Filtracja Tlenu z Wody: Metody i Zastosowania
- Szczegóły
Utlenialność, jeden z podstawowych parametrów fizykochemicznych wody, można oznaczyć podczas rutynowego badania. Jego znajomość ma niebagatelne znaczenie przy doborze systemów uzdatniania wody. Co w praktyce oznacza utlenialność wody? Kiedy wartość tego parametru ma znaczenie? Zanim przejdziemy do omawiania utlenialności w kontekście jej przydatności w doborze urządzeń i systemów do uzdatniania wody, sprawdzimy najpierw co właściwie oznacza ten termin.
Czym jest utlenialność wody?
Utlenialność (ChZT-Mn, indeks nadmanganianowy) to umowny wskaźnik określający zdolność wody do pobierania tlenu z silnego utleniacza, np. nadmanganianu (VII) potasu (KMnO₄), na utlenienie znajdujących się w jej składzie związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych. Utlenialność wyraża się w jednostkach ilości tlenu przypadających na daną objętość wody, czyli mg O₂/dm³. Utlenieniu ulegają m.in. Oznaczenie ChZT prowadzi się w ściśle określonych warunkach, ponieważ rodzaj utleniających związków, a także stopień ich utlenienia zmieniają się w stosunkowo szerokim przedziale.
Wiele także zależy w tym przypadku od składu badanej wody, rodzaju i struktury substancji utleniających, stężenia poszczególnych odczynników, temperatury, odczynu pH roztworu, czy nawet czasu zachodzących reakcji. Najwyższy stopień utlenienia osiąga się przy zastosowaniu soli dichromianu (VI), najniższy - stosując manganian (VII). Niezanieczyszczone naturalne wody mają zazwyczaj utlenialność do 2 - 3 mgO2/dm3. Oznaczanie wartości utlenialności ma olbrzymie znaczenie w kontekście ogólnej oceny zanieczyszczenia wody. Należy przy tym pamiętać, że wiele związków organicznych utlenia się tylko częściowo lub nie utlania się wcale. Dotyczy to szczególnie soli azotowych. Utlenialność jest jednym z podstawowych parametrów oznaczanych w analizie fizykochemicznej wody.
Znaczenie analizy wody
Aby otrzymać miarodajne wyniki, oznaczenia ChZT-Mn powinny być wykonywane w ściśle określonych warunkach, ponieważ od nich zależy ilość zużytego utleniacza. Przez utlenialność rozumie się w reakcji liczbę mg O2 zużytego przez badaną próbkę. Wyniki oznaczenia utlenialności wody zamiast w mg/dm3 KMnO4 podaje się w mg/dm3 O2. Dodany w nadmiarze szczawian, który nie przereagował, odmiareczkowuje się roztworem nadmanganianu potasu, aż do momentu pojawienia się różowego zabarwienia zgodnie z wyżej podaną reakcją. Utlenialność wody jest ściśle powiązana z jej barwą.
Jeśli barwa występuje w wodzie surowej od początku, prawdopodobnie jest wynikiem bytowania w wodzie substancji humusowych. Jeśli zachodzi podejrzenie, że za barwę wody odpowiadają związki pochodzenia zwierzęcego, należy zachować szczególną ostrożność. W takiej sytuacji istnieje bowiem duże prawdopodobieństwo, że woda jest także skażona mikroorganizmami szkodliwymi z punktu widzenia ludzkiego zdrowia.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Metody redukcji utlenialności wody
Realna potrzeba redukcji utlenialności, wbrew pozorom, nie zachodzi zbyt często. Zazwyczaj jest potrzebna w przypadku kilku procent wód położonych w płytszych warstwach. Poziom utlenialności redukuje się w sytuacji, kiedy wartość parametru przekracza dopuszczalne normy, przeszkadza w prawidłowej redukcji innych zanieczyszczeń, (np. żelaza lub manganu) lub w przypadku innych, dodatkowych wymagań wobec wody (np.
Jeśli zachodzi potrzeba redukcji poziomu utlenialności wody, można to zrobić na jeden z kilku opracowanych sposobów. Najczęściej stosuje się procesy membranowe (systemy odwróconej osmozy, nanofiltracja), koagulację i wymianę jonową, a także filtrację mechaniczną, albo filtrację na wybranych odmianach węgla aktywnego. W wodzie przeznaczonej do zastosowań przemysłowych, redukcja utlenialności odbywa się zazwyczaj na drodze koagulacji. Inny sposób to dozowanie utleniaczy. Jeśli związki organiczne występują w wodzie w postaci zawiesiny, wówczas najlepiej sprawdza się filtracja mechaniczna oraz węgiel aktywny.
W sytuacji, gdy występuje także duże przekroczenie żelaza i manganu, warto rozważyć instalację stacji uzdatniania wody złożonej z kolumny węglowej oraz odżelaziacza i odmanganiacza wody. Stacje wielofunkcyjne dostępne są aktualnie na rynku w wersji dwuczęściowej oraz kompaktowej. Kompaktowe stacje wielofunkcyjne, tj. Ecoperla Multicab, wyglądem przypominające zmiękczacze wody, są umieszczone w estetycznym i wytrzymałym kabinecie z tworzywa sztucznego.
Katalityczne odtlenianie
Wodór rozpuszczony w wodzie adsorbowany jest na palladowej masie katalitycznej, przez co łatwo wchodzi w reakcję z tlenem zawartym w wodzie. Budowa instalacji katalitycznego odtleniania jest bardzo prosta i składa się m.in. ze źródła wodoru z dystrybutorem gazu, systemu mieszania gazowego wodoru, zbiornika ze złożem katalitycznym, odpowiedniego układu pomp oraz systemu automatyki. Proces odtleniania pokazano na schemacie instalacji.
Zastosowanie katalitycznego usuwania rozpuszczonego tlenu z wody jest wykorzystywane w różnych aplikacjach, np. do wody procesowej w przemyśle chemicznym, do zasilania kotłów, w obiegach ciepłowniczych i sieciowych, jako woda o bardzo wysokiej czystości, do produkcji napojów oraz woda wtryskowa na platformach olejowych.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Dezynfekcja wody aktywnym tlenem
Korzystanie z basenu wiąże się z koniecznością dbania o czystość wody. Powinna być ona wolna od różnego rodzaju zanieczyszczeń m.in. bakterii i wirusów oraz innych drobnoustrojów, gwarantując bezpieczeństwo kąpieli. W celu dezynfekcji wody basenowej coraz częściej stosuje się metodę tlenową. Wyjaśniamy, na czym polega dezynfekcja wody z zastosowaniem aktywnego tlenu oraz jakie ma zalety.
Dezynfekcję wody basenowej najczęściej kojarzymy z metodą chlorową. Możemy jednak skorzystać z alternatywnej metody dezynfekcji wody basenowej za pomocą aktywnego tlenu. Staje się ona coraz bardziej popularna nie tylko wśród użytkowników przydomowych basenów, ale także obiektów hotelowych i centrów SPA.Dezynfekcja wody metodą tlenową pozwala skutecznie oczyścić wodę z różnego rodzaju zanieczyszczeń biologicznych, gwarantując szybki efekt działania i brak negatywnego wpływu na skórę.
Jak działa aktywny tlen?
Zastosowany w postaci różnych preparatów aktywny tlen pozwala rozbić znajdujące się w wodzie zanieczyszczenia m.in. szkodliwe dla zdrowia wirusy i bakterie, gwarantując higieniczną czystość wody oraz jej idealną przejrzystość. Aktywny tlen nie pozostawia nieprzyjemnego zapachu. O skuteczności działania aktywnego tlenu decyduje zastosowanie odpowiedniej dawki preparatu, którą dobiera się pod względem pojemności niecki. Niezbędne jest utrzymanie stężenia aktywnego tlenu na poziomie powyżej 5 mg na każdy litr wody basenowej.
Zalety dezynfekcji wody basenowej aktywnym tlenem
- Szybki efekt oczyszczania wody
- Skuteczna dezynfekcja
- Brak podrażnień skóry
- Łatwość zastosowania i dawkowania
- Brak nieprzyjemnego zapachu
Inne metody filtracji wody
Aby korzystać z wody do celów spożywczych stosowane są różne metody filtracji wody. W zależności od występujących składników i zanieczyszczeń wykorzystuje się wiele sposobów na oczyszczenie wody. Dobór właściwej metody do filtrowania wody musi być poprzedzony wykonaniem badań parametrów fizykochemicznych wody. Zwłaszcza, gdy korzystamy z wody z własnej studni konieczne jest wykonanie analizy wody z uwzględnieniem: stężenia żelaza, manganu, twardości ogólnej, azotanów, azotynów, jonu amonowego, odczynu pH, utlenialności, mętności, barwy i zapachu. W przypadku wody z sieci wodociągowej wystarczająca jest znajomość stopnia twardości wody, ponieważ twarda woda to jedyny problem użytkowników wody sieciowej.
Metody filtracji wody można podzielić na fizyczne, chemiczne i biologiczne. Często, w przypadku dużej ilości różnych zanieczyszczeń sposoby filtrowania wody łączone są w większe układy technologiczne.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Procesy filtracji
- Napowietrzanie: Usuwanie gazów rozpuszczonych i lotnych związków organicznych.
- Koagulacja: Łączenie drobnych cząstek w większe skupiska.
- Sedymentacja i flotacja: Usuwanie zawiesin.
- Filtracja mechaniczna: Usuwanie zanieczyszczeń stałych.
- Wymiana jonowa: Usuwanie substancji rozpuszczonych.
- Procesy membranowe: Odwrócona osmoza, elektrodializa, ultrafiltracja, nanofiltracja.
- Dezynfekcja: Usuwanie i hamowanie rozwoju mikroorganizmów.
Napowietrzanie wody
Inaczej utlenianie wody za pomocą tlenu. Napowietrzanie odpowiada za usuwanie z wody gazów rozpuszczonych (dwutlenku węgla, siarkowodoru oraz innych wpływających negatywnie na smak oraz zapach wody) i lotnych związków organicznych. Podczas napowietrzania wody wzrasta stężenie tlenu, a przez usunięcie CO2 zwiększa się odczyn pH wody. Napowietrzanie bardzo często stanowi pierwszy etap przed właściwym odżelazianiem i odmanganianiem wody.
Systemy napowietrzania
- Systemy z inżektorem
- Aeratory ciśnieniowe
- Systemy drobnopęcherzykowe
Podstawowym zadaniem napowietrzania ciśnieniowego wody jest oczywiście dostarczenie tlenu do wody. Naturalnie większą dokładność dają pomiary ma miejscu. Najlepsze wyniki (najbardziej stabilne) dają pomiary ciągłe - których najprostszą odmianą jest metoda polegająca na wprowadzeniu strumienia badanej wody (najlepiej wężem) do zlewki (lub innego naczynia), w której znajduje się sonda tlenowa i dokonywania pomiaru przy ciągłym przepływie tejże badanej wody.
Technologia uzdatniania wody wykorzystuje wiele utleniaczy chemicznych. Są wśród nich utleniacze o niewielkich właściwościach utleniających, jak i bardzo silnie działające indywidua chemiczne. Najczęściej stosowane utleniacze to powietrze (a raczej tlen w nim zawarty), chlor, ozon, dwutlenek chloru i nadmanganian potasu. Także niektóre procesy mikrobiologiczne wykorzystywane są w technologii uzdatniania wody do procesu utleniania, np. nitryfikacja, biologicznie aktywne filtry węglowe stosowane do usuwania materii organicznej.
Poza procesami odżelaziania i odmanganiania - napowietrzenie wykorzystuje się również do usuwania nadmiernej ilości rozpuszczonego dwutlenku węgla (agresywnego CO2) ? proces ten nosi nazwę odkwaszania wody. Usuwanie rozpuszczonego siarkowodoru to kolejne zastosowanie aeracji. Proces ten wykorzystuje się również do usuwanie NH3 (po uprzednim alkalizowaniu wody) oraz do usuwania promieniotwórczego radonu.
tags: #filtracja #tlenu #z #wody #metody
