tuzlu su -Brine

Tuzlu su , suda ( H20) yüksek konsantrasyonlu bir tuz ( NaCl ) çözeltisidir . Çeşitli bağlamlarda tuzlu su , yaklaşık %3,5 ( gıdaları salamura etmek için kullanılan çözeltilerin alt ucundaki tipik bir deniz suyu konsantrasyonu) ila yaklaşık %26 (sıcaklığa bağlı olarak tipik bir doymuş çözelti ) arasında değişen tuz çözeltilerini ifade edebilir. ). Tuzlu su, yer altı tuzlu suyunun buharlaşması nedeniyle doğal olarak oluşur , ancak aynı zamanda sodyum klorür madenciliğinde de üretilir. Tuzlu su, gıda işleme ve pişirme ( dekapaj ve salamura ), buz çözme için kullanılır.yolların ve diğer yapıların ve bir dizi teknolojik süreçte. Ayrıca tuzdan arındırma gibi birçok endüstriyel işlemin bir yan ürünüdür, bu nedenle uygun şekilde bertaraf edilmesi veya daha fazla kullanılması ( tatlı su geri kazanımı) için atık su arıtımı gerektirir .

Doğada

Bir NASA teknisyeni , San Francisco'daki bir tuz buharlaştırma havuzunda bir hidrometre kullanarak tuzlu suyun konsantrasyon seviyesini ölçer .

Tuzlu sular doğada birçok şekilde üretilir. Deniz suyunun buharlaşma yoluyla değiştirilmesi, artık sıvıdaki tuzların konsantrasyonuyla sonuçlanır, farklı çözünmüş iyonlar minerallerin, tipik olarak jips ve halitin doygunluk durumlarına ulaştıkça, evaporit adı verilen karakteristik bir jeolojik tortu oluşur . Bu tür tuz birikintilerinin suda çözünmesi de tuzlu su üretebilir. Deniz suyu donarken, çözünmüş iyonlar çözelti içinde kalma eğilimi gösterir ve bu da kriyojenik tuzlu su adı verilen bir sıvıyla sonuçlanır. Oluşum anında, bu kriyojenik tuzlu sular tanım gereği deniz suyunun donma sıcaklığından daha soğuktur ve soğuk tuzlu suların inerek çevredeki deniz suyunu dondurduğu bir brinkül adı verilen bir özellik üretebilir.

Yüzeyde tuzlu su kaynakları olarak çıkan tuzlu su, "yalama" veya "tuzlu su" olarak bilinir. Yeraltı suyundaki çözünmüş katıların içeriği , hem belirli bileşenler (örn. halit, anhidrit , karbonatlar , jips, florür tuzları , organik halojenürler ve sülfat tuzları) hem de konsantrasyon seviyesi açısından Dünya üzerinde bir konumdan diğerine büyük farklılıklar gösterir. . Toplam çözünmüş katı maddelere (TDS) dayalı birkaç yeraltı suyu sınıflandırmasından birini kullanarak , tuzlu su 100.000 mg/L'den fazla TDS içeren sudur. Tuzlu su genellikle kuyu tamamlama operasyonları sırasında, özellikle bir kuyunun hidrolik kırılmasından sonra üretilir .

kullanımlar

Mutfakla ilgili

Tuzlu su, gıda işleme ve pişirmede yaygın bir maddedir . Salamura, yiyecekleri korumak veya baharatlamak için kullanılır . Salamura, asitleme olarak bilinen bir işlemle sebzelere , peynirlere ve meyvelere uygulanabilir . Et ve balık , yumuşaklığını ve lezzetini arttırmak veya raf süresini uzatmak için bir marine etme biçimi olarak , tipik olarak daha kısa süreler için salamurada bekletilir .

klor üretimi

Elementel klor, tuzlu suyun ( NaCl çözeltisi) elektrolizi ile üretilebilir . Bu işlem ayrıca sodyum hidroksit (NaOH) ve Hidrojen gazı (H2 ) üretir . Reaksiyon denklemleri aşağıdaki gibidir:

  • Katot:
  • Anot:
  • Genel süreç:

soğutma sıvısı

Tuzlu su, termal enerjinin taşınması için büyük soğutma tesislerinde ikincil bir sıvı olarak kullanılır . En yaygın kullanılan tuzlu sular ucuz kalsiyum klorür ve sodyum klorür bazlıdır . Kullanılır, çünkü suya tuz eklenmesi çözeltinin donma sıcaklığını düşürür ve malzemenin nispeten düşük maliyeti için ısı taşıma verimliliği büyük ölçüde artırılabilir. NaCl tuzlu suyu için elde edilebilecek en düşük donma noktası, ağırlıkça %23,3 NaCl konsantrasyonunda -21,1 °C'dir (-6,0 °F). Buna ötektik nokta denir .

Aşındırıcı özelliklerinden dolayı tuz bazlı tuzlu suların yerini etilen glikol gibi organik sıvılar almıştır .

Bazı balıkçı gemilerinde balıkları dondurmak için sodyum klorür tuzlu su spreyi kullanılır. Tuzlu su sıcaklığı genellikle -5 °F'dir (-21 °C). Hava püskürtme donma sıcaklıkları -31 °F (-35 °C) veya daha düşüktür. Tuzlu suyun daha yüksek sıcaklığı göz önüne alındığında, hava püskürtmeli dondurmaya karşı sistem verimliliği daha yüksek olabilir. Yüksek değerli balıklar genellikle çok daha düşük sıcaklıklarda, tuzlu su için pratik sıcaklık sınırının altında dondurulur.

Su yumuşatma ve arıtma

Tuzlu su, iyon değiştirme teknolojisi içeren su yumuşatma ve su arıtma sistemlerinde yardımcı bir maddedir . En yaygın örnek, bulaşık makinesi tuzu biçiminde sodyum klorür kullanan ev tipi bulaşık makineleridir . Tuzlu su, saflaştırma işleminin kendisine dahil değildir, ancak döngüsel olarak iyon değiştirici reçinenin yenilenmesi için kullanılır. Arıtılan su, reçinenin tükendiği kabul edilene ve su istenen bir seviyeye kadar arıtılana kadar reçine kabından akar. Reçine daha sonra biriken katıları çıkarmak için reçine yatağını sıralı olarak geri yıkayarak, reçineden çıkarılan iyonları konsantre bir ikame iyonları çözeltisiyle yıkayarak ve yıkama çözeltisini reçineden çalkalayarak yeniden üretilir. İşlemden sonra , arıtılmış sudan kalsiyum ve magnezyum iyonları ile doyurulmuş iyon değiştirici reçine tanecikleri, %6-12 NaCl içeren tuzlu suda ıslatılarak yenilenir. Tuzlu sudaki sodyum iyonları boncuklardaki kalsiyum ve magnezyum iyonlarının yerini alır.

buz çözme

Daha düşük sıcaklıklarda, yollardaki buzlanmayı çözmek veya donma sıcaklıklarını azaltmak için bir tuzlu su çözeltisi kullanılabilir .

atık su

Tuzlu su, tuzdan arındırma , enerji santrali soğutma kuleleri , petrol ve doğal gaz çıkarmadan elde edilen su , asit madeni veya asit kaya drenajı , ters ozmoz reddi, klor-alkali atık su arıtımı, kağıt hamuru ve kağıt fabrikası atıkları gibi birçok endüstriyel işlemin yan ürünüdür. ve yiyecek ve içecek işlemeden kaynaklanan atık akışları. Seyreltilmiş tuzların yanı sıra ön işlem ve temizlik kimyasallarının kalıntılarını, bunların reaksiyon yan ürünlerini ve korozyon nedeniyle ağır metalleri içerebilir.

Atık su tuzlu su, hem tuzların aşındırıcı ve tortu oluşturan etkileri hem de içinde seyreltilmiş diğer kimyasalların toksisitesi nedeniyle önemli bir çevresel tehlike oluşturabilir.

Tuzdan arındırma tesislerinden ve soğutma kulelerinden gelen kirlenmemiş tuzlu su okyanusa iade edilebilir. Çevresel etkiyi sınırlamak için, bir atık su arıtma tesisi veya enerji santrali çıkışı gibi başka bir su akışıyla seyreltilebilir . Tuzlu su deniz suyundan daha ağır olduğundan ve okyanus tabanında birikeceğinden, uygun difüzyonu sağlamak için kanalizasyona su altı difüzörleri takmak gibi yöntemler gerektirir . Diğer yöntemler arasında buharlaştırma havuzlarında kurutma , derin kuyulara enjeksiyon ve salamurayı depolama ve sulama, buz çözme veya toz kontrolü amacıyla yeniden kullanma yer alır.

Kirli tuzlu suyun arıtılmasına yönelik teknolojiler şunları içerir: ters ozmoz ve ileri ozmoz gibi membran filtrasyon prosesleri ; elektrodiyaliz veya zayıf asit katyon değişimi gibi iyon değiştirme işlemleri ; veya mekanik buhar yeniden sıkıştırma ve buhar kullanan termal tuzlu su yoğunlaştırıcılar ve kristalleştiriciler gibi buharlaştırma işlemleri . Ozmotik destekli ters ozmoz ve ilgili süreçleri kullanan membran tuzlu su konsantrasyonu için yeni yöntemler, sıfır sıvı deşarj sistemlerinin (ZLD) bir parçası olarak zemin kazanmaya başlıyor.

Kompozisyon ve saflaştırma

Tuzlu su, Na + ve Cl - iyonlarının konsantre çözeltisinden oluşur . Sodyum klorür kendi başına suda bulunmaz: tamamen iyonize edilir. Çeşitli tuzlu sularda bulunan diğer katyonlar arasında K + , Mg2 + , Ca2 + ve Sr2 + yer alır . Son üçü problemlidir çünkü kireç oluştururlar ve sabunlarla reaksiyona girerler. Klorürün yanı sıra, tuzlu sular bazen Br - ve I - ve en sorunlu olarak SO içerir2−
4
. Saflaştırma adımları genellikle , süzme yoluyla giderilebilen alçıtaşı (CaS04) ile birlikte katı magnezyum hidroksiti çökeltmek için kalsiyum oksit ilavesini içerir . Daha fazla saflaştırma fraksiyonel kristalleştirme ile elde edilir . Ortaya çıkan saflaştırılmış tuz, buharlaştırılmış tuz veya vakum tuzu olarak adlandırılır .

Ayrıca bakınız

Referanslar