Metody uzdatniania i rozdzielania wody
- Szczegóły
Uzdatnianie wody to proces dostosowywania jej jakości do wymagań wynikających z przeznaczenia. Istnieje wiele różnorodnych procesów uzdatniania wody, połączonych procesów jednostkowych i ich doboru.
Procesy mechaniczne w uzdatnianiu wody
Cedzenie to proces zatrzymywania dużych fragmentów ciał stałych pływających. W tym procesie wykorzystuje się kraty, sita, mikrosita, które ustawiamy przed pompami.
Sedymentacja to proces rozdzielania ciał stałych od cieczy pod działaniem siły ciężkości. Powoduje ona opadanie fazy stałej o gęstości większej od gęstości cieczy.
Flotacja jest wyjątkiem w procesie sedymentacji, gdzie następuje oddzielenie formy stałej od formy ciekłej, polegającym na wyniesieniu cząstek o mniejszej gęstości wody na jej powierzchnię. Stosuje się ją do usuwania zawiesin powstających m.in.
Filtracja jest ostatnim zabiegiem przy klarowaniu wody mającym za zadanie usunięcie reszty najdrobniejszych zawiesin.
Przeczytaj także: Technologie oczyszczania ścieków
Procesy fizykochemiczne w uzdatnianiu wody
Koagulacja jest procesem powszechnie stosowanym w oczyszczaniu wód powierzchniowych posiadających podwyższoną barwę, mętność i specyficzny zapach. W tym procesie usuwane są zanieczyszczenia, których nie udało się wcześniej usunąć w procesie sedymentacji i flotacji. Najczęściej usuwane są zanieczyszczenia o charakterze koloidalnym.
Sorbcja polega na fizyko - chemicznym zatrzymaniu zanieczyszczeń występujących w wodach na materiale porowatym.
Usuwanie żelaza i manganu
Odżelazianie - większość wód zawiera zróżnicowane ilości związków żelaza, a w przypadku wód podziemnych przeważa żelazo II wartościowe. Fe2+, a następnie utlenia się tlenem z powietrza do Fe(OH)3. Dalszy proces przebiega jak wyżej.
Odmanganianie - mangan jest bardzo trudny do usunięcia, ponieważ hydroliza manganu (II) przebiega w sposób długotrwały. Podstawą usuwania manganu z wód powierzchniowych jest proces przemiany manganu (II) w wodzie w mangan (IV). Metoda chemiczno - fizyczna usuwania manganu polega na przepuszczaniu wody przez specjalne złoże wykonane z piroluzytu.
Dezynfekcja wody
Dezynfekcja ma na celu zniszczenie bakterii i mikroorganizmów zawartych w wodzie. Wody powierzchniowe lub płytkie podziemne mogą być skażone biologicznie. W wyniku analiz można stwierdzić obecność wirusów, bakterii oraz ich form przetrwalnikowych. Celem dezynfekcji jest zniszczenie organizmów żywych występujących w wodzie oraz zapobieganie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej.
Przeczytaj także: Zła jakość powietrza w domu: przyczyny i rozwiązania
Usuwanie gazów z wody
Proces ma na celu usunięcie gazów rozpuszczonych w wodzie, takich jak dwutlenek węgla. Agresywny dwutlenek węgla rozpuszcza CaCO3 , np. metali. Gazy, ze wzrostem temperatury, można je usunąć przez ogrzewanie wody.
Zmiękczanie wody
Twarda woda powoduje powstawanie kamienia kotłowego, który jest złym przewodnikiem ciepła. Kamień powstaje w wodzie wrzącej. Oprócz tego tworzy się tzw. mułu kotłowego. Kamień kotłowy utrudnia normalną pracę powierzchni przewodzącej ciepło.
Twardość wody można usunąć przez ogrzanie wody, co usuwa twardość przemijającą, lub metodami chemicznymi, np. za pomocą wapna i sody, polifosforanów itp.
Metody zmiękczania wody
- Metoda wapienna: Woda surowa kierowana jest do sytnika wapna, w którym jest nasycana wodorotlenkiem wapniowym (stężenie Ca(OH)2 w nasyconym roztworze wodnym wynosi ok. Schemat aparatu przedstawia rysunek poniżej.
- Metoda fosforanowa: Działa w podobny sposób, jak opisany powyżej. Jest to proces końcowy po wstępnym zmiękczeniu metodą wapno-soda. Schemat aparatu do zmiękczania fosforanami przedstawia rysunek poniżej. Twardość szczątkowa uzyskana tą metodą wynosi ok. mval/dm3.
Istnieje również metoda chemiczna usuwania kamienia, roztwarzając go w roztworach kwasów np. HCl, H3PO4 itp. Prowadzi się ją w podwyższonej temperaturze ok. 60 - 800C.
Techniki membranowe
Techniki membranowe stały się popularnymi metodami rozdzielania mieszanin zarówno w przemyśle, jak i w ochronie środowiska.
Przeczytaj także: Uzdatnianie wody w dużych akwenach
Większość membran dostępnych na rynku zbudowana jest z wysoce selektywnych i przepuszczalnych materiałów, a postęp w pracach nad polimerami syntetycznymi sprawił, że wzrosło zainteresowanie wykorzystania membran w tzw.
Membrany można oczyszczać w sposób naturalny stosując przepływ wsteczny. O wydajności danej instalacji decyduje jednostkowa wydajność membran.
Należy wspomnieć o ograniczonej żywotności membran, która wynika z wytrzymałości chemicznej i termicznej, która choć wysoka - ma swój okres użyteczności.
Odsalanie wody
Aż 97 proc. zasobów wody na naszej planecie to woda morska i oceaniczna o znacznym stopniu zasolenia, która w efekcie nie nadaje się do spożycia. Rozwiązaniem mogą być technologie odsalania wody morskiej i obecnie tego typu procesy prowadzone są w ponad 100 krajach na całym świecie. Odsalanie polega na usunięciu z wody morskiej soli i innych rozpuszczonych w niej substancji.
Wśród najpopularniejszych metod odsalania wody są m.in. destylacja i techniki membranowe. Są to jednak procesy energochłonne i przez to kosztowne.
Stabilizacja wody
Woda nie może ulegać wzbogaceniu w trakcie transportu do odbiorcy w żadne składniki, zarówno w postaci gazowej jak i stałej. Nie może ona także posiadać właściwości korodujących.
tags: #sposoby #rozdzielania #uzdatnianie #wody
