Odżelaziacz Wody: Jak Działa i Kiedy Jest Potrzebny?
- Szczegóły
Żelazo w wodzie jest częstym problemem występującym w przypadku korzystania z własnej studni głębinowej. Jego wysoka zawartość negatywnie wpływa na instalację wodociągową, urządzenia techniczne budynku oraz jakość wody. W efekcie, używanie wody z dużą zawartością żelaza do celów bytowych staje się utrudnione, a czasem nawet niemożliwe.
Skąd się bierze żelazo w wodzie?
Żelazo w wodach podziemnych ma pochodzenie geologiczne. W warunkach beztlenowych lub niedotlenionych występuje najczęściej w formie rozpuszczonej jako wodorowęglan żelaza, siarczan żelaza lub chlorek żelaza. Na terenach torfowisk, bagnistych lub zalesionych, żelazo często łączy się ze związkami organicznymi, np. kwasami humusowymi, które są trudne do usunięcia.
Zawartość żelaza w wodzie podziemnej może dochodzić do kilkudziesięciu mg na litr. Zdarzają się również przypadki zbyt dużej zawartości żelaza w wodzie dostarczanej z sieci wodociągowej, co może wynikać z korozji elementów systemów dystrybucji lub uwalniania żelaza ze zmagazynowanych osadów w rurach.
Normy żelaza w wodzie
Zgodnie z obowiązującymi przepisami, zawartość żelaza w wodzie w kranie konsumenta nie powinna przekraczać 200 µg/l (mikrogramów na litr), czyli 0,2 mg/l. Powyżej tego stężenia, żelazo negatywnie wpływa na stan techniczny instalacji wodociągowej oraz na walory organoleptyczne wody, powodując wzrost mętności, rdzawą barwę, metaliczny smak i zapach.
Uciążliwości związane z obecnością żelaza w wodzie:
- Pogorszenie barwy i mętności wody.
- Barwienie tkanin podczas prania.
- Pozostawianie smug na powierzchniach.
- Osady na sanitariatach i armaturze.
- Zmniejszenie światła przewodów instalacji wodociągowej przez osady.
- Rozwój mikroorganizmów, np. bakterii żelazistych.
Czy żelazo w wodzie jest szkodliwe dla zdrowia?
Główny Inspektorat Sanitarny (GIS) podaje, że stężenie żelaza w wodzie do picia poniżej 2 mg/litr jest wolne od ryzyka niepożądanych skutków dla zdrowia. Jednak, woda o zawartości żelaza na poziomie 0,1-0,3 mg/l może budzić nieufność ze względu na pogorszone walory organoleptyczne.
Przeczytaj także: Technologie oczyszczania wody: Przegląd
Jak sprawdzić zawartość żelaza w wodzie?
Można to zrobić na dwa sposoby:
- Przy pomocy ogólnodostępnych testów kropelkowych.
- Wykonując laboratoryjne badania wody.
Badania laboratoryjne są zalecane, gdy podejrzewamy wysoką zawartość żelaza i planujemy montaż filtrów do uzdatniania wody. Analiza fizykochemiczna wody jest kluczowa dla doboru odpowiedniej technologii usuwania żelaza.
Jak pozbyć się żelaza z wody?
Urządzenia do usuwania żelaza montuje się na wejściu instalacji do budynku. Wybór technologii zależy od wielu czynników, takich jak:
- Wysokość przekroczenia żelaza w wodzie.
- Obecność innych zanieczyszczeń (utlenialność, jon amonu, siarkowodór).
- Wyposażenie techniczne budynku.
Stosowane metody odżelaziania wody często usuwają również mangan.
Technologie odżelaziania wody
W budownictwie jednorodzinnym stosuje się głównie dwie technologie:
Przeczytaj także: Grupa Azoty Puławy - oczyszczanie wody
- Zatrzymywanie utlenionych związków żelaza w złożu filtra i okresowe odprowadzanie zawiesiny do kanalizacji.
- Wykorzystanie procesu wymiany jonowej na złożach jonowymiennych.
Biorąc pod uwagę powyższy podział technologiczny można wyodrębnić trzy podstawowe typy odżelaziaczy stosowane w budownictwie jednorodzinnym:
- Odżelaziacz płukany wodą
- Odżelaziacz wody regenerowany chemicznie
- Filtr wielofunkcyjny - odżelaziacz wody ze złożem jonowymiennym
Odżelaziacz płukany wodą
Odżelaziacz płukany wodą wykorzystuje proces filtrowania zawiesiny wytrąconych związków żelaza w objętości złoża filtrującego. Usuwanie związków żelaza z wody odbywa się na złożach mineralnych np. piasek kwarcowy (wymaga wpracowania, które może trwać nawet do kilku miesięcy) lub na tzw. złożach katalitycznych posiadających zdolność przyspieszania procesu utleniania związków żelaza (nie wymagają wpracowania i działają natychmiast po rozpoczęciu procesu odżelaziania wody). Cechą charakterystyczną tego typu odżelaziaczy wody jest brak konieczności przeprowadzenia regeneracji złoża filtrującego środkami chemicznymi - w celu przywrócenia zdolności usuwania żelaza odbywa się jedynie płukanie wodą.
Odżelazianie na złożach płukanych wodą wymaga wstępnego doprowadzenie utleniacza i zapewnienia odpowiednio długiego czasu kontaktu utleniacza ze związkami żelaza. Jest to konieczne, aby rozpocząć proces wytrącania żelaza z wody w postaci zawiesiny, co umożliwia odfiltrowanie żelaza z wody. W budownictwie jednorodzinnym najczęściej realizowane jest to poprzez wykorzystanie zbiornika hydroforowego bez przepony o pojemności optymalnej 300 l oraz doprowadzenie powietrza (utleniaczem jest tlen) przez aspirator powietrza (zwężka napowietrzająca wykorzystująca efekt Venturiego) lub w przypadku dużych zawartości żelaza - kompresora bezolejowego. Tego typu urządzenia wymagają dodatkowego miejsca do ich montażu. Napowietrzanie wody przy wykorzystaniu zbiornika hydroforowego bez przepony „przy okazji” pozwala usunąć z wody gazy złowonne np. siarkowodór, co jest zaletą tej technologii usuwania żelaza z wody.
Jak każdy filtr butlowy, również odżelaziacz pukany wodą wymaga zapewnienia odpowiedniego przepływu wody umożliwiającego odpowiednią ekspansję zboża podczas jego płukania (bez spełnienia tego warunku płukanie będzie nieskuteczne). Ponieważ złoża mineralne stosowane w tej technologii są złożami o wysokiej gęstości, wymagany przepływ wody podczas płukania jest zdecydowanie większy niż dla pozostałych technologii odżelaziania wody. W związku z powyższym odżelaziacz płukany wodą wymaga do poprawnej pracy pompy głębinowej o dużej wydajności. Dla wielkości butli ciśnieniowych stosowanych w budownictwie jednorodzinnym są to wydajności od 3 m3/h i więcej. Należy podkreślić, że nie chodzi tu o przepływ nominalny (odczytany z tabliczki znamionowej pompy lub kartonu), a o RZECZYWISTY przepływ, czyli po uwzględnieniu wysokości podnoszenia, strat hydraulicznych i ciśnienia panującego w instalacji - więc pompa musi być naprawdę wydajna.
Ponieważ popłuczyny z odżelaziacza płukanego wodą nie posiadają w swoim składzie bakteriobójczych związków chemicznych w zasadzie mogą być odprowadzane do wszystkich rozwiązań zagospodarowania ścieków (kanalizacja miejska, przydomowa oczyszczalnia ścieków, zbiornik bezodpływowy tzw. szambo). Z uwagi na fakt, że płukanie tego typu odżelaziacza wody wymaga dużych wydajności przepływającej wody oraz częstszych procesów płukania, automatycznie przekłada się to na większą ilość popłuczyn, co jest istotne w przypadku odprowadzania popłuczyn do szamba (koszty wywozu).
Przeczytaj także: Przewodnik po uzdatnianiu wody szkłem
Zalety odżelaziacza płukanego wodą:
- Wygodny w eksploatacji ze względu na brak konieczności uzupełniania środka chemicznego stosowanego do regeneracji.
- Usuwa gazy złowonne np. siarkowodór.
- Nieszkodliwe dla przydomowych oczyszczalni ścieków popłuczyny zawierające głównie zawiesinę mineralną.
Wady odżelaziacza płukanego wodą:
- Do płukania wymagana pompa o większej wydajności niż dla innych technologii odżelaziania wody przy tym samym rozmiarze butli.
- Konieczność napowietrzenia wody - wymaga zbiornika hydroforowego o odpowiedniej objętości bez przepony wraz z aspiratorem powietrza/kompresorem bezolejowym lub układu z komorą sprężonego powietrza.
- Częstsza konieczność płukania oraz większa jednorazowa ilość popłuczyn, co ma znaczenie np. podczas odprowadzania popłuczyn do szamba (sumaryczna ilość popłuczyn) lub przydomowej oczyszczalni ścieków bez zapasu przepływu hydraulicznego.
Odżelaziacz wody regenerowany chemicznie
Odżelaziacz wody ze złożem katalitycznym regenerowany chemicznie również wykorzystuje proces filtracji żelaza z wody w objętości złoża. W odróżnieniu od odżelaziaczy płukanych tylko wodą wykorzystuje złoża katalityczne wymagające regeneracji utleniaczem chemicznym, który przywraca zdolność katalityczną złoża.
W budownictwie jednorodzinnym najczęściej stosowanym utleniaczem regenerującym złoże w tej technologii jest nadmanganianem potasu (KMnO4), który w postaci drobnych kryształów umieszczony jest w specjalnym zasobniku obok butli usuwającej żelazo z wody.
Złoża katalityczne regenerowane nadmanganianem potasu nie wymagają wcześniejszego natlenienia wody. Z tego względu ten typ odżelaziacza wody z powodzeniem będzie działał w instalacji z dowolnym typem zbiornika hydroforowego (również z hydroforem przeponowym). Ponadto dezynfekujące działanie czynnika regenerującego umożliwia rzadszą częstotliwość regeneracji w przypadku tego typu odżelaziaczy wody. Powyższe cechy realnie przekładają się na mniejszą ilość popłuczyn.
Ponieważ popłuczyny odprowadzane z tego typu odżelaziacza wody zawierają utleniacz o działaniu bakteriobójczym, nie powinno się stosować tego typu odżelaziacza przy biologicznych przydomowych oczyszczalniach ścieków pracujących w trybie przepływowym lub bez osadnika wstępnego, który pełni rolę bufora.
Aspirator do napowietrzania wody
Aspirator to urządzenie służące do napowietrzania wody, co wspomaga proces usuwania żelaza i manganu. Podczas napowietrzania, wprowadzony tlen utlenia żelazo Fe(II) → Fe(III), mangan Mn(II) → Mn(IV) oraz inne zredukowane zanieczyszczenia. Podnoszony jest równocześnie odczyn pH, wskutek usuwania CO2, co także zwiększa efektywność odżelaziania i odmanganiania. Uzdatnianie wody polega na nasyceniu wody tlenem, dzięki czemu po wprowadzeniu jej do hydroforu żelazo ulega utlenieniu i może być odseparowane w złożu filtracyjnym.
Konstrukcja aspiratora oparta jest na zwężce Venturiego (inżektor), która wykorzystuje efekt różnicy ciśnień między jej wlotem a wylotem. Aspirator ma prostą konstrukcję, co pozwala na łatwy montaż i nieskomplikowaną obsługę. Zwężka Venturiego umieszczona jest w by-passie. Na przelocie głównym znajduje się zawór pełniący rolę regulatora ciśnienia między wlotem a wylotem inżektora.
Aspirator należy zainstalować między pompą a zbiornikiem hydroforowym (nie zaleca się stosowania ze zbiornikami przeponowymi) z zaworem zwrotnym pionowo do góry.
Zastosowanie zwężki Venturiego:
- Procesy uzdatniania wody do napowietrzania oraz dozowania preparatów.
- Systemy nawadniające do dozowania nawozów i innych środków chemicznych.
- Stawy hodowlane i oczka wodne do napowietrzania wody.
- Myjnie do dozowania preparatów.
Wciąż popularnym rozwiązaniem jest klasyczny odżelaziacz z aspiratorem. Odżelaziacz z aspiratorem wykorzystuje zjawisko napowietrzania wody. Jest to metoda stosowana od wielu lat, ale nadal bardzo skuteczna i polecana posiadaczom własnego ujęcia, w którym występuje problem podwyższonej zawartości żelaza. Dzięki napowietrzaniu można nasycić wodę tlenem, dzięki czemu po wprowadzeniu jej do hydroforu żelazo ulega utlenieniu i może być odseparowane w złożu filtracyjnym.
Odżelaziacz z aspiratorem można łatwo poznać po tym, że jest to ocynkowany zbiornik hydroforowy o dużej pojemności - najczęściej 300 litrów. Nie posiada on wbudowanej głowicy elektronicznej sterującej procesem uzdatniania wody i regeneracji.
Złoże filtracyjne w odżelaziaczu z napowietrzaniem
Złoże kwarcowe lub granitowe nie wymaga też stosowania regenerantu, czyli soli lub nadmanganianu potasu. Do regeneracji wykorzystujemy zwykłą wodę, dzięki czemu nie dość, że nie musimy kupować soli/nadmanganianu, to jeszcze popłuczyny z regeneracji można wyprowadzać prosto na ogród i wykorzystać np. do podlewania trawnika (taka woda nie zanieczyszcza środowiska). Sama metoda odżelaziania poprzez napowietrzanie i przepuszczanie wody przez złoże naturalne jest też dostatecznie skuteczna, a przy tym niezawodna. Pisząc obrazowo: tutaj nie ma się co zepsuć.
Wady odżelaziania wody poprzez napowietrzanie:
- Odżelaziacz zajmuje dużo miejsca.
- Wymaga regularnej obsługi ze strony właściciela, m.in. ręcznego uruchamiania procesu regeneracji (płukania wstecznego).
Czy zatem warto kupić odżelaziacz z aspiratorem? Na to pytanie można odpowiedzieć wyłącznie po przeanalizowaniu wyników badań wody, wydajności studni i umieszczonej w niej pompy, metody odprowadzania ścieków z budynku oraz ilości miejsca, jaką dysponuje inwestor. Te informacje należy przekazać ekspertowi z zakresu systemów uzdatniania wody studziennej.
tags: #aspirator #do #uzdatniania #wody #jak #działa

