Uzdatnianie Wody: Procesy, Rodzaje i Metody
- Szczegóły
Czysta i bezpieczna woda w domu to nie luksus, lecz podstawa zdrowego stylu życia. Niestety, woda z sieci lub z własnych ujęć często zawiera zanieczyszczenia chemiczne, biologiczne i mineralne, które mogą wpływać na jej jakość oraz bezpieczeństwo użytkowania. Stacje uzdatniania wody stanowią nowoczesne rozwiązanie tego problemu - dzięki różnorodnym technologiom filtracji i dezynfekcji pozwalają dostosować parametry wody do indywidualnych potrzeb. Zanim woda trafi do naszych kranów, musi zostać odpowiednio oczyszczona. Proces ten nazywany jest uzdatnianiem wody. To dzięki niemu możemy pić, gotować i myć się bez obawy, że zanieczyszczenia nam zaszkodzą.
Mimo że wiele osób porusza temat konieczności uzdatniania wody, to nie każdy zdaje sobie sprawy, o czym dokładnie jest mowa. W dużym uproszczeniu: są to czynności, które powodują, że zanieczyszczona woda jest doprowadzana do stanu używalności w określonym celu. Przeważnie jest to przystosowanie jej do spożycia, ale też do np. Proces składa się z kilku etapów. Ich liczba zależy nie tylko od celu, w jakim będziesz używać wody, ale i od stopnia zanieczyszczenia. Aby to sprawdzić, należy zanieść próbkę do laboratorium, gdzie skontrolują zawartość soli mineralnych, metali ciężkich, drobnoustrojów itp.
Etapy i Metody Uzdatniania Wody
Istnieje wiele sposobów na uzdatnianie wody. Do najpopularniejszych zaliczyć można chlorowanie, odwróconą osmozę czyli demineralizację, dezynfekcję, chemiczne uzdatnianie wody, filtrację mechaniczną, filtrowanie przez węgiel aktywny (np. dzbanki filtrujące), filtrowanie poprzez filtry odżelaziające i odmanganiające. Wszystkie te sposoby pozwalają na bezpieczne spożywanie wody pitnej ale również na poprawienie jej smaku i zapachu. Pomagają też na pozbycie się z wody niebezpiecznych dla zdrowia osadów i mikroorganizmów czy drobnoustrojów.
Filtracja Mechaniczna
Absolutną podstawą podczas uzdatniania wody jest filtracja mechaniczna. To na tym etapie wychwytywane są największe zanieczyszczenia w postaci pyłów, ziarenek piasku, kawałków rdzy, fragmentów materiałów uszczelniających itp. Przy filtracji mechanicznej zwykle stosuje się filtry przepływowe. Tylko nieznacznie zmniejszają ciśnienie wody, więc nie powinieneś odczuć większej zmiany w jej przepływie. Na rynku znajdziesz modele różniące się skutecznością, materiałem wykonania wkładu czy częstotliwością wymiany.
Usuwanie Żelaza i Manganu
Zdarza się, że w wodach pochodzących ze studni głębinowych badania wykazały podwyższoną zawartość żelaza. Metal ten powoduje, że ciecz staje się mętna oraz wytrąca się z niej rdzawy osad. Duża zawartość żelaza ma też szkodliwy wpływ na nasze zdrowie. Proces polega na przemienieniu związków żelaza z formy rozpuszczonej na nierozpuszczoną. Dzięki temu można je skutecznie wychwycić na specjalnym złożu filtracyjnym. Wcześniej należy jednak odpowiednio napowietrzyć wodę np. Woda powinna być odżelaziona gdyż wpływa to pozytywnie na całą instalację wodociągową jak i C.O. Jeśli chodzi o nadmiar manganu w wodzie to jest on odpowiedzialny za korozję.
Przeczytaj także: Technologie oczyszczania wody: Przegląd
Dezynfekcja Wody
Dezynfekcja wody to usunięcie lub zahamowanie rozwoju wszelkich mikroorganizmów chorobotwórczych m.in. Istnieją dwie metody dezynfekcji wody - chemiczna i z wykorzystaniem promieniowania UV. Chlorowanie wody jest najczęściej spotykanym sposobem na pozbycie się mikroorganizmów. W tym przypadku wykorzystuje się związki chloru np. podchloryn sodu lub pierwiastek w postaci gazowej. Warto pamiętać o odpowiednim dawkowaniu środka. Zbyt duża jego ilość będzie wymuszała konieczność dechloracji z użyciem np. węgla aktywnego. Do przeprowadzenia procesu służą tzw. chloratory zbudowane z pompy przeponowej, zbiornika na roztwór podchlorynu sodu, przewód zasysający i odprowadzający.
W ozonowaniu wody wykorzystuje się trójatomowy tlen (ozon), który wyróżnia się silnym działaniem utleniającym. Miesza się go z wodą, a następnie utrzymuje przez min. 4 minuty. Uzdatnianie wody ozonem sprawia, że poprawia się jej kolor i smak. Do wytworzenia tego rodzaju tlenu wykorzystuje się generatory ozonu, nazywane też ozonatorami. Stanowią one część stacji ozonowania wody, w której znajdują się też absorbery i zbiorniki kontaktowe.
Oczyszczające właściwości promieniowania ultrafioletowego są znane nie od dziś. Często stosuje się go do zabijania mikroorganizmów unoszących się w powietrzu. W urządzeniach przeznaczonych do dezynfekcji stosuje się specjalne komory naświetlania, w których umieszcza się nawet kilkanaście lamp ultrafioletowych. Cały proces ma charakter ciągły, czyli woda bez przerwy przepływa przez urządzenie. W ciągu godziny może to być nawet 50 m3 cieczy.
Demineralizacja i Zmiękczanie Wody
Kolejnym częstym etapem uzdatniania wody jest jej demineralizacja, czyli zmiękczanie wody. Polega ona na pozbyciu się rozpuszczonych soli i uzyskaniu wysokiego stopnia czystości. Dzięki temu można zapobiec osadzaniu się kamienia na różnych powierzchniach np. Proces przeprowadza się również, aby zapewnić odpowiednie funkcjonowanie urządzeń, w których sole mogłyby zakłócić ich działanie, a nawet spowodować awarie.
W całej Polsce borykamy się ze zjawiskiem twardej wody. W niektórych miejscach woda jest twardsza w niektórych nieco mniej. Dzięki procesowi zmiękczania czyli wymianie jonów wapnia i magnezu na jony sodu, które występują w złożu (w zmiękczaczu wody). Wymiana jonowa to kolejny bardzo popularny sposób na zmiękczenie wody. Polega ona na zamianie tworzących kamień jonów magnezu i wapnia na jony sodu. Do przeprowadzenia tego procesu potrzebne jest specjalne złoże lub żywica jonowymienna. Jest ona naładowana ujemnie, więc gdy przepływa przez nią woda dodatnie jony magnezu i wapnia zostają skutecznie wyłapane. Żywicę wsypuje się do zmiękczaczy wody, które podłącza się do instalacji wodnokanalizacyjnej budynku.
Przeczytaj także: Grupa Azoty Puławy - oczyszczanie wody
W zależności od modelu można je zamontować tuż przy głównym zaworze lub zaraz przed konkretnym urządzeniem np. Warto zaznaczyć, że zwiększona zawartość sodu nie wpływa negatywnie na smak i zapach wody.
Odwrócona Osmoza
Coraz częściej stosowaną metodą, zarówno w prywatnych domach, jak i w biznesie, jest odwrócona osmoza wody. Podstawą tego rodzaju oczyszczania wody jest membrana osmotyczna. Znajdują się w niej otwory o wielkości 0,0001 mikrona. Woda jest przez nią przepuszczana pod wpływem ciśnienia.
Filtracja Węglem Aktywnym
Filtry z węglem aktywnym są bardzo często stosowane w prywatnych kuchniach i branży gastronomicznej. Wykorzystuje się je również po przeprowadzeniu chlorowania (więcej w dalszej części artykułu). Proces często powoduje, że woda ma nieprzyjemny smak i zapach. Czasami zmienia też jej kolor.
Uzdatnianie Wody w Przemyśle
Woda ma w sektorach przemysłowych ogromne znaczenie. Często nie tylko stanowi część produktu końcowego, ale także jest przydatna w obsłudze samych maszyn i procesów przetwórstwa tworzyw i materiałów, jak też do celów socjalno-bytowych w zakładach. Niejednokrotnie jej jakość musi spełniać znacznie bardziej restrykcyjne normy niż jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. W zależności od gałęzi przemysłowej, jakość wody może mieć zupełnie różna. Wiele przedsiębiorstw, ze względu na swoją specyfikę, wymaga wody o wysokiej czystości chemicznej. Do tego powinna być to także woda pozbawiona jakichkolwiek mikroorganizmów, bezpieczna.
W zależności od przedsiębiorstwa, woda może pełnić zupełnie inną rolę. Wykorzystuje się ją jako wodę: kotłową, procesową, pitną, do obiegów chłodniczych, płukania, chłodzenia. W każdym przypadku niezbędne są nieco inne parametry i właściwości. Uzdatnianie wody to najprościej rzecz ujmując, proces polegający na doprowadzeniu zanieczyszczonej wody do stanu wymaganego do danego zastosowania.
Przeczytaj także: Przewodnik po uzdatnianiu wody szkłem
Najważniejszym kluczem do dobrania odpowiednich metod uzdatniania wody jest przeprowadzenie profesjonalnej analizy wody. Oprócz tego dużą rolę odgrywa także wizja lokalna oraz przeprowadzenie wywiadu. Bardzo często metody uzdatniania wody są dobierane także na podstawie testów obciążeniowych. Warto pamiętać i mieć na uwadze, że woda pełni w przemyśle niejedną funkcję.
Woda technologiczna jest rodzajem wody wchodzącym w skład produktu. Jest to woda stosowana do obróbki surowca oraz mycia (często w przemyśle spożywczym). To woda, która koniecznie powinna spełniać normy wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Ponadto w wielu gałęziach i zastosowaniach wymagania są znacznie wyższe i należy się do nich restrykcyjnie stosować. Woda techniczna jest rodzajem wody biorącej udział w procesach pośrednich. Wśród nich można wymienić obsługę oraz zasilanie maszyn. Woda wtórna jest wodą, która pochodzi z odzysku po procesach technologicznych. Odzyskiwanie wody jest obecnie bardzo modne wśród przedsiębiorców. To bardzo ekologiczna praktyka, która dodatkowo zmniejsza wydatki.
Jakość wody niezbędnej do danego zastosowania jest najczęściej określana w specjalnych dokumentach i normach prawnych związanych z daną branżą przemysłową i zastosowaniem wody. O rekomendowanych parametrach wody zasilającej najczęściej informują także sami producenci maszyn. Choć dobór konkretnych urządzeń do uzdatniania wody jest kwestią indywidualną, to można wymienić kilka urządzeń i metod, które najczęściej znajdują swoje zastosowanie w zakładach przemysłowych. Montaż stacji uzdatniania wody w przemyśle oprócz doprowadzenia wody do koniecznej w danym zastosowaniu jakości, zapewnia inne wymierne korzyści.
Metody Uzdatniania Wody w Przemyśle
- Odżelazianie i Odmanganianie: Zbyt wysokie stężenia żelaza i manganu mogą być sporym problemem. W celu redukcji żelaza i manganu z wody najczęściej stosuje się przemysłowe odżelaziacze i odmanganiacze wody, wykorzystujące w swoim działaniu wstępne napowietrzanie.
- Zmiękczanie Wody: Przemysłowe zmiękczacze wody stanowią najlepszą drogę do redukcji wysokiego stopnia twardości wody. Dzięki temu niwelowane są problemy z odkładającym się kamiennym osadem. Zmiękczacze wody stosowane w przemyśle działają na zasadzie wymiany jonowej.
- Odwrócona Osmoza: Przemysłowe odwrócona osmoza jest bardzo dobrym rozwiązaniem, jeśli w przedsiębiorstwie niezbędna jest woda charakteryzująca się bardzo wysokim stopniem czystości.
- Filtracja Mechaniczna: Filtracja mechaniczna jest najczęściej nieodłączną częścią przemysłowych systemów uzdatniania wody. Filtry mechaniczne najczęściej stanowią pierwszy etap uzdatniania wody - nie chodzi tu tylko o oczyszczanie, ale również ochronę pozostałych urządzeń służących uzdatnianiu wody i całych instalacji.
- Dezynfekcja UV: Woda powinna być czysta pod kątem mikrobiologicznym. Pomocne przy sprostaniu temu zadaniu będą przemysłowe lampy bakteriobójcze.
- Kondycjonowanie Wody: Przy wielu działaniach w przedsiębiorstwach niezbędne jest zastosowanie procesów związanych z kondycjonowaniem wody. Dozowanie do niej odpowiednich środków chemicznych, takich jak: antyskalanty, biocydy, inhibitory korozji, sprawi, że nie będzie negatywnie oddziaływała na przestrzeń, w której jest użytkowana.
Rodzaje Filtracji Wody
Aby korzystać z wody do celów spożywczych stosowane są różne metody filtracji wody. W zależności od występujących składników i zanieczyszczeń wykorzystuje się wiele sposobów na oczyszczenie wody. Dobór właściwej metody do filtrowania wody musi być poprzedzony wykonaniem badań parametrów fizykochemicznych wody.
Metody filtracji wody można podzielić na fizyczne, chemiczne i biologiczne. Często, w przypadku dużej ilości różnych zanieczyszczeń sposoby filtrowania wody łączone są w większe układy technologiczne.
- Napowietrzanie (Aeracja): Inaczej utlenianie wody za pomocą tlenu. Napowietrzanie odpowiada za usuwanie z wody gazów rozpuszczonych (dwutlenku węgla, siarkowodoru oraz innych wpływających negatywnie na smak oraz zapach wody) i lotnych związków organicznych.
- Koagulacja: Proces koagulacji polega na łączeniu się drobnych cząstek rozproszonych w wodzie w większe skupiska - koloidy, które następnie łączą się w większe aglomeraty i w kolejnych procesach jednostkowych uzdatniania wody mogą być łatwiej usuwane.
- Sedymentacja i Flotacja: Metoda filtracji wody za pomocą sedymentacji i flotacji zapewnia usunięcie zawiesin obecnych zarówo w wodzie surowej jak i wodzie po koagulacji, czy strącaniu chemicznym.
- Filtracja Mechaniczna: Mechaniczne oczyszczanie wody na dużych stacjach uzdatniania wody realizowane jest na kolumnach, filtrach o dużej wydajności pośpiesznych, powolnych wypełnionych specjalnym materiałem filtracyjnym, np. piaskiem kwarcowym, na którym tworzy się biofilm.
- Wymiana Jonowa: Wymiana jonowa stosowana jest do usuwania z wody substancji rozpuszczonych. W zależności od rodzaju żywic wypełniających butle filtracyjne wymieniane są kationy lub aniony. Wymiana jonowa jest znana jako sposób na zmiękczanie wody.
- Procesy Membranowe: Procesy membranowe znajdują zastosowanie w odsalaniu i demineralizacji wody przemysłowej lub dla produkcji wody pitnej w domach i mieszkaniach. Do procesów membranowych zaliczają się: odwrócona osmoza, elektrodializa, ultrafiltracja, nanofitlracja.
- Dezynfekcja: Dezynfekcja, to metoda filtracji wody, która odpowiada za usunięcie i zahamowanie rozwoju mikroorganizmów, bakterii i wirusów z wody. Proces ten, jest stosowany jako ostatni element stacji uzdatniania wody.
Technologie Uzdatniania Wody: Porównanie
Różne technologie uzdatniania wody oferują odmienne korzyści i są przeznaczone do rozwiązywania różnych problemów. Poniższa tabela przedstawia porównanie kilku popularnych technologii:
| Cecha / Technologia | HydroFLOW (Elektroniczny Uzdatniacz Wody) | Zmiękczacz Jonowymienny | System Odwróconej Osmozy (RO) | Filtr Węglowy |
|---|---|---|---|---|
| Mechanizm Działania | Fizyczny sygnał elektromagnetyczny zmieniający strukturę minerałów, zapobiegający osadzaniu się kamienia i redukujący biofilm. | Wymiana jonów wapnia i magnezu na jony sodu za pomocą żywicy jonowymiennej. | Przepuszczanie wody przez półprzepuszczalną membranę, zatrzymującą zanieczyszczenia na poziomie molekularnym. | Adsorpcja zanieczyszczeń (chlor, związki organiczne) na powierzchni węgla aktywnego. |
| Główne Problemy Rozwiązywane | Kamień kotłowy (zapobieganie i usuwanie), Biofilm (redukcja), Korozja, Bakterie (ograniczenie namnażania). | Twardość wody (usuwanie kamienia), Ochrona urządzeń AGD. | Wirusy, bakterie, mikroplastik, sole, metale ciężkie, pestycydy, chlor (99.99% usunięcia). | Chlor, nieprzyjemny smak i zapach, niektóre związki organiczne, pestycydy, metale ciężkie. |
| Wpływ na Skład Wody | Zachowuje naturalny skład mineralny wody (nie usuwa minerałów). | Usuwa jony wapnia i magnezu, zastępując je jonami sodu (woda pozbawiona minerałów twardości). | Usuwa niemal wszystkie zanieczyszczenia, w tym korzystne minerały. Wymaga remineralizacji dla wody pitnej. | Poprawia smak i zapach; nie usuwa twardości ani wszystkich minerałów/zanieczyszczeń. |
| Zużycie Soli/Chemikaliów | Brak. Całkowicie bezchemiczny. | Wymaga regularnego uzupełniania soli tabletkowanej do regeneracji złoża. | Brak soli. Może wymagać chemikaliów do czyszczenia membrany. | Brak. |
| Generowanie Ścieków | Brak. Działa w obiegu zamkniętym. | Generuje ścieki podczas procesu regeneracji złoża (słona woda). | Generuje ścieki (woda odrzutowa) podczas procesu filtracji. | Brak. |
| Złożoność Instalacji | Bardzo prosta. Montaż bezinwazyjny, bez cięcia rur. Możliwy samodzielny montaż. | Wymaga podłączenia do instalacji wodnej i kanalizacyjnej. Zazwyczaj wymaga fachowca. | Wymaga podłączenia do instalacji wodnej i kanalizacyjnej. Zazwyczaj wymaga fachowca. | Prosta, często montaż pod zlewem lub na kranie. |
| Wymagania Konserwacyjne | Bezobsługowy. Brak części ruchomych i filtrów do wymiany. | Regularne uzupełnianie soli, okresowe czyszczenie zbiornika solanki. | Okresowa wymiana wkładów prefiltracyjnych i membrany RO. | Regularna wymiana wkładów węglowych. |
| Koszty Eksploatacji (roczne) | Bardzo niskie (tylko energia elektryczna, ok. 10 zł/rok - domowe, 200zł/rok - przemysłowe). | Średnie do wysokich (koszt soli, zużycie wody do regeneracji). | Średnie do wysokich (koszt wymiany wkładów, zużycie wody odrzutowej). | Niskie (koszt wymiany wkładów). |
| Typowe Zastosowanie | Cały dom (ochrona instalacji, urządzeń, wody), baseny, jacuzzi, obiekty komercyjne. | Cały dom (głównie woda użytkowa), ochrona urządzeń grzewczych i AGD. | Woda pitna (kuchnia), akwarystyka, zastosowania laboratoryjne. | Woda pitna (kuchnia), poprawa smaku wody z kranu. |
tags: #uzdatnianie #wody #procesy #rodzaje

