Osmoza Wody Kotłowej: Zasada Działania i Znaczenie Uzdatniania
- Szczegóły
Woda czerpana z własnego ujęcia w gospodarstwie domowym nie zawsze spełnia konkretne normy - a te do każdego zastosowania są inne. Przykładowo, jeśli chodzi o wodę do celów chłodniczych lub kotłowych, w grę wchodzi przede wszystkim jej pH, czyli poziom kwasowości lub zasadowości cieczy. Z kolei jeśli chodzi o wodę do celów bytowych oraz spożywczych, powinna być ona stosunkowo miękka i pozbawiona wszelkich bakterii, drobnoustrojów i pierwiastków, które mogą szkodzić ludzkiemu zdrowiu. Jak pogodzić ze sobą wszystkie te wymogi? Odpowiedzią są oczywiście odpowiednio dobrane filtry do wody lub budowa domowej stacji uzdatniania wody.
Woda kotłowa, do celów chłodniczych oraz ta, której używa się w gospodarstwie domowym do gotowania, prania czy mycia, powinna spełniać określone parametry. Niestety - każdy z tych rodzajów cieczy musi odpowiadać innym normom. Aby uzyskać różne cechy wody, która doprowadzana jest do gospodarstwa domowego z jednego ujęcia, niezbędne jest zastosowanie różnego rodzaju technologii uzdatniania wody.
Wymagania dotyczące wody do celów chłodniczych i kotłowych
Przede wszystkim nie może przyczyniać się do powstawania w rurach czy samych urządzeniach (kotłach, klimatyzatorach) osadu, kamienia kotłowego, korozji czy szlamu. Oznacza to, że nie powinna zawierać substancji, które przyczyniają się do tworzenia osadów (żelazo, mangan, bakterie i inne drobnoustroje), a oprócz tego musi osiągać określony poziom pH. Dla wody do celów kotłowych będzie to przedział 7,0 - 11,0, dla wody do celów chłodniczych natomiast 7,2 - 9,5, a dla wody do celów spożywczych 6,5 - 8,5 pH. Jak uzyskać takie parametry w gospodarstwie domowym?
Metody uzdatniania wody do celów kotłowych i chłodniczych
Uzdatnianie wody do celów chłodniczych i grzewczych najłatwiej osiągnąć poprzez korektę chemicznego składu cieczy. Polega ona na zmianie pH cieczy, a także na neutralizacji niepożądanych związków, pierwiastków czy bakterii za pomocą środków chemicznych, dodawanych bezpośrednio do wody. Oprócz korekty chemicznej bardzo popularną metodą oczyszczania wody z niepożądanych związków jest odwrócona osmoza, dzięki której takie pierwiastki jak żelazo czy mangan zostają usunięte z cieczy, a tym samym nie wpływają negatywnie na działanie instalacji grzewczej lub chłodniczej. Odwrócona osmoza to również dobry sposób na zmiękczanie wody, którą później wykorzystuje się do picia, gotowania, prania czy sprzątania.
Uzdatnianie wody do celów kotłowych i chłodniczych to niezbędny element w procesie projektowania instalacji domowej, do której zasilania czerpie się wodę z przydomowego ujęcia. Woda kotłowa oraz woda do celów chłodniczych nie może bowiem zawierać bakterii i drobnoustrojów (które przyczyniają się do zamulenia wody w instalacji oraz powstawania szlamu, a tym samym - zwężania światła rur), manganu i żelaza (również zamulają wodę, a dodatkowo wzmagają powstawanie rdzy i, co za tym idzie - niszczenie instalacji od wewnątrz) oraz gazy rozpuszczające się w wodzie, takie jak dwutlenek siarki, powodujące jeszcze szybszą korozję.
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
Woda do celów kotłowych, która nie zostanie odpowiednio uzdatniona, przyczynia się do powstawania negatywnego zjawiska, zwanego kamieniem kotłowym. To osad, który w późniejszym czasie zbija się w grudki i niejako tamuje prawidłowy przepływ wody, a w efekcie zmniejsza całkowitą wydajność instalacji, może powodować awarie, zatkanie światła rur, a w najgorszym wypadku - zniszczenie grzejników lub kotła grzewczego.
Podobnie sytuacja wygląda z uzdatnianiem wody do celów chłodniczych. Coraz więcej osób decyduje się na założenie klimatyzacji w nowych domach - przy czym należy pamiętać, że kamień kotłowy może również zniszczyć taką instalację. Woda do celów chłodniczych w szczególności powinna być pozbawiona wszelkich mikroorganizmów, bakterii i innych substancji organicznych, które zagrażają nie tylko samej instalacji chłodniczej (zamulenie i zwężenie światła rur, wzrost pleśni i grzybów), ale również użytkownikom takich urządzeń - ze względu na wspomniany wcześniej rozwój pleśni i grzybów.
Klimatyzator, w którym taki problem już powstał, będzie oddawał do otoczenia powietrze z bakteriami, zagrażające drogom oddechowym osób przebywających w pobliżu takiego klimatyzatora. Woda do celów chłodniczych, podobnie jak woda do celów kotłowych, może być uzdatniana z wykorzystaniem korekty chemicznej - czyli poprzez dodanie środka chemicznego, który zmieni pH wody do celów chłodniczych na odpowiednie.
Oprócz tego warto rozważyć system odwróconej osmozy, który w domowej stacji uzdatniania wody wspomoże nie tylko uzdatnianie wody do celów chłodniczych, ale również wpłynie na twardość wody oraz na zawartość różnych pierwiastków w cieczy przeznaczonej do prania, gotowania czy spożycia przez domowników.
Odwrócona Osmoza w Domu - Najlepsza Metoda dla Zdrowia i Ochrony Instalacji
Korekta chemiczna, przeprowadzana za pomocą dodawania odpowiednich środków, bez problemu może być stosowana również do uzdatniania wody do celów spożywczych. Dzięki takiemu działaniu dostosowuje się pH wody do odpowiedniego poziomu, a także usuwa z niej niepożądane substancje. Nie jest to jednak jedyny sposób, dzięki któremu woda będzie nadawać się do spożycia. Jedną z popularniejszych metod jest oczywiście filtr odwróconej osmozy - technologia wykorzystująca membrany z mikrootworami, które są tak małe, że przepuszczają cząsteczki wody, a zatrzymują nie tylko wszelkiego rodzaju wirusy, bakterie czy drobnoustroje, ale również pierwiastki i inne substancje, wywołujące wiele negatywnych skutków.
Przeczytaj także: Analiza dzbanków filtrujących wodę z RO
Przede wszystkim woda oczyszczona za pomocą filtra odwróconej osmozy w domu, pozbawiona jest manganu oraz żelaza. Oba te pierwiastki występują naturalnie w ujęciach głębinowych, jednak ich zbyt wysokie stężenie w wodzie może podrażniać śluzówkę gardła i przyczyniać się do powstawania zgagi. Ponadto to właśnie duża zawartość żelaza i manganu w wodzie odpowiada za powstawanie rdzawych zacieków na armaturze łazienkowej, białym praniu czy na jasnej zastawie stołowej.
Odwrócona osmoza w domu pomaga również pozbyć się z wody nadmiaru magnezu i wapnia - te dwa pierwiastki z kolei są dobre dla ludzkiego organizmu (choć w zbyt dużej ilości mogą być szkodliwe), ale wykazują bezwzględne działanie dla wszystkich sprzętów domowych, które mają styczność z wodą. Są one bowiem powodem powstawania kamienia - na grzałce pralki, w czajniku, w ekspresie do kawy czy na bateriach kuchennych i łazienkowych.
Odwrócona osmoza w domu niweluje wreszcie wszelkie bakterie i drobnoustroje, mogące powodować zatrucia pokarmowe, uczulenia lub podrażnienia przewodu pokarmowego.
Proces Odwróconej Osmozy
Podstawą procesu odwróconej osmozy stanowi zjawisko osmozy naturalnej. Polega ono na samorzutnym przenikaniu rozpuszczalnika przez membranę półprzepuszczalną, tj. taką, która przepuszcza rozpuszczalnik, a zatrzymuje jony. Jeżeli membrana rozdziela roztwór od rozpuszczalnika lub dwa roztwory o różnym stężeniu, następuje samorzutny przepływ rozpuszczalnika w kierunku roztworu o większym stężeniu. Ciśnienie zewnętrzne równoważące przepływ osmotyczny nazywane jest ciśnieniem osmotycznym. Jest ono charakterystyczne dla danego roztworu.
W przypadku, gdy po stronie roztworu wytworzy się ciśnienie hydrostatyczne przewyższające ciśnienie osmotyczne, rozpuszczalnik będzie przenikał z roztworu bardziej stężonego do roztworu rozcieńczonego, a więc w kierunku odwrotnym niż w procesie osmozy naturalnej. Stąd też, proces ten nazywany jest odwróconą osmozą lub, zamiennie hiperfiltracją. Siłą napędową w procesie tym jest różnica aktywności rozpuszczalnika w roztworach rozgraniczonych przez membranę.
Przeczytaj także: Vontron w Akwarystyce: Opinie Użytkowników
Wartość przepuszczalności membrany zależy od rozpuszczalności substancji przechodzącej przez membranę oraz od jej współczynnika dyfuzji. Dla membran używanych do RO przyjmuje ona wartości z zakresu 4·10-8 - 4·10-10 m3/(m2·h·Pa). Ciśnienia transmembranowe stosowane w odwróconej osmozie znacznie przewyższają ciśnienia stosowane w innych ciśnieniowych procesach membranowych i wynoszą 1,5 - 4,5 MPa dla wód słodkich (osmoza niskociśnieniowa) oraz 6 - 11 MPa dla wód słonych (osmoza wysokociśnieniowa).
Zastosowanie Odwróconej Osmozy
Systemy odwróconej osmozy znajdą zastosowanie w naprawdę wielu dziedzinach przemysłu. Generalnie rzecz biorąc, wszędzie tam, gdzie niezbędna jest czysta woda. Od prozaicznych zastosowań w rodzaju myjni bezdotykowych, przez wszelkiego rodzaju kotłownie, lakiernie proszkowe, stacje dializ czy laboratoria medyczne.
W technologii oczyszczania wody proces RO wykorzystywany jest głównie do odsalania wód morskich i słonawych oraz w przemyśle do przygotowania wody ultraczystej dla niektórych gałęzi przemysłu, np. farmaceutycznego lub elektronicznego. Zastosowanie tego typu procesów w oczyszczaniu wody przeznaczonej do spożycia i na potrzeby gospodarcze jest ograniczone z powodu usuwania z niej dużej ilości jonów. Stosuje się go do separacji soli nieorganicznych i małocząsteczkowych związków organicznych.
Uzdatnianie Wody do Produkcji Pary
Wytwarzanie pary technologicznej wymaga stosowania odpowiednio przygotowanej wody, która się nie pieni oraz nie powoduje korozji instalacji, czy wytrącania osadów. Para jest obecnie stosowana w wielu różnych sektorach gospodarki, takich jak rolnictwo, energetyka, a także przemysł spożywczy, chemiczny czy motoryzacyjny.
Aby wytworzyć parę, konieczna jest odpowiednia ilość ciepła wystarczająca do zainicjowania przemiany fazowej. Do wytwarzania pary technologicznej wykorzystywane są kotły parowe i wytwornice pary, a stosowana w nich woda musi mieć odpowiednie parametry. Jej jakość jest istotna zarówno w kontekście stanu technicznego urządzeń, jak i samego przebiegu procesów, w których bierze udział para wodna. Profesjonalne uzdatnianie wody do produkcji pary stanowi tym samym jeden z kluczowych etapów jej wytwarzania, a dobór odpowiednich metod filtracji wymaga szerokiej wiedzy i doświadczenia.
Uzdatniając wodę na potrzeby produkcji pary wodnej należy zwrócić szczególną uwagę na twardość wody, stężenie żelaza, całkowitą zawartość soli rozpuszczonych oraz odczyn pH. Aby zapewnić prawidłowe działanie kotłów parowych i generatorów pary, z wody należy wyeliminować przede wszystkim rozpuszczone w niej sole, tlen i dwutlenek węgla.
Kamień w wodzie zmniejsza przewodnictwo cieplne, przez co dochodzi do znacznego obniżenia wydajności kotła parowego, a z biegiem czasu powoduje awarie. Zawsze podkreślam, że w kotłach i generatorach pary mogą występować aż cztery rodzaje kamiennego osadu - kamień węglanowy, osady zawierające tlenki żelaza (najczęściej występują w kotłach parowych), kamień siarczanowy i krzemionka.
HydroFLOW w Systemach Odwróconej Osmozy
Technologia HydroFLOW opiera się na fizycznym, bezchemicznym podejściu do uzdatniania wody. Urządzenie generuje unikalny sygnał, który przechodzi przez wodę, zakłócając proces powstawania osadów mineralnych i biofilmu. Dzięki temu, systemy RO pracują stabilnie i przewidywalnie, co poprawia efektywność filtracji, zmniejsza ryzyko awarii i ułatwia planowanie serwisów. To innowacyjne podejście pozwala na znaczną redukcję kosztów związanych z konserwacją, zużyciem chemikaliów i przedłużeniem żywotności kluczowych komponentów, w tym samej membrany.
Korzyści z zastosowania HydroFLOW:
- Ochrona membran RO przed osadami mineralnymi.
- Zapobieganie zatykaniu membrany.
- Mniejsze zużycie agresywnych chemikaliów.
- Dłuższa żywotność membrany RO.
- Redukcja biofilmu i zanieczyszczeń biologicznych.
- Poprawa jakości i smaku wody.
Porównanie Metod Uzdatniania Wody
| Metoda uzdatniania | Usuwane zanieczyszczenia | Wady/Wyzwania |
|---|---|---|
| Odwrócona osmoza (RO) | Prawie 100% zanieczyszczeń, w tym metale ciężkie (ołów, rtęć) i mikroorganizmy (bakterie, wirusy) | Może usuwać korzystne minerały (wapń, magnez), wymaga częstej wymiany filtrów i membrany, problem zatykania porów membrany (fouling) |
| Filtry węglowe | Chlor, zanieczyszczenia organiczne, poprawa smaku i zapachu | Nie usuwają metali ciężkich, mikroorganizmów ani kamienia |
| Zmiękczacze wody (jonowymienne) | Sole wapnia i magnezu, zmiękczanie wody | Nie usuwają innych zanieczyszczeń, np. pestycydów czy bakterii |
| Technologia HydroFLOW | Zapobieganie osadom mineralnym i biofilmowi, co pozwala utrzymać wydajność filtracji | Nie jest samodzielną metodą filtracji, lecz uzupełnieniem do istniejących systemów |
tags: #osmoza #wody #kotłowej #zasada #działania
