Таким способом можно получить практически идеально чистую воду. Кстати, экологи считают самой безопасной для человека именно талую воду древних ледников.

         Другой вопрос, насколько всё это окажется хлопотно. Ведь для воды с довольно высоким солесодержанием ещё и КПД этой процедуры может оказаться низким - слишком тонка чистая прослойка. Бороться с этим можно только одним способом - очень быстрой и глубокой заморозкой. В этом случае область концентрации солей займет гораздо меньший объём. Дело за небольшой криогенной установкой. Если она есть под рукой - то вперёд за работу. Если же нет, то таким способом немного воды получить может и можно - например для косметических процедур. А вот для питьевых нужд и приготовления пищи воды понадобится довольно много, причем изначально не самого худшего качества, о затратах времени мы тактично умолчим.

          Решение проблемы во всём цивилизованном мире - либо применение мембранных методов на основе обратного осмоса (вода получается такая же, как талая), либо двух-, трёхступенчатой очистки (осадочный фильтр, активированный уголь, микрофильтрация). В последнем случае вода не обессоливается, но при неплохом исходном качестве этого бывает достаточно.

Создать бесплатный сайт с uCoz