Filtracja Wody: Klucz do Czystości i Bezpieczeństwa
- Szczegóły
Zależnie od źródła dostarczania wody, jej jakość może być różna. Nawet ta z domowego kranu może zawierać chlor, mikroplastik albo bakterie. Dlatego coraz więcej osób stawia na jej filtrowanie.
Czystość wody jest pojęciem rozumianym na wiele sposobów. Dla osoby zażywającej kąpieli w jeziorze ważny będzie brak chemicznych zanieczyszczeń. Woda pitna z domowego kranu będzie czysta, jeśli zawartość znajdujących się w niej związków nie przekroczy dopuszczalnych stężeń.
W przemyśle wymagania są najsurowsze. Technologie realizowane w przemyśle z udziałem wody przebiegają zgodnie z określonymi procedurami. Takimi czynnikami są też związki mineralne czy składniki biologiczne, zawarte w pozornie czystej wodzie.
Wprawdzie proces technologiczny trudno porównać do testu laboratoryjnego, jednak mogą tu zachodzić podobne zależności. Przy produkcji spożywczej woda procesowa o dużej zawartości cząsteczek biologicznych mogłaby prowadzić do psucia się żywności. Natomiast prawdziwym wrogiem instalacji technologicznych jest kamień kotłowy.
Wymienione czynniki mają wpływ nie tylko na produkt, jego skład, zapach, smak czy trwałość. Przyczyniają się również do poziomu awaryjności zakładu, a przymusowe przestoje generują dodatkowe, wysokie koszty.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Proces Uzdatniania Wody
Przemysłowe uzdatnianie wody może przyjmować różne formy - od pojedynczej czynności, po złożony system filtrowania i usuwania zanieczyszczeń biologicznych oraz chemicznych. Jest ona konstruowana indywidualnie i przypomina budowę z klocków, z których każdy odpowiada za inny etap oczyszczania. O tym, jaka technologia uzdatniania wody zostanie zastosowana, decyduje główne jej źródło.
Nie jest ona jednak całkowicie pozbawiona minerałów, gdyż zawiera sole wapnia, magnezu, żelaza czy manganu w różnym stężeniu. Nieco bardziej skomplikowany jest proces uzdatniania wody czerpanej z własnego źródła. Niekiedy wystarczą jedynie filtry do wody przemysłowej. Innym razem niezbędne są złożone systemy uzdatniania.
Ta metoda oczyszczania wody polega na usuwaniu z niej cząstek sedymentacyjnych, czyli mechanicznych drobinek zawieszonych w cieczy. Do tego celu stosuje się filtry przemysłowe do wody o różnej gęstości, w zależności od potrzeby uzyskania określonej klasy czystości cieczy. Zastosowane w tym procesie mikroporowate membrany osmotyczne zatrzymują niemal wszystko, co znajduje się w wodzie - począwszy od cząstek stałych, przez cząstki związków chemicznych, po wirusy i bakterie.
Usuwanie z wody żelaza i manganu ma na celu między innymi neutralizację barwy, smaku i zapachu. Eliminuje też wytrącanie się osadów. Usuwanie soli tych pierwiastków polega na przekształceniu ich w związki nierozpuszczalne, które następnie są odfiltrowywane w sposób mechaniczny.
Promieniowanie UV ma właściwości biobójcze, dlatego zastosowanie lamp pozwala na wyeliminowanie z wody wszelkich czynników biologicznych. Zaletą tej metody uzdatniania wody jest jej całkowita obojętność dla właściwości fizykochemicznych cieczy.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Uzdatnianie wody do celów przemysłowych może się również odbywać przez zastosowanie związków chemicznych o bardzo specyficznych właściwościach. Przykładowo, przemysłowe zmiękczanie wody metodą chemiczną uzyskuje się stosując antyskalanty. Zamiast lamp bakteriobójczych, do oczyszczania biologicznego stosuje się tak zwane biocydy. Popularnymi preparatami są też inhibitory korozji, takie jak HYDOS AO 1.
Oczyszczanie wody pitnej i procesowej wymaga stosowania różnych technologii, często połączonych ze sobą w system. Warto pamiętać, że zapewnienie dobrej jakości surowców i innych składników procesu technologicznego zagwarantuje właściwą jakość gotowych wyrobów.
Polielektrolity (wysokocząsteczkowe polimery organiczne) są stosowane w oczyszczaniu wody od 1950 r. Wyróżnia się polielektrolity naturalne i syntetyczne. Ze względu na rodzaj grup jonotwórczych polielektrolity dzieli się na: niejonowe, anionowe i kationowe.
Ładunek elektryczny polielektrolitu tworzy się w wyniku dysocjacji grup jonogennych o charakterze kwasowym lub zasadowym. Cząsteczka polielektrolitu może mieć setki, a nawet tysiące grup dysocjujących, gdyż ich stopień polimeryzacji bywa znaczny. Zdolność do dysocjacji zależna jest od budowy polielektrolitu, pH roztworu i zawartości grup jonogennych.
W wyniku dysocjacji w wodzie polielektrolitów kationowych powstają anion i polikation, natomiast anionowych - kation i polianion. Polimery anionowe i niejonowe stosowane są jako substancje wspomagające flokulację, natomiast kationowe również jako koagulanty samodzielne.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Filtracja Wody w Warunkach Domowych
Woda z kranu w Polsce musi spełniać normy określone w rozporządzeniu Ministra Zdrowia z 7 grudnia 2017 r. (Dz.U. 2017 poz. 2294). Określają one m.in. dopuszczalne stężenia metali ciężkich, bakterii, azotanów i substancji chemicznych.
- Chlor wolny resztkowy - dopuszczalne stężenie to 0,3 mg/l.
- Ołów - limit to 10 µg/l.
- Żelazo - do 200 µg/l.
W praktyce jakość wody zależy nie tylko od źródła, ale też od stanu instalacji w budynku. Nawet jeśli woda opuszcza stację uzdatniania czysta, może zebrać po drodze związki metali, osady lub bakterie.
Filtry pomagają usunąć mikroplastik, metale ciężkie, chlor i inne związki, które nie powinny trafiać do naszych organizmów. To sposób na poprawę smaku i zapachu wody oraz zabezpieczenie się przed tym, czego nie widać gołym okiem.
W wodzie z sieci mogą znajdować się drobiny piasku, resztki rdzy z rur albo zmętnienia mineralne. Takie zanieczyszczenia nie tylko pogarszają wygląd i smak wody, ale też mogą zapychać kolejne filtry i niszczyć podzespoły urządzeń.
Działanie domowej stacji uzdatniania wody polega na całodobowej pracy w postaci filtracji oraz okresowym płukaniu i regeneracji złoża. Do usunięcia chloru i związków pochodnych proponujemy filtr węglowy typu FW0844A. Złoże filtra węglowego wymieniane jest okresowo co 2 lata.
Trzecim stopniem domowej stacji uzdatniania wody jest zmiękczanie, która polega na usuwaniu twardości wody. Twarda woda jest zjawiskiem dość częstym występującym w przyrodzie. Twardość w wodzie pitnej jest określana normami PZH i przekroczenie jej wartości może powodować szkody zarówno w zdrowiu człowieka jak i w jego najbliższym otoczeniu.
Używanie miękkiej wody wpływa korzystnie na pielęgnację włosów i skóry, podwyższa komfort kąpieli, pozwala zmniejszyć zużycie środków piorących i polepszyć jakość prania. Ponadto miękka woda pozwala na znaczne oszczędności energii, ponieważ w urządzeniach grzewczych, instalacjach C.O.
Odwrócona Osmoza i Inne Metody
Odwrócona osmoza to jedna z najdokładniejszych metod oczyszczania wody dostępnych w urządzeniach domowych. Opiera się na procesie fizycznym, w którym woda zostaje przepchnięta przez półprzepuszczalną membranę. Cząsteczki wody przechodzą przez mikroskopijne pory o średnicy około 0,0001 mikrona, a większe cząstki - w tym zanieczyszczenia - są zatrzymywane i odprowadzane do odpływu.
Membrana RO usuwa z wody nawet do 99% zanieczyszczeń. To nie jest filtr, który poprawia tylko smak - to głębokie oczyszczenie, porównywalne z jakością wody laboratoryjnej.
Woda oczyszczona metodą odwróconej osmozy ma jedną wadę - jest zbyt czysta. Usunięte zostają nie tylko szkodliwe substancje, ale też pierwiastki potrzebne organizmowi: wapń, magnez, sód czy potas.
Proces polega na przepuszczeniu wody przez złoże zawierające naturalne minerały, które oddają do niej wybrane pierwiastki w ściśle kontrolowanych ilościach.
Promieniowanie UV-C to skuteczna metoda dezynfekcji, która nie wymaga użycia chemii. Woda przepływa przez komorę z lampą emitującą promieniowanie o długości fali około 254 nanometrów. UV-C nie zmienia smaku, zapachu ani składu mineralnego wody. Działa tylko na poziomie mikrobiologicznym, eliminując zagrożenia takie jak E. coli, Legionella, Salmonella czy wirusy rotawirusowe i adenowirusowe.
Filtracja Wody w Turystyce
Podczas aktywnego wypoczynku, takiego jak piesze wędrówki, biwakowanie czy survival, dostęp do czystej wody jest niezbędny do utrzymania zdrowia i pełnej sprawności fizycznej. Woda z naturalnych źródeł, takich jak rzeki, jeziora czy strumienie, może zawierać różnorodne zanieczyszczenia - groźne bakterie, wirusy, pasożyty oraz substancje chemiczne.
Dzięki odpowiednim technikom i urządzeniom filtrującym można uzyskać wodę, która jest bezpieczna do spożycia, co jest nieocenione w sytuacjach, gdy dostęp do jej bezpiecznej formy jest ograniczony.
Turystyczne filtry do wody można podzielić na kilka popularnych typów:
- Filtry mechaniczne - jedna z najpopularniejszych metod oczyszczania wody w terenie.
- Filtry pompowe - urządzenia tego typu wyposażone w ręczne pompki, które pozwalają na szybkie filtrowanie wody bezpośrednio z naturalnych źródeł. Filtry te mogą usuwać bakterie, pierwotniaki oraz niektóre wirusy.
- Filtry grawitacyjne - wykorzystują siłę grawitacji do przepuszczania wody przez filtr. Są one szczególnie przydatne w obozach, gdzie można zawiesić worek z wodą i pozwolić, aby filtracja odbywała się samoczynnie.
- Tabletki i krople oczyszczające - są łatwe w użyciu i skuteczne w eliminacji bakterii, wirusów i pierwotniaków. Zazwyczaj zawierają one dwutlenek chloru lub jod.
- Turystyczne filtry UV - wykorzystują promieniowanie ultrafioletowe do dezynfekcji wody. Promienie UV niszczą DNA mikroorganizmów, co uniemożliwia im namnażanie się i wywoływanie chorób.
Gotowanie wody to jedna z najstarszych i najbardziej niezawodnych metod jej oczyszczania. Destylacja to proces polegający na odparowaniu wody i skraplaniu jej pary w celu uzyskania czystej cieczy. Usuwa ona większość zanieczyszczeń, w tym sole, metale ciężkie i mikroorganizmy.
Metody Filtracji Stosowane przez Gminę Kolbudy
Spółka Reknica obsługująca gminną sieć wodociągową pobiera wodę z dwunastu studni głębinowych. Na naszym terenie funkcjonuje też jedno ujęcie drenażowe. W większości sołectw, do których trafia ciecz wydobyta z głębi ziemi, odbiorcy nie powinni narzekać na jakość wody.
Jak mówią fachowcy ciecz z ujęć głębinowych Gminy Kolbudy nie potrzebuje „obróbki chemicznej”, wymaga jedynie usunięcia ponadnormatywnych ilości związków żelaza i manganu, co odbywa się w stacjach uzdatniania wody. Nieco inaczej sytuacja wygląda w przypadku ujęcia drenażowego, które wymaga niewielkiego chlorowania.
Wójt Gminy Kolbudy Andrzej Chruścicki odwiedził w ostatnich dniach większość gminnych stacji, w których woda jest pobierana z gruntu i uzdatniana. Pompy i filtry, dzięki którym dostarczana jest „kranówka” często ukryte są wśród zieleni, a dostęp do nich mają wyłącznie pracownicy spółki Reknica. O technicznych rozwiązaniach i mocach poszczególnych urządzeń opowiedział wójtowi Piotr Dreyer, członek zarządu spółki Reknica.
Stacje Uzdatniania Wody zlokalizowane są w miejscowościach: Nowiny, Lisewiec, Lublewo Gdańskie, Buszkowy, Otomin, Czapielsk, Bąkowo przy ul. Ordynackiej, Bąkowo przy ul. Żurawiej oraz Pręgowo. Stacja Ujęcia Wody w Nowinach zaopatruje odbiorców zamieszkujących w miejscowości Nowiny, Babidół i Kolbudy. Stacja Ujęcia Wody "Żmijewo" w Lisewcu zaopatruje odbiorców zamieszkujących w miejscowości Lisewiec i Bielkówko. Stacja Ujęcia Wody w Otominie zaopatruje odbiorców zamieszkujących w miejscowości Otomin, natomiast w przypadkach losowych możliwe jest dostarczanie wody z ujęcia w Bąkowie przy ul.
Stacja Ujęcia Wody w Bąkowie przy ul. Ordynackiej zaopatruje odbiorców zamieszkujących w miejscowości Kowale, Jankowo Gdańskie i część Bąkowa.
Badanie i 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.
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.
Proces koagulacji polega na łączeniu się drobnych cząstek rozproszonych w wodzie w większe skupiska - koloidy, które następnie łączą się w większe aglomeraty i w kolejnych procesach jednostkowych uzdatniania wody mogą być łatwiej usuwane.
Metoda filtracji wody za pomocą sedymentacji i flotacji zapewnia usunięcie zawiesin obecnych zarówo w wodzie surowej jak i wodzie po koagulacji, czy strącaniu chemicznym. Podczas sedymentacji usuwane są cząsteczki cięższe niż woda.
Mechaniczne oczyszczanie wody na dużych stacjach uzdatniania wody realizowane jest na kolumnach, filtrach o dużej wydajności pośpiesznych, powolnych wypełnionych specjalnym materiałem filtracyjnym, np. piaskiem kwarcowym, na którym tworzy się biofilm. Podczas filtrowania mechanicznego z wody usuwane są zanieczyszczenia stałe.
Wymiana jonowa stosowana jest do usuwania z wody substancji rozpuszczonych. W zależności od rodzaju żywic wypełniających butle filtracyjne wymieniane są kationy lub aniony. Wymiana jonowa jest znana jako sposób na zmiękczanie wody. Filtr zmiękczające wodę wypełnione są żywicą jonowymienną kationitową.
Najczęściej stosowanym sorbentem jest węgiel aktywny występujący w formie pylistej, granulowanej.
Procesy membranowe znajdują zastosowanie w odsalaniu i demineralizacji wody przemysłowej lub dla produkcji wody pitnej w domach i mieszkaniach. Do procesów membranowych zaliczają się: odwrócona osmoza, elektrodializa, ultrafiltracja, nanofitlracja. Systemy odwróconej osmozy są coraz bardziej popularne.
Dezynfekcja, to metoda filtracji wody, która odpowiada za usunięcie i zahamowanie rozwoju mikroorganizmów, bakterii i wirusów z wody. Proces ten, jest stosowany jako ostatni element stacji uzdatniania wody. W warunkach domowych do skutecznej dezynfekcji wody używane są bakteriobójcze lampy UV.
Sposoby filtracji wody pozwalające na skuteczne pozbycie się żelaza i manganu z wody najczęściej stanowią połączenie kilku procesów jednostkowych.
tags: #filtracja #wody #referat
