Domowe Uzdatnianie Wody Chlorem: Metody i Skuteczność

Własna studnia to wielki przywilej, ale także spory obowiązek. Mając bowiem dostęp do wody głębinowej, należy dbać o to, aby zawsze była czysta i bezpieczna dla naszego zdrowia. Metod uzdatniania wody studziennej jest wiele, jednak w tym artykule skupimy się na jej dezynfekcji za pomocą chlorowania. Jak skutecznie odkazić wodę ze studni? Na czym polega chlorowanie?

Mikroorganizmy stanowią realne zagrożenie dla ludzkiego życia oraz zdrowia, jednak zanieczyszczenie studni jest procesem całkowicie naturalnym. Ich źródłem bywa zazwyczaj gleba, która razem z wodą dostaje się do wnętrza studni. Warstwa mułu i osadów sedymentacyjnych staje się z biegiem czasu idealną pożywką dla drobnoustrojów, szczególnie jeśli woda zawiera wysokie stężenie żelaza i manganu. Mikroorganizmy mogą się także znaleźć w studni podczas jej wiercenia lub kopania.

Jeśli chcesz korzystać z wody studziennej, musisz mieć pewność, że jest czysta i pozbawiona zanieczyszczeń mikrobiologicznych. W tym celu niezbędne jest monitorowanie sanitarnej czystości ujęcia, a także jego regularne czyszczenie i dezynfekcja. Chlorowanie to aktualnie jeden z najtańszych i najbardziej popularnych sposobów dezynfekcji wody w studni. Schemat działania jest prosty, a skuteczność procesu stosunkowo wysoka. Dzięki chlorowaniu można pozbyć się bakterii, wirusów i innych patogenów wywierających negatywny wpływ na jakość wody. Absolutną podstawę takiej dezynfekcji stanowi aktywny chlor.

Skuteczne dezynfekcyjne działanie chloru jest uwarunkowane przede wszystkim usunięciem z wody wszelkich związków mineralnych i organicznych nadających wodzie mętność. Chlor działa efektywnie przede wszystkim w odniesieniu do bakterii swobodnie pływających. Nie jest w stanie wystarczająco skutecznie poradzić sobie z bakteriami „ukrytymi” na cząstkach mineralnych nadających wodzie mętność (przede wszystkim w przypadku wód powierzchniowych, ale również zmieszanych i podziemnych). Dlatego tak ważne w dezynfekcji wody jest możliwie maksymalne ograniczanie wszelkich zawiesin i zanieczyszczeń mineralnych, stanowiących potencjalne „schronienie” dla unieszkodliwianych bakterii.

Rodzaje Chlorowania i Wpływ na Wodę

Rodzaj powstającej chloraminy zależy od pH wody oraz od ilości dodanego do wody chloru. W technologii wody, chlorowanie wody zawierającej jon amonowy nosi nazwę chlorowania do punktu przełamania. Chloraminy, które powstają w wodzie mają pewne własności dezynfekcyjne, ale są one o ok. 100 razy słabsze dezynfekcyjnie niż w przypadku kwasu podchlorawego (zwłaszcza w stosunku do bakterii grupy coli). Należy również zwrócić uwagę na fakt, że powstające chloraminy mogą nadać wodzie nieprzyjemny zapach i smak (zapach określany jako apteczny, czy też farmaceutyczny).

Przeczytaj także: Sprawdzone metody uzdatniania wody

Przy tej okazji warto również wspomnieć o formach w jakich chlor ogólny może występować w wodzie. Zgodnie z wytycznymi WHO stężenie chloru akceptowalne ze względów konsumenckich wynosi ok. 0,6-1,0 mg chloru wolnego na litr. Dawkowanie związków chemicznych (dezynfekantów) do wody surowej, czasami oprócz znaczenia dezyfekcyjnego ma również znaczenie technologiczne. Jako silne utleniacze będą powodowały dość intensywne wytrącanie wspomnianych pierwiastków oraz łącząc się z jonem amonowym (w przypadku chloru wolnego) będą go eliminować z wody do wartości określonych normami.

Oprócz dawkowania ciągłego do celów technologicznych praktykuje się również dawkowanie okresowe polegające na regeneracji powłok katalitycznych roztworem podchlorynu poprzez tzw. płukanie wsteczne. Najkorzystniejsze jest dawkowanie związków chloru do zbiornika wody czystej. Chlorowanie okresowe prowadzone jest w bardzo różny sposób, zazwyczaj przy użyciu właśnie podchlorynu sodu. Co więcej, często obserwuje się sytuacje, w których eksploatator SUW „prewencyjnie” zalewa studnie podchlorynem sodu i przechlorowuje cały układ uzdatniania wody, w celach osiągnięcia wyższego bezpieczeństwa mikrobiologicznego. Konsekwencji technologicznych stosowania tej metody dezynfekcji okresowej jest bardzo wiele, a korzyści „mikrobiologicznych” stosunkowo mało.

Alternatywne Metody Wytwarzania Chloru

Zamiast na bazie solanki chlor może być przygotowany z kwasu solnego. Jest to jednocześnie najczystsza postać chloru wprowadzanego do wody. Tutaj również obowiązuje zasada elektrolizy, w której na anodzie wydziela się chlor gazowy wprowadzany bezpośrednio do wody dezynfekowanej, a na katodzie wodór, odprowadzany do atmosfery (mieszany z powietrzem w celu rozrzedzenia). Do tego celu wykorzystuje się elektrolizery membranowe.

Ostatnia z alternatywnych metod dezynfekcji to tzw. utlenianie anodowe. Metoda ta nie wymaga stosowania żadnych substancji chemicznych a polega na utlenianiu jonów chlorkowych naturalnie zawartych w uzdatnianej wodzie. Sterowanie pracą tego typu urządzenia jest ściśle sprzężone z pomiarem chloru, niezbędnym dla zapewnienia odpowiedniej skuteczności dezynfekcyjnej.

Wytwarzanie Podchlorynu Sodu Metodą Elektrolizy

Zasada działania tych urządzeń opiera się na zjawisku elektrolizy. Do elektrod (katody i anody) przykłada się napięcie (prąd stały). Elektrody umieszcza się w rurze, przez którą przepływa roztwór czy to soli kuchennej, czy kwasu solnego (wg jednej z metod), względnie w reaktorze w który jest podzielony na dwie części specjalną membraną. W efekcie elektrolizy wydzielają się jony wodorowe oraz wodorotlenowe (z wody), a także sód i chlorki (z soli kuchennej).

Przeczytaj także: Zasada działania filtrów

Bazując na danych technicznych metody Selcoperm firmy Grundfos na wytworzenie 1 kg chloru potrzeba ok. 125-150 l wody. Wytwarzanie podchlorynu opiera się o sól kuchenną spożywczą, która w przypadku dezynfekcji wody pitnej powinna zawierać maks. Producent podaje że, do wytworzenia 1 kg chloru potrzeba ­3,0-3,5 kg soli kuchennej, natomiast na wytworzenie 1 kg chloru potrzeba ok.

Dla przykładu, jeśli wydajność dobowa wodociągu wynosi ok 3 000 m3, a wymagana przez nas dawka chloru kształtuje się w granicach 0,5 mg/l - odpowiednią ilość chloru zapewni urządzenie Selcoperm 125. Jeśli jednak przy takiej wydajności SUW wymagane zapotrzebowanie na chlor będzie wyższe.

Podchloryn sodu przygotowywany na miejscu niewątpliwie stanowi alternatywę technologiczną i eksploatacyjną dla dozowania roztworu.

Praktyczne Aspekty Chlorowania Studni

Chlorowanie studni to proces stosunkowo prosty. Po zakończeniu chlorowania, należy pobrać próbkę wody do badania i zlecić profesjonalną analizę wody. Oprócz pełnej mikrobiologii, warto sprawdzić wodę pod kątem innych parametrów, takich jak pH, mętność, stężenie żelaza i manganu, stopień twardości wody, azotany i azotyny, utlenialność, czy nawet stężenie siarkowodoru. Dość istotne są również właściwości organoleptyczne, takie smak, zapach i oczywiście barwa. Czujesz chlor w wodzie z kranu? Sprawdź, czy to powód do niepokoju.

Nie ulega wątpliwości, że chlorowanie wody w studni jest uważane za jeden z najbardziej skutecznych sposobów na jej dezynfekcję. Jeśli jednak po dezynfekcji studni, w wodzie nadal znajdują się bakterie, wówczas należy sięgnąć po lampy bakteriobójcze wyposażone w żarniki UV. Kiedy woda przepływa przez lampę bakteriobójczą, mikroorganizmy są w sposób ciągły naświetlanie promieniowaniem UV-C. Zachodzi wówczas natychmiastowa reakcja fotochemiczna, której skutkiem jest niszczenie materiału genetycznego oraz hamowanie procesu podziału komórek.

Przeczytaj także: Jak nawilżyć pochwę w domu?

Organizmy żywe, nieprzystosowane do ochrony przed promieniowaniem ultrafioletowym, giną niemal od razu. Właśnie dlatego lampy UV są tak niezwykle skuteczne jako narzędzie do dezynfekcji. W ten sposób można bowiem redukować bakterie, wirusy, pierwotniaki, grzyby i praktycznie wszystkie inne mikroorganizmy. Promieniowanie UV eliminuje bowiem z wody także patogeny uodpornione na działanie środków chemicznych, takie jak Giardia lamblia.

Alternatywne Metody Uzdatniania Wody

Najczęściej stosowanymi metodami jej uzdatniania są: napowietrzanie, odżelazianie, odmanganianie, zmiękczanie, filtracja na węglu aktywnym, dezynfekcja wody. Na podstawie otrzymanych wyników badań wody, firmy oferujące urządzenia do jej uzdatniania będą w stanie dobrać odpowiednią metodę uzdatniania oraz typ urządzeń.

  • Filtracja mechaniczna (filtry mechaniczne NW Cintropure - wstępne) - zadaniem tych filtrów jest wyłapanie zanieczyszczeń takich jak: piasek, rdza.
  • Odżelazianie/Odmanganianie ( Filtry odżelaziająco - odmanganiające FRM, MNG,GRD Performa) - usuwają żelazo, mangan, siarkowodór oraz dodatkowo zmniejszają zabarwienie i mętność wody.
  • Filtracja na węglu aktywnym (filtry węglowe CRB Performa) - przeznaczone są do poprawy właściwości organoleptycznych wody, takich jak barwa, smak, zapach.
  • Zmiękczanie (zmiękczacze Prosoft, Euro, Mars, Orion IQ-SOFT) - w procesie usuwane są jony wapnia i magnezu (powodujące twardość wody) i zastępowane są jonami sodu.

Obecnie popularne są urządzenia ze złożami wielofunkcyjnymi (zmiękczanie, odżelazianie i odmanganianie w jednym), jednak zastosowanie takiego urządzenia jest ograniczone, uwarunkowane wynikami analizy wody surowej, gdyż nie w każdym przypadku można je zastosować by spełnić wszystkie wymagania stawiane wodzie pitnej przez SANEPID.

Ultrafiltracja wody (Systemy POLY-UF oraz Homespring) Jest to technika membranowa. Urządzenia działające na tej zasadzie usuwają z wody ponad 99% bakterii, wirusów i cyst. W porównaniu z popularnymi systemami odwróconej osmozy nie usuwają z wody niezbędnych dla człowieka pierwiastków jak wapń czy magnez.

Koszt domowej stacji uzdatniania wody zależy od jakości wody oraz zużycia wody. Cena również rośnie w przypadku naszych wymagań co do jakości wody uzdatnionej. Rozbudowując dodatkowo stację o zmiękczacz do wody zapłacimy za niego również ok. 4000-4400 zł (w cenie wliczony jest filtr mechaniczny, jaki powinien być zainstalowany przed każdym zmiękczaczem). Filtr węglowy to koszt ok. 3000 zł. Lampy Ultrafioletowe UV dla domu jednorodzinnego to koszt ok. 1400 zł.

Domowe Metody Oczyszczania Wody

Coraz częściej odbiorcy wody pitnej sięgają do różnych metod poprawiania jej jakości. Sklepy oferują dziś wiele domowych filtrów zróżnicowanych ze względu na budowę oraz skuteczność. W rozdziale tym opisano najczęściej spotykane metody domowego oczyszczania, a raczej doczyszczania wody pitnej.

Filtry Mechaniczne

Filtry mechaniczne (inaczej sedymentacyjne) usuwają z wody wyłącznie części mechaniczne, jak piasek, muł, iły, rdza żelaza itd. Zanieczyszczenia te pochodzą najczęściej z trzech źródeł: Niedokładne oczyszczanie w zakładach wodociągowych, częste awarie rur wodociągowych, oddzielanie się kamienia od wewnętrznych powierzchni rur przepływowych.

Dokładność oczyszczania filtrów mechanicznych zależy od materiału wkładów filtrujących oraz od ich porowatości. Najczęściej spotykane w handlu filtry mechaniczne dzieli sie według materiału na: siatkowe, porcelanowe, włókninowe, sznurkowe.

Domowe filtry mechaniczne dzielimy ponadto według ich przepuszczalności i zastosowania: Filtry kuchenne, Filtry centralne. Filtry kuchenne są najczęściej nakręcane na wylewkę. Zatrzymują one niegroźne dla zdrowia części mechaniczne, a przepuszczają wszystkie groźne związki chemiczne. Ich wadą jest równiez szybki rozwój bakterii i wirusów, dla których doskonałą pożywką jest brud gromadzacy się na powierzchni filtrów.

Filtry centralne montowane są przy głównym wejściu wody do mieszkania (lub domu) i ich zadaniem jest oczyścić z części mechanicznych całą wodę używaną w domostwie.

Filtry Z Węglem Aktywnym

Węgiel aktywny jest bardzo popularnym materiałem stosowanym w filtracji wody. Do produkcji węgla aktywnego używa się najczęściej drewna bukowego, ale ostatnio najlepszym surowcem okazały się łupki kokosowe. Surowiec taki prażony jest przy wysokim ciśnieniu do temperatury 600°C. W efekcie otrzymuje się materiał o wyjątkowo dużej porowatości, jednakże nie ta właściwość węgla aktywnego jest wykorzystywana do filtracji wody. Okazuje się, że węgiel aktywny ma właściwości sorbcyjne i redukuje zawartość chloru w wodzie.

Niestety wszystkie inne związki zawarte w wodzie węgiel aktywny zatrzymuje w minimalnym stopniu albo przepuszcza je całkowicie. Zaznaczyć należy, że również filtry węglowe są doskonałym miejscem do wylęgania się bakterii, gdyż często gromadzi się w nich brud z wody. Również stary węgiel, który ulegnie rozkładowi i straci swoją aktywność (lasacja węgla) jest doskonałym miejscem dla rozwoju bakterii.

Domowe filtry z węglem aktywnym dzielimy, podobnie jak mechaniczne, na: Filtry kuchenne, Filtry centralne. Węglowe filtry kuchenne są najczęściej kombinacją filtrów mechanicznych z węglem aktywnym i są nakręcane na wylewkę kuchenna. Filtry centralne z węglem aktywnym są również uzupełnieniem filtrów mechanicznych (wkłady włókninowe są wypełnione węglem). Dodatkową zaletą tych filtrów jest redukcja chloru w wodzie i jej większa przydatność do higieny osobistej ciała.

Gotowanie Wody

Niestety, jeszcze wiele gospodyń domowych stosuje długie gotowanie wody jako metodę na poprawienie jej jakości. Nie wiedzą jednak, że w ten sposób woda nie będzie lepsza, lecz wręcz odwrotnie. Wodę pobraną zarówno z kranu, jak i ze studni trzeba gotować, bo nawet jeśli była ona zdezynfekowana chlorem w zakładach wodociągowych, nigdy nie ma gwarancji, że nie została ponownie zakażona w rurociągach. Gotowanie ma na celu zniszczenie ewentualnych bakterii i wirusów, jednakże dla zabicia tych drobnoustrojów wystarczy krótko zagotować wodę.

Im dłużej ją gotujemy, tym więcej czystej (!!!) wody ubędzie wraz z parą. Pozbędziemy się czystej wody, bowiem paruje tylko woda i ewentualnie gazy, natomiast wszystkie bez wyjątku związki rozpuszczone pozostaną w niej. Im dłużej gotujemy wodę, tym bardziej zagęszczamy zawarte w niej substancje chemiczne.

Magnetyzery

Niektóre związki chemiczne rozpuszczone w wodzie wytrącają się z niej i tworzą w rurach charakterystyczny kamień. Otóż, jeśli wodę zawierającą związki tworzące kamień podda się działaniu silnego pola magnetycznego, to okaże się, że kamień taki przestanie się odkładać. Mało tego, namagnetyzowana woda nawet rozpuszcza kamień, który już wcześniej osadził się w rurach.

Pole magnetyczne wytwarza się poprzez instalowanie na rurach wodociągowych odpowiednio dopasowanych magnesów lub elektromagnesów, a urządzenia takie nazywa się magnetyzerami. Zwracamy uwagę na fakt, że magnetyzery nie filtrują wody, lecz zupełnie odwrotnie - sprawiają, że ,,brud", który wcześniej zatrzymywał się na rurach, teraz w niej pozostaje. Dlatego nie można nazywać ich filtrami do wody.

Filtry Chemiczne

Filtry chemiczne (inaczej wymieniacze jonowe lub dejonizatory) są jedynymi stosowanymi w filtracji wody urządzeniami, które chemicznie usuwają z wody pewne pierwiastki. Grupę filtrów chemicznych tworzą praktycznie dwie kategorie: Odżelaziacze, których zadaniem jest usuwać lub redukować w wodzie żelazo lub mangan, Zmiękczacze, które usuwają z wody wapń i magnez (lub redukują ich ilość),pierwiastki odpowiedzialne za twardość wody.

W odżelaziaczach oraz zmiękczaczach wykorzystuje się zjawisko dysocjacji. Wymiana jonowa w tych filtrach polega na wymianie niekorzystnych jonów (żelaza, manganu, wapnia lub magnezu) na jony mniej szkodliwe (najczęściej sodu), pochodzące ze specjalnie dobranych soli dodawanych do obrabianej wody.

Odżelaziacze i zmiękczacze usuwają z wody (lub redukują) wyłącznie wyżej wymienione pierwiastki, a wszystkie inne związki chemiczne zawarte w niej przepuszczają w 100%. Ponieważ woda po przejściu przez te filtry zawiera wszystkie pozostałe związki chemiczne i dodatkowo więcej sodu, stąd często nie nadaje się do picia.

Inne Metody Dezynfekcji Wody

Woda powierzchniowa i płytkie wody podziemne skażone są biologicznie. Mogą zawierać wirusy, bakterie, pasożyty i inne organizmy chorobotwórcze. Zazwyczaj wodę chloruje się stosując chlor gazowy - dodawany do wody w postaci wody chlorowej. Do przygotowania i dawkowania chloru ciekłego służą chloratory. Chlor gazowy uzyskuje się przez odparowanie chloru ciekłego znajdującego się w stalowych pojemnikach ciśnieniowych.

W celu zmniejszenia ilości ubocznych produktów dezynfekcji, zamiast wody chlorowej zaczyna się stosować dwutlenek chloru. Jednak wszystkie te metody mają kilka poważnych wad - nieprzyjemny smak i zapach oraz powstawanie związków szkodliwych dla zdrowia człowieka, takich jak trihalometany (THM), chlorofenole, chlorany i chloraminy. Dodatkowo chlorowana woda bywa drażniąca dla błon śluzowych, skóry i włosów człowieka.

Ozonowanie polega na przepuszczeniu przez wodę powietrza nasyconego ozonem O, który jest wytwarzany w specjalnych urządzeniach zwanych ozonatorami. Ozon (tlen trójwartościowy), jest bardzo silnym utleniaczem i środkiem dezynfekcyjnym. Dodany do wody niszczy w niej baterie i drobnoustroje znacznie szybciej niż chlor, nie łączy się jednocześnie z azotem amonowym, nie powoduje powstawania chlorowych pochodnych i nie pogarsza smaku i zapachu wody. W związku z tym woda po ozonowaniu powinna być dodatkowo przechlorowaną. Metoda ta nie zmienia składu fizyko-chemicznego wody.

Niszczenie mikroorganizmów promieniami UV odbywa się poprzez oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego na mikroorganizmy, niszczenie ich struktury DNA. Działanie lampy UV powoduje zniszczenie do 99,99% żyjących w wodzie bakterii i wirusów. Lampa UV do wody może być zamontowana na głównym ujęciu wody. Promienniki UV stopniowo się zużywają i tracą swoją moc.

Uzdatnianie Wody w Podróży

W krajach rozwijających się zanieczyszczone (niezdatne do picia) mogą być zarówno wody otwarte z akwenów jak i wodociągowe. Z tego względu warto dowiedzieć się, na czym polega uzdatnianie wody w podróży. Uzdatnianie wody to zestaw procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych, które mają na celu poprawę jakości wody do poziomu odpowiedniego dla konkretnego zastosowania. Procesy te usuwają zanieczyszczenia mechaniczne (jak piasek czy muł), substancje chemiczne (np. chlor), bakterie i inne mikroorganizmy, dzięki czemu otrzymujemy czystą wodę spełniającą wymagane normy.

W takim przypadku można pozbyć się patogenów na kilka różnych sposobów - pomagają w tym przenośne filtry do wody, środki chemiczne (np. sól do uzdatniania wody) oraz narzędzia pozwalające doprowadzić napój do wrzenia. O tym, jak uzdatnić wodę do picia, decyduje rodzaj zanieczyszczenia; czasami konieczne jest połączenie kilku metod. Przykładowo, widoczne zmętnienia trzeba najpierw odfiltrować mechanicznie, po czym zastosować środek chemiczny lub przegotować wodę, by pozbyć się ewentualnych patogenów, których nie widać gołym okiem.

  • Uzdatnianie termiczne - jak uzdatnić wodę z rzeki, jeziora lub kranu najprostszym sposobem?
  • Uzdatnianie chemiczne - jakie sole, płyny i tabletki do uzdatniania wody stosować?
  • Uzdatnianie mechaniczne - na co zwrócić uwagę, wybierając filtr do wody?

tags: #domowe #uzdatnianie #wody #chlorem #metody

Popularne posty: