Odżelazianie Wody: Metody i Przepisy Środowiskowe
- Szczegóły
Woda to jeden z podstawowych czynników niezbędnych nam do życia. Razem z powietrzem stanowią podstawę funkcjonowania żywych organizmów. Do tego warto pamiętać, że substancja ta stanowi około 70% ludzkiego ciała, a każdego dnia powinniśmy dostarczać organizmowi 2-3 litry tego płynu.
Woda występuje w przyrodzie w sposób naturalny i jest jednym z surowców biorących udział w krążeniu miedzy poszczególnymi strefami. Jej właściwości sprawiają, że jest doskonałym rozpuszczalnikiem, przez co przenikają do niej niemal wszystkie związki i minerały zawarte w skorupie ziemskiej. Oprócz typowych związków występujących w przyrodzie w sposób naturalny bardzo często trafiają do niej także substancje pochodzące z działalności człowieka.
Najpowszechniejsze z nich to żelazo, mangan, azotany i amoniak. To właśnie te związki stanowią w głównej mierze zanieczyszczenia, których należy się pozbyć zanim woda trafi do obiegu w naszym domu. Uzdatnianie wody, filtracja oraz kontrola jakości to konieczność, której nie zawsze jesteśmy świadomi. Woda jako podstawowy czynniki o znaczeniu gospodarczym nie może być pozostawiona sama sobie.
Znaczenie Jakości Wody
Jakość wody ma realne przełożenie na stan instalacji, w których krążą. Parametry jakości wody wynikają z jej wizualnej oceny oraz analizy składu chemicznego. Taka informacja pozwala nam ocenić jakie metody uzdatniania są wskazane. Uzdatnianie wody jest zatem procesem dostosowania jej właściwości fizykochemicznych do wymagań wynikających z jej przeznaczenia.
Polega na doborze odpowiednich filtrów oraz efektywności usuwania danych zanieczyszczeń. Ocena jakości wody oparta jest na analizie fizykochemicznej wykonanej w profesjonalnym laboratorium (stacje sanitarno-epidemilogiczne, laboratoria kontroli środowiska lub laboratoria na wyższych uczelniach). Na tej podstawie dokonuje się doboru metody uzdatniania wody.
Przeczytaj także: Rodzaje złóż do odżelaziania wody
Mikroorganizmy znajdujące się w wodzie pitnej stanowią zagrożenie dla zdrowia człowieka. Dlatego często woda pitna, zanim trafi do spożycia przechodzi proces dezynfekcji, który polega na zniszczeniu chorobotwórczej flory. Przede wszystkim chodzi o deaktywację mikroorganizmów, hamowanie ich wzrostu i reprodukcji.
Jeśli zauważymy nieprzyjemny zapach, osad w czajniku lub zmatowienie naczyń, to sygnał, że warto poprawić jakość wody z kranu. Najczęstsze rozwiązania to montaż filtra narurowego na głównym przyłączu wody lub instalacja filtra węglowego pod zlewem. Nieco większej inwestycji wymaga wybór systemu odwróconej osmozy z mineralizatorem.
Na co dzień ważna jest także regularna konserwacja instalacji wodnej i sprawdzanie jakości rur. Często woda spełnia normy, ale ma nieprzyjemne dla nas walory sensoryczne zaburzone przez chlor, siarkowodór lub osady żelaza. Jak poprawić smak i zapach wody? Pomóc powinno zastosowanie filtra z węglem aktywnym, który neutralizuje zapach i smak. Do codziennego użytku warto korzystać z dzbanka filtrującego.
Dla pełnej kontroli nad jakością wody w całym domu warto zainwestować w domową stację uzdatniania wody. Systemy te mogą łączyć kilka technologii: filtrację mechaniczną (wstępną), zmiękczanie wody (usuwanie kamienia), filtrację węglową, lampy UV (dezynfekcja), odwróconą osmozę (do wody pitnej). Woda ze studni może zawierać nadmiar żelaza, manganu, azotanów lub bakterii.
Technologie Uzdatniania Wody
Filtracja Mechaniczna
Filtracja mechaniczna początkuje uzdatniania wody w każdym przypadku. Stanowią jeden z najprostszych i najtańszych sposobów uzdatniania wody. Jest to proces pozbywania się zanieczyszczeń stałych, które występują w wodzie studziennej, jak również z sieci wodociągowych. Dotyczy to głównie piasku, blaszek rdzy, resztek materiałów uszczelniających itp. Filtry mają za zadanie usunąć te cząstki.
Przeczytaj także: Jak wybrać skuteczne odżelazianie wody?
Takie działanie ma bardzo dobry wpływ na ochronę przewodów i urządzeń w naszym domu pracujących z wykorzystaniem wody - kotły c.o. (tzw. kamień kotłowy), pralki, czajniki itp. Rynek oferuje szeroką gamę filtrów mechanicznych, których skutecznmość wynika z wielkość najmniejszych usuwanych cząstek.
Filtracja Węglowa
Tego typu filtry służą do usunięcia z wody chloru, który jest efektem koniecznego procesu dezynfekcji tym związkiem wody w każdym ujęciu komunalnym celem pozbycia się bakterii. Taki proces wiąże się z nieprzyjemnym zapachem i smakiem jaki pozostaje w wodzie. Tego typu filtr wykorzystuje adsorpcję mieszaną (fizyczną i chemiczną). Stosując filtrację na aktywnym węglu pozbywamy się chloru i jego związków a także zanieczyszczeń organicznych, znika też przykry zapach oraz żółte zabarwienie.
Tu jednak rodzie się pytanie, czy usunięcie chloru nie prowadzi do wtórnego zanieczyszczenia? Pewne jest, że taka woda nie może być spożywana bez uprzedniego przegotowania. Filtry nowej generacji posiadają możliwość przepływu zwrotnego wody stosowanego w celu okresowego przeczyszczenia wkładu filtracyjnego z większych zanieczyszczeń.
Węgiel aktywny - produkowany z wybranych gatunków węgla kamiennego, co zapewnia utrzymanie stałej jakości uzdatniania wody. Struktura porów idealna do usuwania zanieczyszczeń w procesach uzdatniania wody i filtracji.
Odżelazianie i Odmanganianie
Zwiększona zawartość manganu i żelaza oraz obecnością siarkowodoru i amoniaku wiąże się głównie z wodą z głębszych warstw, czyli podziemną, która jest mniej zanieczyszczona związkami pochodzącymi z działalnością gospodarczą. Wzrost zawartości żelaza i manganu negatywnie wpływa na właściwości organoleptyczne wody, zmiania się jej barwa i wzrasta mętność.
Przeczytaj także: Skuteczne odżelazianie wody: kompleksowy przegląd
Jest to proces rozpuszczania tych związków w formy trudno rozpuszczalne, które są zatrzymywane na drodze filtracji na odpowiednim złożu, w filtrze pospiesznym. Wybór rodzaju złoża zależy od składu fizykochemicznego wody, postaci, w jakiej występuje żelazo czy mangan, zawartości tlenu rozpuszczonego oraz dwutlenku węgła i związków organicznych. Jeżeli żelazo i mangan występują w znacznych ilościach woda powinna być filtrowana dwustopniowo.
Filtry odżelaziające i odmanganiające montuje się za filtrami mechanicznymi, ale zawsze przed urządzeniami zmiękczającymi wodę. Przy doborze metody usuwania żelaza i manganu istotny jest także prawidłowy dobór płukania filtrów.
Ozonowanie
Ozon w uzdatnianiu wody stosuje się w roli czynnika dezynfekującego lub jako utleniacz. Likwiduje substancje zaburzające prawidłowy smak i zapach wody.
Ozon - działanie bakteriobójcze ozonu polega na zwiększeniu przepuszczalności błony komórkowej na skutek ozonolizy nienasyconych kwasów tłuszczowych występujących w lipidach. Powoduje to rozpad cząsteczki w miejscu podwójnego wiązania między atomami węgla na fragmenty o krótszym łańcuchu. Lipidy są ważnym składnikiem budulcowym nie tylko ścianki komórkowej, lecz także błony cytoplazmatycznej, osłaniającej protoplast.
Zmiękczanie Wody
Istotą procesu jest równoważna wymiana jonów azotanowych z uzdatnianej wody na jony chlorkowe z żywicy jonowymiennej. Zmiękczania wymaga woda tzw. twarda, czyli zawierająca dużą ilość jonów wapnia i magnezu. Twarda woda - zgodnie z obowiązująca w naszym kraju normą ogólna twardość wody przeznaczonej do spożycia może zawierać się w przedziale 60-500 mg CaCO3/litr. Twardą wodę należy zmiękczyć.
Przed zmiękczaczem powinien być zainstalowany filtr mechaniczny, który zabezpieczy głowicę sterującą zmiękczacza i żywicę jonowymienną przed zanieczyszczeniami mechanicznymi, przyczyniając się tym samym do lepszej pracy i przedłużenia żywotności urządzenia. Woda poddawana zmiękczaniu powinna być również odżelaziona i odmanganiona, w przeciwnym wypadku część zdolności jonowymiennej zostanie wykorzystana na wymianę jonów żelaza i manganu.
Twardość ogólna, będąca sumą twardości węglanowej i niewęglanowej jest usuwana na kationicie silnie kwaśnym w cyklu sodowym - podczas przepływu wody przez żywicę jonowymienną powodujące twardość jony wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+) wymieniane są na jony sodu (Na+). Częstość regeneracji zmiękczacza zależy od twardości oraz ilości uzdatnianej wody.
Odwrócona Osmoza
Proces ten wykorzystuje zjawisko osmozy - transport rozpuszczalnika (wody) przez membranę półprzepuszczalną, tzn. różnica stężeń rozpuszczonych soli w roztworach rozgraniczonych przez membranę to siła warunkująca tempo przebiegu tego procesu. Przyłożenie, po stronie roztworu bardziej stężonego, odpowiednio wysokiego ciśnienia zewnętrznego spowoduje przepływ wody w kierunku przeciwnym do naturalnego.
Podstawowym elementem każdego urządzenia odwróconej osmozy jest moduł, zawierający jedną lub więcej membran. Wysokociśnieniowa pompa w sposób ciągły podaje wodę do obudowy, w której zainstalowana jest półprzepuszczalna membrana. Strumień wody zasilającej jest rozdzielany na dwa strumienie: permeat (o niskiej zawartości soli) oraz koncentrat (zatężone sole). Zawór koncentratu służy do regulacji stosunków tych strumieni oraz pozwala utrzymać ciśnienie na membranach.
Woda po systemie odwróconej osmozy jest prawie całkowicie odsolona. Gazowe składniki wody takie jak tlen czy dwutlenek węgla przechodzą przez membranę. Woda zasilająca urządzenie do demineralizacji wody metodą odwróconej osmozy wymaga zwykle wstępnego przygotowania - należy usunąć z niej wszystkie substancje, które mogą zakłócić lub uniemożliwić pracę membran wskutek ich zablokowania.
Woda ta powinna być zmiękczona, pozbawiona żelaza, manganu, oleju oraz wolnego chloru, a indeks koloidalny SDI nie powinien być większy niż 3. Do prawidłowego doboru technologii i urządzeń konieczna jest pełna analiza wody surowej. Instalacja odwróconej osmozy powinna być eksploatowana w sposób ciągły; jeżeli pracuje okresowo, to w czasie postoju należy ją uruchamiać przynajmniej 1 raz w ciągu doby na okres nie krótszy niż 20 min.
Wymiana Jonowa
Przeprowadzana w układzie dwóch kolumn, z których jedna wypełniona jest silnie kwaśnym kationitem pracującym w cyklu wodorowym, a druga - anionitem (z reguły silnie zasadowym), pracująca w cyklu wodorotlenowym. Innym sposobem jest wymiana jonowa na złożu mieszanym.
Do regeneracji jonitów silnie kwaśnych używa się zwykle 6% roztworu kwasu solnego (HCl), który magazynowany jest w zbiorniku kwasu w formie zatężonej tj. 33%. W wyniku tej regeneracji powstają ścieki silnie kwaśne o pH 1-2 zawierające duże ilości jonów chlorkowych. Do regeneracji jonitów silnie zasadowych używa się zasady sodowej (NaOH) o stężeniu 4-6%, która magazynowana jest w zbiornikach ługu o stężeniu 42%.
Dezynfekcja Promieniami UV
Celem dezynfekcji wody jest zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych oraz zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej. Związane jest to z występującym w naturalny sposób skażeniu biologicznym (wirusy, bakterie, pasożyty) wody powierzchniowej oraz płytkich wód podziemnych.
Promienie UV (bez użycia środków chemicznych, dlatego nie zmienia jej składu fizykochemicznego, smaku i zapachu) - jest to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 10- 400 nm; umownie wydziela się trzy pasma: UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm) i UV-C o działaniu bakteriobójczym (200-280 nm).
Różna odporność mikroorganizmów na działanie ultrafioletu wymaga dobrania odpowiedniej dawki promieniowania. Dla potrzeb dezynfekcji wody pitnej w wodociągach zwykle zakłada się skuteczność względem bakterii Escherichia coli na poziomie 99,9%. Nie grozi również przedawkowaniem środka dezynfekcyjnego; zawiesiny i cząstki koloidalne mogą sorbować pewne ilości promieni UV, zmniejszając tym samym efekty dezynfekcji, dlatego wstępnie należy się ich pozbyć.
Miarą skuteczności bakteriobójczego działania lampy jest procentowy udział energii oddawanej w postaci promieniowania UV-C o długości 254 nm w stosunku do energii pobieranej przez lampę. Proces dezynfekcji przebiega w sposób ciągły. Woda dopływa do urządzenia króćcem dopływowym i po napromieniowaniu odpływa króćcem odpływowym.
Preparaty Chemiczne
Poprawę jakoiści wody można osiągnąć stosując również różnego rodzaju preparaty chemiczne. Trzeba jednak pamiętać, że tego typu sposoby uzdatniania wody musi przebiegać w określonych warunkach, aby do wody nie dostało się zbyt dużo środka czyszczącego. Takie metody stosuje się w różnych branżach przemysłu i przy różnych technologiach uzdatniania wody, m.in.
- Przy uzdatnianiu wody kotłowej dozuje się: preparaty korygujące odczyn pH; preparaty wiążące twardość resztkową; inhibitory korozji; preparaty wiążące tlen; preparaty wytwarzające warstwę ochronną (tzw.
- Przy uzdatnianiu wody chłodniczej oraz do klimatyzacji dozuje się: inhibitory korozji - preparaty wytwarzające warstwę ochronną (tzw.
- Przy dezynfekcji wody dozuje się: podchloryn sodu (NaOCl); inne preparaty służące do dezynfekcji wody (np.
Wybór Systemu Uzdatniania Wody
- Filtracja mechaniczna vs. Do wody z własnej studni lub bardzo zanieczyszczonej - najlepiej zastosować oba systemy: filtrację mechaniczną jako wstępny etap i odwróconą osmozę jako końcowe oczyszczanie. Do kuchni i picia wody - odwrócona osmoza zapewni maksymalne bezpieczeństwo.
- Lokalizacja montażu urządzeń do uzdatniania wody ma znaczenie zarówno techniczne, jak i praktyczne. Pomieszczenie techniczne / kotłownia - najczęstszy wybór w nowoczesnym budownictwie. Przy wyborze lokalizacji należy upewnić się, że w pobliżu znajduje się dostęp do głównego przyłącza wody, odpływ kanalizacj...
- Jakość i skład wody - decyduje o rodzaju systemu (np.
- Wymagania konserwacyjne - niektóre systemy (np. odwrócona osmoza) wymagają częstszej wymiany wkładów, inne (np.
Przepisy Prawne
Normy wody w przemyśle Regulacje i normy dotyczące jakości wody przemysłowej mają na celu zagwarantowanie parametrów odpowiednich do zastosowań tego surowca, minimalizując tym samym ryzyko zanieczyszczenia produktów, uszkodzeń sprzętu czy negatywnego wpływu na środowisko. Akty prawne (rozporządzenia wykonawcze i normy techniczne) dotyczące wody stosowanej w przemyśle obejmują m.in. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 15 stycznia 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemów ciepłowniczych (Dz.U. 2007 nr 16 poz. 92) - określa m.in.
W Polsce obowiązują precyzyjne przepisy określające maksymalne dopuszczalne stężenia pestycydów w wodzie pitnej, zawarte w rozporządzeniu w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. 2017 poz. 2294). Warto jednak pamiętać, że nowe substancje pojawiają się na rynku szybciej niż zmieniają się przepisy. Dlatego samo spełnienie norm to nie wszystko - równie ważne jest ich stałe monitorowanie, szczególnie na terenach zagrożonych zanieczyszczeniami.
Analiza Wody
Jedyna droga do osiągnięcia krystalicznie czystej i bezpiecznej wody wiedzie przez analizę jej składu. Badanie wody jest istotne z kilku względów. Wyniki badania wody ilustrują dokładnie wykaz parametrów oraz ich wartość. To daje możliwość kompleksowej oceny rodzaju oraz stężenia zanieczyszczeń występujących w wodzie. Osoby zgłaszające się do nas z prośbą o dobór urządzeń filtracyjnych są w pierwszej kolejności pytane właśnie o przeprowadzenie badania wody. Badanie wody nie jest konieczne w przypadku wody wodociągowej. Takich informacji udziela zazwyczaj dostawca. Użytkownicy tego ujęcia decydują się na zlecenie analizy sporadycznie i jest to dyktowane raczej ciekawością.
Najczęściej sprawdzanym parametrem w przypadku wody wodociągowej jest stopień twardości wody. Zupełnie inaczej sytuacja wygląda w przypadku własnych ujęć. Tutaj kompleksowe badanie wody jest koniecznością. Jeśli głównym źródłem zaopatrzenia w wodę gospodarstwa domowego jest własne ujęcie, badanie wody należy wykonywać regularnie. Analiza wody pod kątem fizykochemicznym oraz mikrobiologicznym zalecana jest do przeprowadzenia minimum raz na 12 miesięcy.
Wykonujemy analizy wody pod kątem fizykochemicznym w specjalnie przystosowanym do tego laboratorium dysponującym nowoczesnym sprzętem badawczym. Zaawansowana technologicznie aparatura pomiarowa pozwala na precyzyjne uzyskanie wyników. W wielu przypadkach, aby precyzyjnie dostosować materiał filtracyjny do właściwości wody, wykonujemy również testy obciążeniowe. To pozwala na optymalne dopasowanie systemu uzdatniania wody do konkretnych potrzeb.
Wodę do analizy fizykochemicznej należy pobrać we wcześniej przygotowane w tym celu naczynie. Zazwyczaj poleca się 1,5 litrowe plastikowe butelki po wodzie, wcześniej dokładnie opłukane. Najpierw należy dobrze przygotować miejsce poboru próbki. Należy usunąć wszystkie zanieczyszczenia znajdujące się na wylocie kranu czerpalnego bądź zaworu. W kolejnym etapie trzeba dokładnie przepłukać instalację intensywnym strumieniem wody. Wodę spuszczać przez około 2-3 minuty strumieniem laminarnym. Przygotowany wcześniej pojemnik przepłukać badaną wodą, a następnie napełnić go całkowicie.
Pestycydy w wodzie pitnej to jedno z tych zagrożeń, które są niewidoczne gołym okiem, a jednak mogą mieć długofalowy, toksyczny wpływ na zdrowie. Ale dobra wiadomość jest taka, że nie jesteś bezbronny. Możesz zacząć działać od razu - bez wielkich inwestycji, bez skomplikowanej wiedzy technicznej. Woda z kranu lub studni może spełniać podstawowe normy mikrobiologiczne, ale to nie znaczy, że nie zawiera resztek pestycydów.
Tabela 1. Metody Uzdatniania Wody
| Metoda | Zastosowanie | Uwagi |
|---|---|---|
| Filtracja Mechaniczna | Usuwanie zanieczyszczeń stałych | Podstawowy etap uzdatniania |
| Filtracja Węglowa | Usuwanie chloru i zanieczyszczeń organicznych | Poprawia smak i zapach wody |
| Odżelazianie i Odmanganianie | Usuwanie żelaza i manganu | Wymaga odpowiedniego doboru złoża |
| Ozonowanie | Dezynfekcja i utlenianie | Likwiduje nieprzyjemny smak i zapach |
| Zmiękczanie Wody | Usuwanie jonów wapnia i magnezu | Zapobiega powstawaniu kamienia |
| Odwrócona Osmoza | Usuwanie soli i zanieczyszczeń na poziomie molekularnym | Wymaga wstępnego przygotowania wody |
| Dezynfekcja UV | Zwalczanie mikroorganizmów | Nie zmienia składu chemicznego wody |
tags: #odzelazianie #wody #metody #i #przepisy #srodowiskowe
