Unabhängig davon, ob Sie Anfänger sind oder bereits Erfahrung mit dem Bau eigener Destillationsgeräte haben, können Sie lernen, wie Sie zu Hause mit einfachen Bauteilen einen Meerwasserdestillator bauen können. Unabhängig davon, ob Sie Ihren Destillationsapparat sauber bauen oder nicht, benötigen Sie die Grundkomponenten und eine Methode zum Auffangen des anfallenden Kondensats.
Die solare Destillation imitiert den natürlichen Wasserkreislauf
Die solare Destillation oder SS ist eine neue Technologie zur Reinigung von Meerwasser. Es handelt sich um eine effiziente Methode zur Entsalzung von Wasser, die umweltfreundlich ist und in abgelegenen Gebieten eingesetzt werden kann. Das Verfahren funktioniert, indem Wasser durch Wärmeübertragung verdampft wird. Es kann verschiedene Verunreinigungen wie Salze, Schwermetalle, Bakterien, Arsen, Trichlorethylen, Nitrate und andere aus dem Wasser entfernen.
Der Prozess der solaren Destillation orientiert sich am hydrologischen Kreislauf, der Wasser durch die Umwandlung von Flüssigkeit in Gas reinigt. Das Sonnenlicht erhitzt die Wassermoleküle, die dann aus den Ozeanen und Oberflächengewässern verdampfen. Der Dampf kühlt ab und kondensiert wieder zu Wasser, das dann durch Niederschläge auf die Erde zurückkehrt.
Solare Destillierapparate bestehen aus Glastanks mit einer flachen Schicht Salzsole im Boden. Auf den Tanks befindet sich eine Glasabdeckung, die leicht nach unten geneigt ist, um die Destillation zu erleichtern. Die Glasabdeckung fängt den Wasserdampf auf, der an der Innenseite der Glasabdeckung kondensiert. Die dabei entstehenden Tröpfchen fließen an der Glasabdeckung hinunter, wo sie durch den Abfluss aufgefangen werden.
Die solare Destillation ist eine umweltfreundliche und erneuerbare Ressource für die Wasseraufbereitung. Sie nutzt die Sonnenenergie zur Verdampfung von Wasser und sammelt das Kondensat in einem geschlossenen System. Diese Methode hat das Potenzial, Brack- und Salzwasser in frisches Trinkwasser zu verwandeln. In abgelegenen Gebieten kann die solare Destillation sauberes Wasser liefern.
Solare Destillationssysteme haben eine lange Entwicklungsgeschichte. Die erste dokumentierte Anlage wurde vor über 2000 Jahren gebaut, um Trinkwasser und Salz zu reinigen. Es gibt frühe solare Brennblasen in Chile, die im sechzehnten Jahrhundert verwendet wurden. Groß angelegte solare Brennblasen wurden während des Zweiten Weltkriegs entwickelt.
Aktive Destillation nutzt andere Energiequellen
Aktive Destillation ist eine Destillationsmethode, die alternative Energiequellen nutzt. Dazu können Wind, Erdwärme und Sonnenenergie gehören. Die Energie aus diesen alternativen Quellen wird in photovoltaischen Zellen gespeichert und zur Erzeugung von Wechselstrom genutzt. Dieses Verfahren erzeugt saubereres Süßwasser als die passive Destillation, benötigt aber mehr Energie und erfordert möglicherweise angelerntes Personal.
Sie wird seit Jahrhunderten zur Trennung verschiedener Stoffe verwendet. Sie wird auch in der Entsalzungsindustrie eingesetzt, um den weltweiten Bedarf an Süßwasser zu decken. Es gibt zwei Hauptarten der Destillation: passiv und aktiv. Jede hat ihre Vor- und Nachteile. Informieren Sie sich über die Unterschiede und Vorteile der beiden Verfahren. Sobald Sie ein allgemeines Verständnis für diese Verfahren haben, können Sie mit der Recherche über Destillation zur Entsalzung beginnen.
Kosten für destilliertes Wasser
Es gibt mehrere Faktoren, die sich auf die Kosten eines Meerwasserdestillators auswirken. Zu diesen Faktoren gehören die Größe der Anlage und ihre Kapazität, der Salzgehalt des Speisewassers und die Art des Destillationsverfahrens. Je größer die Kapazität einer Meerwasserdestillationsanlage ist, desto höher sind die Kosten. Die Destillation ist jedoch die effizienteste Methode zur Herstellung von hochreinem Wasser für den industriellen Gebrauch. Es gibt zwei Hauptarten von Destillationsverfahren: VC-Destillation und MSF-Destillation.
Passive solare Destillieranlagen können in abgelegenen Gebieten eingesetzt werden. Diese Systeme haben einen begrenzten Energiebedarf, aber eine unbefriedigende Leistung, wenn sie mit niedrigen Energieströmen betrieben werden. Sie arbeiten mit zwei hydrophilen Schichten, die durch eine hydrophobe mikroporöse Membran getrennt sind. Im Gegensatz zu den traditionellen Destillationsverfahren haben sie keine mechanischen Hilfsmittel.
Die Membrantrennung ist eine weitere Möglichkeit zur Kostensenkung. Ein Umkehrosmose-Destillator verwendet eine halbdurchlässige Membran, um das Salz vom Wasser zu trennen. Dieses Verfahren benötigt weniger Energie als die thermische Destillation und wird häufig in neuen Entsalzungsanlagen eingesetzt. Allerdings hat diese Methode einige negative Auswirkungen auf die Umwelt. Sie kann kleine Meerestiere töten und die Nahrungskette im Meer stören. Außerdem entsteht konzentrierte Salzlake, die das Leben im Wasser beeinträchtigen kann. Die mit diesem Verfahren verbundenen Umweltkosten sind beträchtlich und sollten daher berücksichtigt werden.
Die Kosten der Entsalzung sind je nach Standort und Salzgehalt des Wassers sehr unterschiedlich. Die Kosten können zwischen 1 $ und 2 $ pro tausend m3/Tag liegen. Für das untere Ende dieser Preisspanne ist ein einstufiger Medienfilter ausreichend. Zusätzliche Schritte, wie zweistufige Medienfilter und MF/UF-Systeme, erhöhen die Kosten.
Verwendung von Perlgraupenblättern als Reinigungsmethode
Die Verwendung von Perlgraupenblättern als Reinigungsmethode in einer Meerwasserdestillationsanlage ist relativ einfach. Die Perlgraupenblätter werden in Wasser, vorzugsweise in kaltem Wasser, eingeweicht und vier bis 12 Tage lang vergoren. Sobald die Luftschleuse aufhört zu blubbern, ist die Perlgraupenwäsche bereit zum Destillieren. Nach dem Gärungsprozess kann die Wäsche durch ein Seihtuch oder durch einen Dampferzeuger gefiltert werden.
Der Prozess der Destillation begann im alten Babylonien, Mesopotamien, und wurde zunächst zur Entsalzung von Wasser verwendet. Eine akkadische Tafel aus Babylonien, die auf 1200 v. Chr. datiert wird, beschreibt die Verwendung der Destillation zur Entsalzung. Später entwickelte der griechische Philosoph Aristoteles die Idee, dass Salzwasser verdunstet und kondensiert, wobei ein salzfreies Kondensat entsteht. Das Konzept der Reinigung des Meerwassers wurde von Plinius dem Älteren weiter ausgearbeitet. Bei der Verwendung von Perlgraupenblättern als Filtrationsmittel in Meerwasserdestillieranlagen werden Blätter von Perlgraupen verwendet, die das Salz im Meerwasser absorbieren und feucht werden.
Verwendung einer mehrstufigen Flash-Destillationsanlage
Mehrstufige Flash-Destillationsverfahren sind eine gängige Methode zur Reinigung von Meerwasser. Diese Technologie nutzt eine Reihe von Druckgradienten in jeder Stufe, um die gesamte latente Wärmerückgewinnung zu verbessern. Diese Methode ist im Nahen Osten weit verbreitet und macht weltweit 34 % der Meerwasserentsalzung aus. Bis vor kurzem war die mehrstufige Flash-Destillation das energieintensivste verfügbare Verfahren.
Diese Verfahren sind einfach zu bedienen und verbrauchen relativ wenig Energie. Die Produktionskosten für Wasser hängen von mehreren Faktoren ab, unter anderem von der Menge des Speisewassers und der Anlagenkapazität. Je höher die Kapazität, desto teurer wird das Verfahren. Dennoch ist die Destillation die effizienteste Methode, um einen hohen Reinheitsgrad für die industrielle Nutzung zu erreichen.
Das Verfahren der mehrstufigen Flash-Destillation wurde wegen seiner wirtschaftlichen Vorteile gewählt. Die Kosten für Energie und Sole sind im Vergleich zur Umkehrosmose niedrig, und der Vorbehandlungsprozess ist weniger komplex. Bei diesem Verfahren wird Wasser in zwei getrennten Behältern bei unterschiedlichen Drücken destilliert. Das Destillat wird dann mit Hilfe von Rohrbündelwärmetauschern extrahiert.
Die Technologien der mehrstufigen Flash-Destillation sind zwar noch relativ neu, aber es wurden bereits zahlreiche Verbesserungen vorgenommen. Sie haben jetzt niedrigere Betriebstemperaturen, höhere thermische Wirkungsgrade und niedrigere Dampfgeschwindigkeiten. Außerdem wurden die Materialien für die Wärmeübertragungsflächen des Verdampfers verbessert. Aluminiumlegierungen haben zum Beispiel eine höhere Wärmeleitfähigkeit und kosten weniger als Kupfer-Nickel.
Das MSF-Verfahren kann in zwei verschiedenen Modi konfiguriert werden: Langrohrkonfiguration und Kreuzrohrkonfiguration. Bei der Querrohrkonfiguration sind die Frischwasserproduktionsraten niedriger als bei der Langrohrkonfiguration. Bei der Querrohrkonfiguration werden Rohre verwendet, die entlang der Breite der einzelnen Stufen angeordnet sind. Die Konfiguration mit langen Rohren macht externe Wasserkästen überflüssig und ermöglicht höhere Durchflussraten pro Stufenbreite.
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