Uzdatnianie Wody: Definicja i Techniki
- Szczegóły
Jakość wody jest kluczowa dla przemysłu i życia codziennego, więc procesy uzdatniania wody zyskują na znaczeniu. Oczyszczanie wody to proces eliminacji niepożądanych substancji chemicznych, zanieczyszczeń biologicznych, zawiesin i gazów z wody. Celem tego procesu jest uzyskanie wody, która jest odpowiednia do konkretnych zastosowań. Warto zauważyć, że normy dotyczące jakości wody pitnej są zazwyczaj ustalane przez rządy lub normy międzynarodowe.
Techniki Uzdatniania Wody
Istnieje wiele różnych technik oczyszczania wody, zależnych od rodzaju zanieczyszczeń, które trzeba usunąć.
Uzdatnianie Chemiczne
Polega na dodaniu substancji chemicznych do wody w celu zniszczenia lub usunięcia zanieczyszczeń. Przykłady to chlorowanie, ozonowanie, flokulacja i koagulacja. Chlorowanie to dodawanie chloru w celu dezynfekcji wody, ozonowanie zaś używa ozonu do usuwania zanieczyszczeń.
Filtrowanie Mechaniczne
Jest to metoda uzdatniania wody, która opiera się na fizycznym oddzieleniu zanieczyszczeń za pomocą filtrów mechanicznych.
Odwrócona Osmoza
To technika, w której woda jest przepuszczana przez membranę półprzepuszczalną, która zatrzymuje większość zanieczyszczeń. Chociaż badania dotyczące filtracji wody wciąż trwają i stale się rozwijają, to w obecnej chwili właśnie odwrócona osmoza jest uważana za najdoskonalszy sposób oczyszczania wody. Dzięki wysokiej skuteczności oraz szerokiemu zastosowaniu jest to także najczęściej wykorzystywana metoda do filtracji wody, stosowana przez światowe koncerny produkujące wodę butelkowaną.
Przeczytaj także: Technologie oczyszczania wody: Przegląd
Ultrafiltracja
Technologią, która w procesie oczyszczania wody używa membran, sit molekularnych oraz innych materiałów porowatych jest ultrafiltracja. Metoda ta ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach gospodarki ponieważ obok usuwania wirusów i bakterii, specjalizuje się także w separacji koloidów oraz cząsteczek unoszących się na powierzchni cieczy. Ultrafiltracja jest także wyspecjalizowaną metodą do usuwania substancji humusowych, które nadają wodzie żółtawe zabarwienie i tym samym pogarszają jakość wody jako surowca przemysłowego. Systemy ultrafiltracyjne są najczęściej montowane w zakładach przemysłu włókienniczego oraz papierniczego.
Nanofiltracja
Jednym z najmłodszych, a jednocześnie najbardziej wyrafinowanych sposobów na uzdatnianie wody surowej jest stosowanie w metodach membranowych nanotechnologii, która wykorzystując znaczenie każdego pojedynczego atomu jest w stanie uzdatnić nawet bardzo zanieczyszczoną wodę pitną i przemysłową. Obok innych rodzajów filtracji mechanicznej, to właśnie nanofiltracja jest obecnie najszerzej badana oraz rozwijana. Dzięki wykorzystaniu procesu dyfuzji oraz efektu sitowego technologia ta, pozwala na produkcję wody wysokiej jakości, pozbawionej mikrozanieczyszczeń organicznych oraz związków nieorganicznych. Mówi się, że nanofiltracja jest doskonałą alternatywą dla gospodarstw indywidualnych, dla których koszty podłączenia do centralnej sieci wodociągowej okazują się zbyt duże.
Destylacja
Proces destylacji wody jest jednym z najstarszych sposobów na uzdatnianie wody. Obecnie jego znaczenie jest marginalizowane ponieważ generuje niepotrzebne wydatki kosztowe, wymaga także dużo większych nakładów pracy i w efekcie końcowym jest nie efektywny jakościowo (wysokie normy dotyczące czystości roztworu). Nie mniej jednak pozwala na wyeliminowanie z wody zanieczyszczeń mikrobiologicznych, mechanicznych oraz pirogenów. Woda destylowana jest szeroko stosowana w farmaceutyce oraz analizie śladowej. Wykorzystuje się ją także w akumulatorach i żelazkach (zapobiega osadzaniu się kamienia).
Odmanganianie
Głównym celem uzdatniania jest przywrócenie wodzie jej walorów w celu swobodnego spożywania lub użytkowania. Jednym ze sposobów tego działania jest odmanganianie, które polega na ultenianiu związków manganu z surowej wody. Tak jak i większość zanieczyszczeń, mangan w wodzie znajduje się za sprawą skażeń przemysłowych odprowadzanych do wód powierzchniowych. W niewielkim stopniu jony tego pierwiastka chemicznego pojawiają się w wodzie także w wyniku rozpadu martwych roślin. Niektórzy badacze uważają także, że to wietrzenie i ługowanie skał magmowych oraz osadowych jest odpowiedzialne za pojawienia się manganu w zbiornikach wodnych.
Dezynfekcja
Woda jest bardzo atrakcyjnym środowiskiem dla mikroorganizmów patogenicznych. O skutecznej dezynfekcji wody możemy mówić wtedy, kiedy szkodliwe składniki chemiczne wytworzone przez człowieka i wprowadzone do środowiska wodnego (np. alkilofenole, chlorofenole, bisfenol A) oraz mikrozanieczyszczenia organiczne (np. hormony roślinne) zostaną wyeliminowane. Dezynfekcja wody jest ostatnim etapem oczyszczania, który stosuje się profilaktycznie, by mieć pewność że dostarczona woda w efekcie finalnym spełnia wszystkie standardy i może być spożywana przez człowieka, a zatem nie niesie ze sobą mikroorganizmów chorobotwórczych.
Przeczytaj także: Grupa Azoty Puławy - oczyszczanie wody
Surowce Wykorzystywane do Uzdatniania Wody
Do uzdatniania wody wykorzystuje się substancje, które regulują pH wody, utrzymując je na poziomie odpowiednim dla danego procesu uzdatniania lub zgodnym z normami zdrowotnymi. Poza tym istotne są koagulanty, czyli substancje, które powodują, że zawiesiny w wodzie aglomerują się w większe cząstki, ułatwiając ich usunięcie przez sedymentację.
Kwas Solny
Jednym z kluczowych surowców wykorzystywanych w procesie uzdatniania wody jest Kwas Solny. To roztwór wodny gazowego chlorowodoru, który odgrywa kluczową rolę w procesach uzdatniania wody, zarówno poprzez regulację pH, jak i poprzez zdolność do usuwania niepożądanych substancji.
Chlorek Żelaza 40%
Chlorek Żelaza 40% pełni rolę flokulantu, co oznacza, że efektywnie łączy małe i wolno unoszące się zanieczyszczenia, tworząc większe skupiska. Dodatkowo, jest rozpuszczalny w szerokim zakresie pH, co czyni go idealnym do zastosowań w procesie oczyszczania ścieków. Pełni także funkcję odorantu. Chlorek Żelaza czyści wodę, ponieważ łączy ze sobą drobne cząstki, tworząc większe grudki, które opadają na dno.
Wodorotlenek Sodu
Wodorotlenek Sodu jest stosowany w procesach uzdatniania wody ze względu na swoje właściwości zasadowe. Pełni rolę środka dezynfekującego, usuwając zanieczyszczenia i jednocześnie reguluje poziom pH. Utrzymanie odpowiedniego poziomu pH jest kluczowe dla zapobiegania korozji infrastruktury wodnej, takiej jak rury i instalacje.
Podchloryn Sodu
Podchloryn Sodu ma właściwości antyseptyczne i bakteriobójcze, co jest bardzo przydatne w uzdatnianiu wody. Po dodaniu go do wody zachodzi proces tworzenia kwasu podchlorawego. Oddziałuje on następnie z bakteriami i wirusami, neutralizując je i uniemożliwiając im dalsze rozprzestrzenianie.
Przeczytaj także: Przewodnik po uzdatnianiu wody szkłem
Zastosowanie Uzdatnionej Wody
Oczyszczanie wody pełni kluczową rolę, ponieważ jakość tego zasobu wpływa bezpośrednio na zdrowie człowieka. Głównym celem procesów uzdatniania jest zapewnienie, że woda będzie bezpieczna i odpowiednia do spożycia przez ludzi jako woda pitna. Wiele gałęzi przemysłu, takich jak produkcja żywności, napojów, farmaceutyków czy elektroniki, wymaga czystej wody do różnych procesów produkcyjnych. Poza tym w niektórych gałęziach przemysłu, np. w energetyce, woda jest używana do chłodzenia maszyn i urządzeń.
Zapotrzebowanie na oczyszczoną oraz zmiękczoną wodę w różnych gałęziach przemysłu jest w dalszym ciągu bardzo duże. Fabryki wykorzystują ją nie tylko do zasilania kotłów parowych czy chłodnic, ale także jako niezbędny element roztworów, w których zachodzą reakcje chemiczne. Woda jest także niezbędna do zagwarantowania odpowiednich warunków sanitarnych zatrudnionej załogi. Ze względu na ogromne ilości potrzebnej wody, zakłady przemysłowe korzystają z tej zaczerpniętej bezpośrednio z rzek lub ujęć głębinowych. Pobrana woda nie jest wolna od zanieczyszczeń mechanicznych, organicznych, rozpuszczalnych gazów i innych pierwiastków. Dlatego uzdatnianie wody jest procesem koniecznym i stosowanym.
Woda Zmiękczona
Woda uzdatniona nadaje się do picia. Smak zmiękczonej wody może jednak nie wszystkim odpowiadać. Głównym celem zmiękczacza nie jest bowiem przystosowanie wody do picia, a jedynie zmiana składu chemicznego wody tak, aby pozbawić ją jonów wapnia i magnezu, powodujących twardość, a przez to uciążliwych osadów z kamienia w domu. Na rynku są dostępne połączenia zmiękczacza z filtrem do wody, który poza zmiękczaniem, przystosowuje też wodę do picia. Niemniej wodę bez jonów wapnia i magnezu jak najbardziej można spożywać prosto z kranu.
W wodzie zmiękczonej zawartość sodu wzrasta, ponieważ jony wapnia i magnezu są zastępowane jonami sodu (Na). Natomiast stężenie chlorków (Cl) w wodzie pozostaje bez zmian. Wzór soli, czyli chlorku sodu, to NaCl. Sól powstaje wyłącznie przez połączenie sodu i chlorków. Skoro chlorki nie biorą udziału w procesie zmiękczania wody, nie ma możliwości, żeby woda była słona.
Wapń rozpuszczony w wodzie pitnej stanowi jednak tylko znikomą część wapnia, którą przyswaja organizm człowieka w ciągu dnia. Najwyższa bezpieczna dawka wapnia to 2500 mg, przy czym z wody można pobrać co najwyżej 7% tej ilości. Zdecydowana większość wapnia pobierana przez człowieka, pochodzi z żywności i suplementów diety. Rola wody w dostarczaniu wapnia człowiekowi jest więc marginalna. Nie obawiaj się więc, że woda miękka pozbawi Twój organizm wapnia w znaczącym stopniu.
tags: #uzdatnianie #wody #definicja #niemiecki
