Przemysłowe metody odżelaziania wody: Kompleksowy przewodnik
- Szczegóły
Czystość wody jest pojęciem rozumianym na wiele sposobów. 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.
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. Przemysłowe uzdatnianie wody może przyjmować różne formy - od pojedynczej czynności, po złożony system filtrowania i usuwania zanieczyszczeń biologicznych oraz chemicznych.
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.
Podstawowe metody uzdatniania wody w przemyśle
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.
- Filtracja mechaniczna: 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.
- Osmoza odwrócona: 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 żelaza i manganu: 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.
- Dezynfekcja UV: 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.
- Zastosowanie związków chemicznych: 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.
Znaczenie odżelaziania wody w przemyśle
Woda stanowi niezbędny surowiec w wielu zakładach produkcyjnych różnych branż. Jest konieczna w procesach technologicznych, do zasilania urządzeń, niejednokrotnie stanowi część produktu końcowego. Zdarza się, że przedsiębiorstwa wykorzystują własne ujęcie, jako główne źródło wody zasilającej. Takie rozwiązanie niejednokrotnie okazuje się zwyczajnie bardziej rentowne. Ta jednak nie w każdym przypadku jest dobrej jakości.
Przeczytaj także: Rodzaje złóż do odżelaziania wody
Woda przeznaczona do celów przemysłowych niejednokrotnie musi być znacznie wyższej jakości niż woda spożywcza. Zawartość żelaza w wodach podziemnych jest bardzo różna. W niektórych przypadkach można mówić o wartościach śladowych, w innych nawet o kilkudziesięciu miligramach na litr. Ten związek jest zazwyczaj pochodzenia naturalnego. Oznacza to, że jego główne źródło stanowią skały osadowe oraz magmowe. Innymi źródłami nadmiernego stężenia żelaza są zanieczyszczenia wytwarzane w zakładach przemysłowych, ścieki.
Formy występowania żelaza w wodzie
Żelazo może występować w wodzie w dwojakiej formie. Problem żelaza w zdecydowanej większości przypadków dotyczy ujęć głębinowych. Rzadko kiedy mówi się o nim w kontekście wód gruntowych i powierzchniowych. W takim środowisku żelazo może występować w dużych stężeniach. Z łatwością rozpuszcza się w wodzie.
Żelazo ma sporą tendencję do wytrącania się z wody w formie nierozpuszczalnej. W taki właśnie sposób powstają osady, które w zastraszającym tempie gromadzą się na wszelkich elementach instalacji oraz przemysłowych maszyn. Żelazo w wodzie wykorzystywanej w celach przemysłowych prowadzi więc ostatecznie do sporych strat ekonomicznych przedsiębiorstwa.
Metody odżelaziania wody
Istnieje wiele metod, dzięki którym można redukować stężenie żelaza w wodzie. Wybór konkretnego przemysłowego odżelaziacza wody jest bardzo indywidualny i zależny od warunków panujących w danym przedsiębiorstwie.
Odżelazianie ze wstępnym napowietrzaniem
Zastosowanie wstępnego napowietrzania ma wpływ na przyspieszenie wytrącania się związków żelaza z wody. Dodatkową zaletą zastosowania tej metody jest fakt, że w wodzie mocno nasyconej tlenem nie dochodzi do rozwoju bakterii żelazowych. Napowietrzanie sprawia, że redukowane jest stężenie dwutlenku węgla i możliwa jest nieznaczna korekta odczynu pH wody. Przemysłowe odżelaziacze wody wykorzystujące do działania tą metodę wymagają współpracy z aeratorami hydraulicznymi, takimi jak zwężki inżektorowe lub aeratorami pneumatycznymi.
Przeczytaj także: Jak wybrać skuteczne odżelazianie wody?
Odżelazianie bez wstępnego napowietrzania
W niektórych przedsiębiorstwach nie ma możliwości zastosowania odżelaziania ze wstępnym napowietrzaniem. Przemysłowe odżelaziacze wody są wykorzystywane w większości sektorów przemysłowych. Te urządzenia w niektórych układach służą do przygotowania wody do dokładniejszej filtracji.
Dobór przemysłowego odżelaziacza wody
Dobór właściwego przemysłowego odżelaziacza wody wymaga znajomości trzech istotnych aspektów. Po pierwsze jest to analiza wody. Równie istotne są informacje związane z zapotrzebowaniem na wodę w danym przedsiębiorstwie oraz wizja lokalna.
Etapy doboru odżelaziacza wody
- Analiza wody: Badanie parametrów wody w celu określenia stężenia żelaza i innych zanieczyszczeń.
- Zapotrzebowanie na wodę: Określenie ilości wody potrzebnej w procesach przemysłowych.
- Wizja lokalna: Ocena warunków panujących w przedsiębiorstwie, dostępności miejsca na instalację.
Przemysłowe filtry do wody
Niezależnie od finalnego przeznaczenia, woda przemysłowa nie może zawierać zanieczyszczeń stałych i zawiesin. Należy ją również pozbawić wszelkich substancji zaburzających procesy technologiczne, sprzyjających powstawaniu osadów na liniach produkcyjnych oraz oddziałujących na parametry organoleptyczne wody. Poza zakładami wodociągowymi, woda dla przemysłu może mieć źródło w ujęciach powierzchniowych, gruntowych i głębinowych. Miewa przez to inny skład chemiczny lub bywa zanieczyszczona w różnym stopniu np.
Do określania jakości wody stosuje się ściśle określone wskaźniki, takie jak - barwa, mętność, zapach, odczyn (wody o niskim pH charakteryzują się dużą korozyjnością), stężenie żelaza i manganu, zawartość chlorków i azotanów oraz twardość.
Przegląd filtrów przemysłowych
Główne, choć oczywiście nie jedyne, metody uzdatniania wody w aplikacjach przemysłowych to filtracja mechaniczna, zmiękczanie, odżelazianie, odmanganianie, demineralizacja, dejonizacja, dezynfekcja oraz filtracja membranowa (w tym przemysłowa odwrócona osmoza). Oprócz specjalistycznych filtrów o dużej wydajności, często konieczne okazuje się kondycjonowanie wody.
Przeczytaj także: Skuteczne odżelazianie wody: kompleksowy przegląd
Filtracja mechaniczna w przemyśle
Surowa woda w pierwszej kolejności powinna zostać wstępnie oczyszczona, czyli pozbawiona piasku, żwiru i wszelkich zawiesin. Stosowane do tego celu sita, osadniki i filtry mechaniczne to nieodłączny element przemysłowych systemów uzdatniania wody. Znaczenie ma bowiem nie tylko oczyszczanie wody z cząstek stałych, ale również ochrona elementów systemu uzdatniania wody.
Usuwanie manganu i żelaza z wody
Obecność jonów żelaza i manganu jest szkodliwa w przypadku większości procesów produkcyjnych. Odżelazianie przeprowadza się, gdy surowa woda zawiera związki żelaza na poziomie wyższym niż 0,2 mg/l. Oba metale niekorzystnie oddziaływają na jej jakość poprzez zwiększenie barwy i mętności, ale jeszcze większym problemem jest wytrącający się podczas przepływu osad.
W celu redukcji żelaza i manganu z wody stosuje się najczęściej przemysłowe odżelaziacze i odmanganiacze wody wykorzystujące wstępne napowietrzanie. Aeracja wody przyspiesza proces strącania żelaza w formie nierozpuszczalnych osadów, które zostają zatrzymane na złożu katalitycznym (np. na mieszance Ironit-Defeman), obniża stężenie dwutlenku węgla oraz umożliwia niewielką korektę pH wody.
Nowoczesne przemysłowe odżelaziacze wody wymagające wstępnego napowietrzenia przy pomocy aeratorów hydraulicznych (zwężki inżektorowe) lub pneumatycznych (kompresory bezolejowe) współpracują ze zbiornikami bezprzeponowymi (przepływowymi) lub mieszaczami wodno-powietrznymi.
Zmiękczanie wody w przemyśle
Zmiękczanie wody polega przede wszystkim na usuwaniu jonów wapnia i magnezu, które nadają wodzie twardość, co z kolei sprzyja powstawaniu kamienia kotłowego. Do redukcji wysokiego stopnia twardości w przemyśle stosuje się zmiękczacze wody o dużej wydajności działające na zasadzie wymiany jonowej.
Przemysłowa odwrócona osmoza
Przemysłowa odwrócona osmoza jest niezbędna do produkcji wody o bardzo wysokim stopniu czystości. Najważniejszą częścią tych filtrów jest membrana osmotyczna, na której zachodzi właściwy proces oczyszczania wody. Jej dokładność wynosi 0,0001 mikrona, przez co zapewnia niezwykle precyzyjną filtrację na poziomie pojedynczych jonów. Parametry przemysłowej odwróconej osmozy dobiera się na podstawie wymagań procesów produkcyjnych oraz jakości wody na wejściu.
Przemysłowa dezynfekcja wody
Woda w przemyśle powinna być czysta pod kątem mikrobiologicznym. To warunek niezbędny praktycznie w każdym przedsiębiorstwie. Wody naturalne zawierają jednak różnego rodzaju drobnoustroje, w tym groźne patogeny chorobotwórcze. Stosowane powszechnie metody dezynfekcji mają na celu zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form mikroorganizmów oraz zahamowanie ich późniejszego rozwoju. Dużą skutecznością cieszy się w tym zakresie chlorowanie, ozonowanie i naświetlanie promieniami ultrafioletowymi.
Dlaczego warto odżelaziać wodę?
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.
Skąd bierze się żelazo w naszej wodzie?
Woda udostępniona przez sieci wodociągowe jest uzdatniona, jednak zła kondycja instalacji wodociągowej (skorodowane zbiorniki, rury itd.) oraz czynniki przemysłowe są odpowiedzialne za wtórne zanieczyszczenie wody, a co za tym idzie za pojawienie siś w niej zbyt dużej ilości żelaza, która jest niebezpieczna dla naszego zdrowia, poza tym powoduje rdzewienie sanitariatów i powstawanie na nich nieestetycznych, żółtych zacieków.
Podsumowanie
Optymalizacja parametrów wody w aplikacjach przemysłowych jest możliwa, dzięki implementacji specjalistycznych rozwiązań z zakresu jej uzdatniania. Osiągnięcie w tym zakresie zadowalających wyników wiąże się nierozerwalnie z zastosowaniem odpowiednich rozwiązań, które zapewnią efektywność operacyjną, zarówno w kontekście jakości produktów, jak i niższych kosztów całego procesu.
tags: #odżelazianie #wody #przemysłowe #metody
