Uzdatnianie wody wapiennej: Metody i zastosowania
- Szczegóły
Dekarbonizacja wody to proces przydatny zarówno w przemyśle, jak i w lokalach gastronomicznych. Dekarbonizacja wody polega na całkowitej lub częściowej redukcji twardości węglanowej i jest zaliczana do metod zmiękczania wody. Proces ten jest wykorzystywany w wielu gałęziach przemysłu. Dekarbonizację obejmuje m.in.
Twardość węglanowa i jej usuwanie
Twardość węglanową wody generuje obecność wodorowęglanów wapnia oraz magnezu. Twardość węglanowa jest nazywana przemijającą, ponieważ można ją usunąć podgrzewając wodę do odpowiednio wysokiej temperatury. Powstający w wyniku zachodzącej reakcji, kamień w wodzie gromadzi się w postaci twardego mineralnego osadu, który stanowi spory problem w kontekście technicznym i ekonomicznym. Aby spowodować straty energii sięgające nawet 10 proc. wystarczy zaledwie jeden milimetr osadu.
Przeciwieństwem twardości węglanowej jest twardość niewęglanowa (trwała, nieprzemijająca), wywoływana zazwyczaj przez siarczany oraz nieco rzadziej, chlorki wapnia i magnezu, które wytrącają się z wody w postaci kamienia gipsowego. Dokładny stopień twardości wody najłatwiej poznać sprawdzając na stronie internetowej dostawcy lub, jeśli ciecz pochodzi z prywatnego ujęcia, zlecając profesjonalne badania wody.
Zastosowanie dekarbonizacji
Dekarbonizację stosuje się w przemyśle - m.in., aby otrzymać wodę do wieży chłodniczych, wodę chłodniczą oraz wodę technologiczną stosowaną (głównie w branży spożywczej i browarniczej), a także w gastronomii - w celu uniknięcia kamienia kotłowego w piecach konwekcyjno-parowych oraz uzyskania wody o parametrach optymalnych do parzenia kawy. W zależności od przeznaczenia uzdatnionej kranówki, dekarbonizacja wody może się odbywać na kilka sposobów. Przy doborze optymalnej metody warto się zatem kierować wytycznymi sugerującymi np.
Metody dekarbonizacji
W zależności od wybranej metody można uzyskać w ten sposób - m.in. wodę idealną do parzenia kawy, albo produkcji pieczywa. Warto natomiast pamiętać, że każdy przypadek jest nieco inny, dlatego dobór optymalnej technologii warto powierzyć profesjonalistom.
Przeczytaj także: Technologie oczyszczania wody: Przegląd
Dekarbonizacja termiczna
Dekarbonizację termiczną przeprowadza się w specjalnych reaktorach, a cały proces trwa od kilku do kilkudziesięciu minut. W taki sposób można przygotować wodę do zasilania kotłów o niskim i średnim ciśnieniu.
Dekarbonizacja wody wapnem
Dekarbonizacja wody wapnem polega na dawkowaniu wody wapiennej lub mleka wapiennego, podczas gdy w reaktorze zachodzi strącanie i usuwanie osadu. Czas trwania tego procesu jest zróżnicowany i zależy twardości wody przeznaczonej na dekarbonizację, stężenia związków organicznych, temperatury, a nawet sposobu mieszania wody z reagentem. Dekarbonizacja wody wapnem jest stosowana m.in.
Dekarbonizacja kwasem
W żargonie uzdatniania wody dekarbonizację kwasem nazywa się również szczepieniem kwasem. Metoda dekarbonizacji kwasem jest stosowana wyłącznie do uzdatniania wody chłodniczej dodatkowej lub obiegowej. Bardzo ważne w tym przypadku jest skrupulatne monitorowanie dawek kwasu.
Należy pamiętać, że jest to zapis uproszczony, w którym K oznacza kationit. Przed filtrami do dekarbonizacji, wykorzystującym w działaniu wymianę jonową, należy zastosować wstępną filtrację wody. W tym celu stosuje się mechaniczne filtry narurowe, które zatrzymują zanieczyszczenia stałe, które mogą zagrażać komponentom instalacji.
Twardość wody - informacje ogólne
Twardość wody definiuje się jako sumę zawartości jonów magnezu i wapnia, które występują we wszystkich możliwych połączeniach. Tabela poniżej przedstawia główny podział twardości wody.
Przeczytaj także: Grupa Azoty Puławy - oczyszczanie wody
| Rodzaj twardości | Opis |
|---|---|
| Wapniowa | Wywołana przez rozpuszczone sole wapnia |
| Magnezowa | Wywołana przez rozpuszczone sole magnezu |
Kiedy woda jest "twarda"?
Przyjmuje się, że gdy stężenie jonów wapnia wynosi:
- 200-350 mg CaCO3/dm³ - woda jest średnio twarda,
- 350-550 mg CaCO3/dm³ - woda jest twarda,
- powyżej 550 mg CaCO3/dm³ - woda jest bardzo twarda.
Twarda woda nie jest groźna dla zdrowia czy też życia. Bywa natomiast przyczyną wielu problemów, z którymi borykają się mieszkańcy domów jednorodzinnych i mieszkań. Tak zwany kamień kotłowy, który jest efektem używania twardej wody, bardzo często osadza się w rurach instalacyjnych, w urządzeniach grzewczych oraz wewnątrz urządzeń AGD. Nie wszyscy zdają sobie z tego sprawę, ale nawet cienka warstwa takiego osadu może prowadzić do około 20-procentowych strat energii!
Z czasem kamień może doprowadzić do przegrzewania grzałek, spadku wydajności kotła czy coraz gorszej pracy zmywarki. To dlatego coraz częściej inwestorzy, obok odżelaziaczy do wody, decydują się na montaż osobnego zmiękczacza.
Zmiękczanie wody - najskuteczniejsze metody
Usuwanie twardości wody może przebiegać na wiele sposobów. Część z nich sprawdzi się doraźnie (np. w czajniku), inne - jako docelowe rozwiązanie w całej instalacji domowej.
- Metoda termiczna - podczas gotowania wody wytrąca się tzw. kamień kotłowy, który potem można usunąć mechanicznie (np. z czajnika). To dobre rozwiązanie „doraźne”, ale nie chroni rur, kotła czy pralki.
- Metoda sodowo-wapniowa - do wody dodaje się wapno gaszone (wodorotlenek wapnia) i sodę (węglan sodu) w odpowiednich proporcjach. Stosuje się ją głównie w instalacjach przemysłowych, a nie w typowych domach.
- Metoda jonitowa - podczas przepływu przez kolumnę z żywicą jonowymienną jony wapnia i magnezu są przechwytywane i podmieniane na jony sodu. To najpopularniejsze rozwiązanie stosowane w domowych zmiękczaczach wody do domu.
- Metoda Grahama - stosowanie w pralkach i zmywarkach popularnych środków „przeciw kamieniowi” (typu calgon). Ograniczają one wytrącanie się osadów, ale nie zmieniają twardości wody w całej instalacji.
W praktyce najbardziej skuteczne i najwygodniejsze rozwiązanie do domu jednorodzinnego to stacja zmiękczania wody oparta na żywicy jonowymiennej - często jako część większej instalacji uzdatniania wraz z filtracją mechaniczną czy usuwaniem żelaza i manganu.
Przeczytaj także: Przewodnik po uzdatnianiu wody szkłem
tags: #uzdatnianie #wody #wapniowej #metody
