Proekojp - uzdatnianie wody

Baza wiedzy

Oczyszczona woda do użytku domowego powinna być umiarkowanie miękka, a co za tym idzie powinna być pozbawiona kationów wapnia, magnezu oraz kationów innych metali ciężkich: żelaza, glinu, manganu.

O jakości wody oczyszczonej udostępnianej w naszych kranach świadczy jej mętność, barwa, zawartość żelaza ogólnego i chloru. Ogólnie rzecz biorąc nasz organizm potrzebuje żelaza do prawidłowego funkcjonowania. Jednak ponadnormatywne występowanie tego pierwiastka w wodzie jest niepożądane i należy dążyć do jego wytrącenia z wody użytkowej.

Oczyszczanie wody basenowej nie jest nowością na rynku usług związanych z uzdatnianiem wody, bowiem ten bardzo szybko się rozwija i ku uciesze amatorów domowych kąpielisk, zaskakuje coraz to nowszymi i rewolucyjnymi rozwiązaniami. Decydując się na budowę basenu w naszym ogrodzie powinniśmy zadbać o odpowiednią konserwację wody. W tym celu należy pomyśleć o mechanicznym oraz chemicznym uzdatnianiu wody basenowej.

Przemysł farmaceutyczny, kosmetyczny czy też spożywczy w procesie wytwarzania swoich produktów potrzebuje całkowicie zdemineralizowanej wody. Przez to pojęcie rozumiemy wodę zupełnie pozbawioną rozpuszczonych kationów i anionów – czyli wody o niskiej przewodności elektrycznej. Woda zdemineralizowana stanowi także jeden z głównych elementów proceduralnych w takich dziedzinach gospodarki, jak przemysł elektroniczny czy energetyczny.

 

Proces destylacji wody jest jednym z najstarszych sposobów na uzdatnianie wody. Obecnie jego znaczenie jest marginalizowane ponieważ generuje niepotrzebne wydatki kosztowe, wymaga także dużo większych nakładów pracy i w efekcie końcowym jest nie efektywny jakościowo (wysokie normy dotyczące czystości roztworu). Nie mniej jednak pozwala na wyeliminowanie z wody zanieczyszczeń mikrobiologicznych, mechanicznych oraz pirogenów. Woda destylowana jest szeroko stosowana w farmaceutyce oraz analizie śladowej.

 

Woda jest bardzo atrakcyjnym środowiskiem dla mikroorganizmów patogenicznych. O skutecznej dezynfekcji wody możemy mówić wtedy, kiedy szkodliwe składniki chemiczne wytworzone przez człowieka i wprowadzone do środowiska wodnego (np. alkilofenole, chlorofenole, bisfenol A) oraz mikrozanieczyszczenia organiczne (np. hormony roślinne) zostaną wyeliminowane.

 

Jednym z najmłodszych, a jednocześnie najbardziej wyrafinowanych sposobów na uzdatnianie wody surowej jest stosowanie w metodach membranowych nanotechnologii, która wykorzystując znaczenie każdego pojedynczego atomu jest w stanie uzdatnić nawet bardzo zanieczyszczoną wodę pitną i przemysłową. Obok innych rodzajów filtracji mechanicznej, to właśnie nanofiltracja jest obecnie najszerzej badana oraz rozwijana. Dzięki wykorzystaniu procesu dyfuzji oraz efektu sitowego technologia ta, pozwala na produkcję wody wysokiej jakości, pozbawionej mikrozanieczyszczeń organicznych oraz związków nieorganicznych.

 

Głównym celem uzdatniania jest przywrócenie wodzie jej walorów w celu swobodnego spożywania lub użytkowania. Jednym ze sposobów tego działania jest odmanganianie, które polega na ultenianiu związków manganu z surowej wody. Tak jak i większość zanieczyszczeń, mangan w wodzie znajduje się za sprawą skażeń przemysłowych odprowadzanych do wód powierzchniowych. W niewielkim stopniu jony tego pierwiastka chemicznego pojawiają się w wodzie także w wyniku rozpadu martwych roślin.

 

Pierwsze próby użycia półprzepuszczalnych membran w celu oczyszczania wody zostały podjęte niemal 270 lat temu. Technologia jednak była mało rentowna i mało efektywna by wprowadzić ją na szerszą skalę. Przełom w badaniach nastąpił w połowie wieku XX, kiedy to udało się przy pomocy odwróconej osmozy przekształcić wodę morską w wodę pitną, pełnowartościową i zdatną do wykorzystania. Ruszyła lawina prac naukowych, która dzięki wykorzystaniu porowatych membran dopracowała system odwróconej osmozy. Chociaż badania dotyczące filtracji wody wciąż trwają i stale się rozwijają, to w obecnej chwili właśnie odwrócona osmoza jest uważana za najdoskonalszy sposób oczyszczania wody.

 

Zapotrzebowanie na oczyszczoną oraz zmiękczoną wodę w różnych gałęziach przemysłu jest w dalszym ciągu bardzo duże. Fabryki wykorzystują ją nie tylko do zasilania kotłów parowych czy chłodnic, ale także jako niezbędny element roztworów, w których zachodzą reakcje chemiczne. Woda jest także niezbędna do zagwarantowania odpowiednich warunków sanitarnych zatrudnionej załogi. Ze względu na ogromne ilości potrzebnej wody, zakłady przemysłowe korzystają z tej zaczerpniętej bezpośrednio z rzek lub ujęć głębinowych. Pobrana woda nie jest wolna od zanieczyszczeń mechanicznych, organicznych, rozpuszczalnych gazów i innych pierwiastków. Dlatego uzdatnianie wody jest procesem koniecznym i stosowanym.

 

Surowa woda w chwili wpływu do stacji uzdatniającej niczym nie różni się od wody, którą stosujemy na co dzień. Jest przezroczysta, nie pachnie i wygląda na czystą. Dopiero w chwili zetknięcia z powietrzem, temperaturą, filtrem uzdatniającym zmienia się, wytrącają się z niej osady i cząsteczki, które mają szkodliwy wpływ na nasze zdrowie oraz prawidłowe funkcjonowanie urządzeń. Gdy woda wymaga odżelazienia wytrącają się z niej rdzawe, brunatne osady.

 

Technologią, która w procesie oczyszczania wody używa membran, sit molekularnych oraz innych materiałów porowatych jest ultrafiltracja. Metoda ta ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach gospodarki ponieważ obok usuwania wirusów i bakterii, specjalizuje się także w separacji koloidów oraz cząsteczek unoszących się na powierzchni cieczy. Ultrafiltracja jest także wyspecjalizowaną metodą do usuwania substancji humusowych, które nadają wodzie żółtawe zabarwienie i tym samym pogarszają jakość wody jako surowca przemysłowego.

 

Pomiędzy oczyszczaniem wody, a jej uzdatnianiem istnieją znaczące różnice. Najważniejsza z nich polega na tym, że pierwszy proces skupia się na przywróceniu wodzie (wodom opadowym czy ściekom) takiej jakości, by mogła być z powodzeniem zwrócona środowisku bez pogarszania jego stanu. Natomiast w przypadku procesu uzdatniania wody chodzi także o odbudowanie takich walorów wody, które umożliwiają jej dalsze użytkowanie.

 

Problem twardej wody dotyka wiele gospodarstw domowych. W Polsce nieliczne rejony na południu kraju mogą cieszyć się wodą o parametrze 3-7 dh, oznaczającym ilość rozpuszczonych w niej związków wapnia i magnezu. Wiele województw musi korzystać z wody twardej lub bardzo twardej, zawierającej powyżej 21 dh.

 

Związki żelaza oraz manganu pojawiają się w wodzie gruntowej w wyniku reakcji jakie zachodzą w skałach (wietrzenie) oraz dzięki naturalnemu rozkładowi substancji organicznych. Naleciałości niechcianych substancji są również wynikiem działalności przemysłu hutniczego, wydobywczego czy metalurgicznego. Problem ten jest szczególnie poważny w przypadku wód podziemnych, czyli wszystkich tych źródeł wody, gdzie woda jest pobierana bezpośrednio z gruntu np. domowe studnie.

 

Sezon letni zbliża się wielkimi krokami, dlatego już teraz warto dokonać przeglądu swojego podbasenia w celu oceny usterek oraz zużycia części wymienialnych. Przygotowanie basenu do ponownego użytkowania nie powinno skończyć się na wyczyszczeniu niecki oraz napełnieniu ją ponownie wodą. Skontrolowana powinna zostać maszynownia umieszczona bezpośrednio pod basenem, w tym cześć hydrauliczna, łącznie ze zbiornikiem przelewowym, filtrami basenowymi czy zespołem zaworów.

 

W przemyśle spożywczym, farmaceutycznym czy też kosmetycznym wymagane jest, by w procesach produkcyjnych brała udział tylko woda o najwyższym stopniu czystości. Aby uzyskać zadowalające parametry fizyko-chemiczne zakłady przemysłowe często decydują się na instalacje systemów demineralizacyjnych, ponieważ tylko one gwarantują wyeliminowanie wszelkich kationów, anionów, krzemionki oraz rozpuszczonych związków organicznych.

 

W przemysłowym oczyszczaniu wody najważniejszym elementem determinującym wybór odpowiedniej metody jej oczyszczania jest analiza pochodzenia wody. To od jej parametrów fizykochemicznych oraz docelowego przeznaczenia zależeć będzie, która z ogólnodostępnych metod okaże się najskuteczniejsza i najbardziej wydatna, biorąc pod uwagę osiągi stacji uzdatniającej. Większość firm, które zajmują się oczyszczaniem wody do celów przemysłowych po wywiadzie obejmującym powyższe aspekty opracowują najbardziej efektywną technologię oraz wdrażają ją w życie.

 

O ile oczyszczanie wody do celów spożywczych jest w XXI wieku naturalnym zjawiskiem, o tyle dezynfekcja wody wykorzystywanej w przemyśle czy użyciu procesowym nadal dla wielu firm stanowi wyzwanie. Wymogi prawa polskiego oraz europejskiego jednak nakazują, by wszelka woda użytkowa podlegała procesowi oczyszczania. Do dyspozycji przedsiębiorców dostępnych jest wiele metod dezynfekcji wody. Wśród nich wymienia się destylację, odwróconą osmozę czy dezynfekcję lampami ultrafioletowymi.

 

Odwrócona osmoza jest uważana za najdoskonalszą metodę dezynfekcji wody oraz przystosowania ją do warunków użyteczności przez człowieka. W szerokim, przemysłowym zastosowaniu używana jest w oczyszczalniach wody, odsalarniach oraz w fabrykach zajmujących się produkcją towarów spożywczych, papierniczych oraz galwanicznych. Swoje zastosowanie znalazła także w oczyszczalniach miejskich, gdzie odpowiada za zatężanie i oczyszczanie ścieków przemysłowych. Oczywiście wykorzystuje się ją również w warunkach domowych, jednak eksperci uważają, że z powodu małej różnicy ciśnień w instalacjach domowych koszt odzyskania oczyszczonej wody jest zbyt wielki.

 

Postęp cywilizacyjny, a wraz z nim technologiczny umożliwia rozwiązanie niemal każdego problemu z wodą. Specyfikacje filtrów czy też całych systemów uzdatniających wodę są stale udoskonalane by nieść pomoc indywidualnym użytkownikom czy też odbiorcom przemysłowym. Wiele segmentów działalności gospodarczej korzysta z wysoko wyspecjalizowanych stacji uzdatniania wody, by ich procesy przemysłowe funkcjonowały bez zarzutu i nie musiały borykać się z problemami rozpuszczonych cząsteczek żelaza, manganu, nierozpuszczonych ciał stałych czy też innego rodzaju skażeń biologicznych.

 

Woda, która zawiera w swoim składzie zbyt duże ilości rozpuszczonych soli wapnia, magnezu oraz metali wielowartościowych określana jest jako „twarda woda”. Problem ten istnieje także w Polsce, dlatego coraz częściej gospodarstwa indywidualne, jak i zakłady przemysłowe inwestują w zmiękczacze wody. Jest to konieczny proces, ponieważ użytkowanie wody o zbytniej twardości grozi uszkodzeniem urządzeń czy maszyn, z którymi ciecz ma kontakt.

 

Jeżeli pobierana woda na pierwszy rzut oka jest bezbarwna, a po chwili kontaktu w powietrzem przybiera brunatno-pomarańczowe odcienie możemy być pewni, że zawiera szkodliwe dla zdrowia cząsteczki żelaza, które w wodzie występują w dwóch formach. Mogę mieć postać jonów dwuwartościowych lub trzywartościowych (Fe) / czterowartościowych (Mn). W obu przypadkach są one rozpuszczalne w wodzie. By korzystać z zasobów czystej wody pobieranej z wód podziemnych oraz infiltracyjnych zaopatrzenie w odżelaziacze wody wydaje się niezbędne. Tylko tego typu urządzenia mogą usunąć zbyt wysokie stężenia żelaza (do 20g/m3) oraz manganu (do 3 g/m3). Są skuteczne także w walce z siarkowodorami.

 

Tak jak w każdym przemyśle, w galwanizerniach użycie wody ma kluczowe znaczenie w procesie technologicznym. Wykorzystuje się ją bowiem głównie do końcowych lub międzyoperacyjnych płukań. Unormowania prawne dotyczące ochrony środowiska naturalnego szczegółowo opisują obraz zachowań z zanieczyszczeniami wynikającymi z obróbki chemicznej lub elektrochemicznej. Wśród nakazu minimalizacji szkodliwych emisji do środowiska można znaleźć także odniesienia do zawracania strumieni odpadowych czy ograniczenia zużycia reagentów. Dlatego coraz częściej właściciele galwanizerni szukają rozwiązań dla uporania się z odpadami i zanieczyszczeniami. Inwestycje idą w kierunku unowocześnienia parku maszynowego, w tym zwłaszcza filtrów oraz urządzeń przedłużających żywotność kąpieli galwanicznych, odzyskujących metale takie jak chrom, nikiel, cynk czy miedź z kąpieli płuczących.