Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Рассол (значения) .
Часть серии по
Соленость воды
Диаграмма солености воды.png
Уровни солености
Пресная вода (<0,05%)
Солоноватоводная вода (0,05–3%)
Соленая вода (3–5%)
Рассол (> 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 в нижней части растворов, используемых для засолки пищевых продуктов) до примерно 26% (типичный насыщенный раствор , в зависимости от температуры). Более низкие уровни концентрации называются по-разному: пресная вода , солоноватая вода и соленая вода .

Рассол естественным образом встречается на поверхности Земли ( соленые озера ), в коре и в бассейнах с рассолом на дне океана. Озера с высокой концентрацией солей обычно возникают из-за испарения соленой грунтовой воды при высоких температурах окружающей среды. 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 , и может представлять опасность для окружающей среды из-за его коррозионного и токсического воздействия, поэтому требует очистки сточных вод.для надлежащей утилизации или дальнейшего использования ( восстановление пресной воды ). [1]

В природе [ править ]

Основная статья: соленая вода
Техник НАСА измеряет уровень концентрации рассола с помощью ареометра в пруду-испарителе соли в Сан-Франциско.

Соленая вода с относительно высокой концентрацией соли (обычно хлорид натрия ) естественным образом встречается на поверхности Земли ( соленые озера ), коре и в бассейнах с рассолом на дне океана.

Существуют многочисленные процессы, позволяющие производить рассолы в природе. 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». [2] Содержание растворенных твердых веществ в грунтовых водах сильно различается 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 относительно уровень 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. [3] Рассол обычно добывается во время операций по заканчиванию скважин, особенно послегидроразрыв скважины.

Использует [ редактировать ]

Кулинарный [ править ]

Основная статья: Brining

Рассол - распространенный агент в пищевой и кулинарии. Засаливание используется для сохранения или сезона пищи. Рассол 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 , чтобы усилить его нежность и вкус или увеличить срок хранения.

Производство хлора [ править ]

Основная статья: 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:
  • Анод:
  • Общий процесс:

Охлаждающая жидкость [ править ]

Рассол используется в качестве вторичной жидкости в крупных холодильных установках для транспортировки тепловой энергии с места на место. Наиболее часто используемые рассолы на основе недорогого хлорида кальция и хлорида натрия . [4] Он используется, 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. [4] Это называется эвтектической точкой.

Из-за коррозионных свойств рассолов на солевой основе для этой цели стали более распространенными гликоли, такие как полиэтиленгликоль . [5]

Спрей хлористого натрия используется на некоторых рыболовных судах для замораживания рыбы. [6] 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 [ править ]

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 регенерации ионообменной смолы.на цикличной основе. 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. [7] После обработки гранулы ионообменной смолы, насыщенные ионами кальция и магния из очищенной воды, регенерируются путем вымачивания в рассоле, содержащем 6–12% NaCl. В натриевые ионы из солевого раствора заменяют ионы кальция и магния на шариках. [8] [9]

Защита от обледенения [ править ]

При более низких температурах соляной раствор можно использовать для удаления льда или снижения отрицательных температур на дорогах. [10]

Сточные воды [ править ]

Основная статья: Очистка промышленных сточных вод § Очистка рассола

Рассол является побочным продуктом многих промышленных процессов, таких как опреснение для потребления человеком и орошение, градирни электростанций , вода , добываемая при добыче нефти и природного газа , дренаж кислых шахт или кислых пород , отходы обратного осмоса , очистка хлорщелочных сточных вод, целлюлоза и стоки бумажных фабрик, 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. Его необходимо утилизировать надлежащим образом, для чего могут потребоваться разрешения и соблюдение экологических норм. [11]

Самый простой способ избавиться от незагрязненного рассола из опреснительных установок и градирен - вернуть его 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 скапливаться на дне океана, для него требуются методы, обеспечивающие надлежащую диффузию, такие как установка подводных диффузоров в канализации . [12] 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. [11]

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). [13]

См. Также [ править ]

  • Добыча рассола
  • Brinicle  - растущая вниз полая труба льда, окружающая струю нисходящего рассола, которая образуется под развивающимся морским льдом.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Панагопулос, Аргирис; Хараламбус, Кэтрин-Джоанн; Лоизиду, Мария (ноябрь 2019 г.). «Методы утилизации и технологии очистки опресненных рассолов - Обзор». Наука об окружающей среде в целом . 693 : 133545. Bibcode : 2019ScTEn.693m3545P . DOI : 10.1016 / j.scitotenv.2019.07.351 . PMID  31374511 .
  2. ^ "Ранняя соляная промышленность Scioto Saline-Огайо" (PDF) . dnr.state.oh.us. Архивировано из оригинального (PDF) 07.10.2012.
  3. ^ «Глобальный обзор появления и происхождения соленых подземных вод» . igrac.net.
  4. ^ a b «Вторичные системы хладагента» . Cool-Info.com . Проверено 17 июля 2017 года .
  5. ^ «Хлорид кальция против гликоля» . accent-refrigeration.com . Проверено 17 июля 2017 года .
  6. ^ Кольбе, Эдвард; Крамер, Дональд (2007). Планирование замораживания морепродуктов (PDF) . Программа морского гранта на Аляску Государственный университет штата Орегон . ISBN  978-1566121194. Архивировано из оригинального (PDF) 12 июля 2017 года . Проверено 17 июля 2017 года .
  7. ^ Кеммер, Франк Н., изд. (1979). Справочник NALCO по воде . Макгроу-Хилл. С. 12–7, 12–25.
  8. ^ «Жесткая и мягкая вода» . GCSE Bitesize . BBC.
  9. ^ Arup К. Сенгупта (19 апреля 2016). Ионный обмен и экстракция растворителем: серия достижений . CRC Press. С. 125–. ISBN 978-1-4398-5540-9.
  10. ^ «Предварительное увлажнение солевым раствором для более эффективного удаления льда на проезжей части» . www.usroads.com . Архивировано из оригинала на 2015-01-07 . Проверено 14 января 2012 .
  11. ^ a b «7 способов избавиться от солевых отходов» . Desalitech . Проверено 18 июля 2017 года .
  12. ^ "Опреснение обратным осмосом: удаление рассола" . Lenntech . Проверено 18 июля 2017 года .
  13. ^ «Новая технология концентрирования рассола с использованием мембранной системы» (PDF) . Вода сегодня . Проверено 31 августа 2019 года .