Jak skutecznie uzdatniać wodę do użytku domowego?
- Szczegóły
Każdy ma świadomość tego, iż jakość spożywanej wody w znacznym stopniu oddziaływuje na nasze zdrowie. Podobnie jest z wykorzystywaniem wody w domowym gospodarstwie, gdzie bierze ona udział i ma bezpośredni kontakt z instalacjami, np. grzewczą oraz urządzeniami typu pralki, zmywarki, itp.
Zanieczyszczona woda to taka, w której składzie występują związki chemiczne ponad dopuszczalnymi normami oraz bakterie, które nie są jej naturalnymi składnikami.
Problemy z jakością wody
Użytkowanie wody z własnej studni, zwłaszcza głębinowej, związane jest zazwyczaj z koniecznością jej uzdatnienia w zakresie zmniejszenia stężenia jonów żelaza, manganu, nadmiernej twardości oraz w wielu przypadkach związków azotu, siarki, zawiesiny czy specyficznego smaku. Stężenie jonów żelaza i manganu w wodzie studziennej zazwyczaj znacznie przekracza polską normę.
Woda ma nieprzyjemny smak i zapach, kolor żółtobrązowy, niekorzystnie oddziałuje na naszą skórę i włosy. Pozostawia także trudne do usunięcia osady na armaturze kuchennej i łazienkowej oraz przyczynia się do szybszego żółknięcia pranych tkanin.
Twardość wody
Twardość wody w postaci wodorowęglanów wapnia i magnezu to problem, z którym zmaga się każdy. Twardy kamień powstały z wyżej wymienionych związków to prawdziwa zmora zarówno dla osób korzystających z sieci wodociągowych, jak i posiadaczy własnych studni głębinowych.
Przeczytaj także: Proces wapnowania wody
Wodorowęglany wapnia i magnezu wytrącają się z wody i monolitują z powierzchnią, czego efektem są trudno usuwalne osady. W konsekwencji instalacje grzewcze oraz sprzęt znajdujący się w kuchni i łazience nie prezentuje się estetycznie oraz szybciej się eksploatuje. Wszechobecne plamy, zacieki i osad - to wszystko efekt twardej wody. Ponadto kamień sprawia, że Twoja skóra jest szorstka i wysuszona.
Jest to szczególnie niekorzystne w przypadku pielęgnacji niemowląt, które mają dużo wrażliwszy naskórek aniżeli w przypadku człowieka dorosłego.
W Polsce średnia twardość ogólna wody oscyluje w granicach kilkunastu stopni niemieckich (dH). Jak łatwo się domyślić najlepszej jakości woda nieprzekraczająca sześciu stopni niemieckich to tereny górzyste od Dolnego Śląska do Podkarpacia. Niestety reszta kraju znajduje się w strefie 6-12 dH lub 13-19 dH. Są również miasta, w których przypadku skala niemiecka wykracza daleko poza 28 stopni.
Metody walki z twardą wodą
W obecnej chwili mamy dwie opcję walki z wodorowęglanami wapnia i magnezu nazywanymi potocznie twardym kamieniem.
- Metoda chemiczna, czyli zmiękczanie wody na zasadzie wymiany jonowej. Następstwem tego procesu jest usunięcie twardości wody. Odbywa się poprzez instalację kolumny filtracyjnej, w której znajdują się złoża jonitowe. Gdy woda przepływa przez kolumnę w jej wnętrzu dochodzi do wymiany jonowej. Zachodzi ona wówczas, gdy obecne w wodzie jony wodorowęglanowe są wiązane przez złoże jonitowe, które jednocześnie uwalnia do roztworu jony ze swoich centrów aktywnych. Złoże po procesie wymiany jonowej jest regenerowane chlorkiem sodu (sól kuchenna pastylkowa), który znajduje się w sąsiednim zasobniku i na bieżąco podczas regeneracji dozowany jest do kolumny wprost na złoże.
- Metoda fizyczna jest stosunkowo nowym rozwiązaniem, aczkolwiek szybko zyskuje sobie nowych zwolenników ze względu na prostotę, ekonomiczność oraz skuteczność. Technologia generatorów impulsowych jest nowoczesnym systemem rozszczepiającym wodorowęglany wapnia i magnezu na zarodki monokryształu. Specjalne impulsy elektryczne odwracają przebieg krystalizacji związków odpowiadających za twardość wody i zapobiegają powstawaniu nowego kamienia jednocześnie wypłukując ten, który już namnożył się w instalacjach. Technologia całkowicie zmienia podejście do walki z twardą wodą i jej destrukcyjnymi konsekwencjami. Węglany wapnia powstałe w formie monokryształu tracą zdolność przywierania do innych powierzchni - kamień wytrąca się, ale nie jest w stanie monolitować.
Efekt? Obie przedstawione metody są niezwykle skuteczne w walce z wodorowęglanem wapnia i magnezu. Obie jednak różnią się od siebie diametralnie, a ich dobór powinien być dostosowany do potrzeb domowników.
Przeczytaj także: Technologie oczyszczania wody: Przegląd
Zmiękczacze wody są fantastycznymi urządzeniami, które zapewniają oszczędności, lepszą kondycję skóry i włosów, wydajniejsze pranie, mniej skomplikowane sprzątanie oraz ochronę domowych urządzeń AGD.
Żelazo i mangan
Żelazo jest drugim najczęstszym problemem występującym w wodzie (zaraz po twardości). Jest bardzo dużym utrudnieniem dla każdego, kto posiada własną studnię. Niszczy instalacje wodne i bezpośrednio odpowiada za pogorszenie smaku (wyczuwalny smak metaliczny) i zapachu napojów. Ponadto zostawia po sobie rdzawe plamy, również na praniu. Jest także niekorzystna dla naszego naskórka.
Usunięcie żelaza nie jest sztuką łatwą. Bardzo ważnym aspektem przy walce z tym metalem jest odczyn pH wody. Gdy wiemy, z jakimi parametrami żelaza mamy do czynienia i jakie jest pH wody, to wówczas możemy rozpocząć proces usuwania żelaza. Jest o to znacznie łatwiej, gdy pH jest zasadowe (ma 7.1 lub więcej).
Mangan zazwyczaj występuje razem z żelazem. Bardzo rzadko dochodzi do sytuacji, w których metale te znajdują się osobno. Bezpośrednim źródłem manganu są skały magmowe i osadowe.
Jako że mangan jest w większości nieodłącznym towarzyszem żelaza skutki jego występowania są zbliżone do tych wiążących się z wodą zażelazioną. Powoduje plamy o rdzawym kolorze w kuchni oraz łazience oraz na ubraniach. Pogarsza zapach, smak i klarowność wody i odkłada się w instalacjach.
Przeczytaj także: Grupa Azoty Puławy - oczyszczanie wody
Usuwanie żelaza i manganu
Usuwanie żelaza odbywa się poprzez instalację na głównym przyłączu wody kolumny, wewnątrz której znajduje się medium filtracyjne z reguły katalityczne. Olbrzymią zaletą tego złoża jest fakt, że nie używa ono żadnych chemikaliów. Najwyższej jakości złoża katalityczne potrafią zachować swoje właściwości nawet przez 10 lat.
Głowice produkowane przez firmę Clack są wykonane niezwykle skrupulatnie, przez co niezwykle rzadko ulegają uszkodzeniu.
Usuwanie manganu odbywa się w sposób bliźniaczy do usuwania żelaza. Filtracja owych związków jest przeprowadzana w większości przypadków łącznie.
Systemy odżelaziające należące do serii WG-Odżelaziacze stosowane są tam, gdzie wymagany ciągły przepływ nie przekracza 30 litrów na minutę (okresowo -50 litrów na minutę). Znajdują one zastosowanie w mieszkaniach.
Oczyszczanie wody przeprowadzane Jest w dwóch etapach:
- napowietrzanie wody za pomocą prostego w obsłudze aspiratora
- katalityczne strącenie i odfiltrowanie związków żelaza i manganu
Bakterie
Kolejnym nieproszonym gościem w przydomowych studniach głębinowych są bakterie. Wody powierzchniowe i podziemne to ich naturalne środowisko. Do najczęściej spotykanych bakterii należy Escherichia cola - wywołuje rozległe infekcje tj. Korzystając z własnego ujęcia wody należy mieć pełną świadomość odnośnie jej składu. Pierwszym krokiem powinno być poddanie wody dokładnym badaniom pod kątem fizykochemicznym oraz bakteriologicznym. Woda przeznaczona do spożycia nie powinna zawierać jakichkolwiek bakterii chorobotwórczych.
Jeśli bakterii w wodzie nie ma, nie oznacza to wcale, że za jakiś czas się w niej nie pojawią. Powszechnie znaną metodą walki z bakteriami obecnymi w studni jest jej szokowe chlorowanie. Jest to jednak sposób, który tylko pośrednio rozwiązuje problem, gdyż nawet po usunięciu bakterii za jakiś czas mogą one powrócić. Ponadto istnieję grupa patogenów, które są odporne na działanie chloru tak jak np. Cryptosporidium.
Usuwanie bakterii
Najprostszym a zarazem najefektywniejszym wyjściem w warunkach domowych jest skorzystanie z lampy UV. Bakteriobójczy sterylizator UV wykorzystujący promienie ultrafioletowe jest wysoce skuteczny i nie wymaga stosowania środków chemicznych. Usuwanie bakterii odbywa się w procesie fizycznym, który nie wpływa na smak czy zapach wody. Montaż lampy UV na głównym przyłączu wody do domu zapewnia usunięcie do 99, 98% bakterii. Jej praca nie wiąże się z uwalnianiem toksycznych produktów ubocznych do wody.
Azotany i azotyny
Azotany to forma azotu nieorganicznego. Doskonale rozpuszczają się w wodzie. Związki te występują głównie w wodach podziemnych. Ich stężenie jest znacznie większe na terenach zagospodarowanych przez rolników - wynika to z nadmiernego stosowania nawozów sztucznych na polach i łąkach. Na ilość azotanów wpływa bezpośrednio jakość oraz dawka używanych nawozów jak i również częstotliwość ich stosowania.
Azotany to szkodliwe, chemiczne substancje, które mają wpływ na zdrowie ludzkie. Są przyswajane przez organizm człowieka, by w następnym etapie przekształcić się w azotyny. Te mają silne działanie rakotwórcze. Azotany są bardzo niebezpieczne dla niemowląt. Jeżeli ich stężenie jest duże, to może prowadzić do powstawania sinicy.
Azotyny podobnie jak azotany są naturalnie występującymi jonami, które tworzą się w wyniku przemian azotu. Azotyny są formą przejściową - w środowisku zawierającym tlen tworzą się z azotanów. Azotyny są związkiem toksycznym oraz kancerogennym (rakotwórczym). Są przyczyną powstawania methemoglobinemii - choroby polegającej na występowaniu znacznych ilości methemoglobiny zamiast hemoglobiny. Jej skutkiem jest brak zdolności do przyłączania i przenoszenia tlenu. Występowanie azotynów w wodzie studziennej zdarza się niezwykle rzadko.
Usuwanie azotanów
Pozbycie się azotanów za pomocą systemu odwróconej osmozy odbywa się poprzez separacje ich we wnętrzu membrany osmotycznej, przepuszczając wodę wolną od związków niepożądanych przez organizm ludzki. Dużą zaletą systemu jest to, że w swoich procesach nie wykorzystuje żadnych środków chemicznych.
Problemem przy korzystaniu z tego systemu jest jednak fakt, że ze względu na swoje niskie pH bardzo źle oddziałuje na metale powodując rozległą korozję instalacji i sprzętu domowego jeżeli są wykonane ze stali nieszlachetnej.
Pozbycie się azotanów poprzez zmiękczenie wody na zasadzie wymiany jonowej (proces opisany przy usuwaniu twardości wody). Istnieją specjalistyczne rodzaje złoża dedykowane typowo dla problemów z azotanami, które usuwają związek poprzez silnie zasadowe anionity. Zaletami tej metody jest możliwość zaprogramowania kolumny według określonych preferencji użytkownika i prosta obsługa.
Inną, mało popularną metodą pozbycia się azotanów jest denitryfikacja. Jest to metoda biologiczna, która w procesie chemicznym eliminuje azotany.
Siarkowodór
Jest związkiem chemicznym, który powstaje z połączenia siarki oraz wodoru. Siarkowodór w przeciwieństwie do wielu innych związków, które są problematyczne dla wody nie objawia się fizycznie, ale poprzez zapach. Przybiera intensywny, dominujący zapach, który można porównać do zepsutych jaj.
Usuwanie siarkowodoru
Usunięcie siarkowodoru jest możliwe poprzez intensywne napowietrzanie wody. Najczęściej występuje on przy jednoczesnej obecności w studni żelaza oraz manganu. Należy wówczas zastosować kolumnę filtracyjną na złożach katalitycznych z głowicą napowietrzającą - system ten w 100% eliminuję problem siarkowodoru. W trakcie napowietrzania usuwane są z wody lotne związki odpowiedzialne za zapach.
Regulacja pH
Częstym problemem dla posiadaczy własnych ujęć wodnych jest zbyt niski odczyn pH wody. Odczyn, który jest kwaśny lub lekko kwaśny sprawia, że przed jakąkolwiek filtracją konieczne jest jego podniesienie. Kryterium wysokiego pH jest w wielu sytuacjach absolutną koniecznością (m.in.
Regulacja odczynu pH
Regulacja odczynu pH jest możliwa poprzez zastosowanie kolumny ze specjalistycznym złożem neutralizującym. Umożliwia ono uzyskanie odczynu neutralnego, który jest korzystny dla instalacji wodnych. Media neutralizujące w zastosowaniach domowych są najczęściej uzupełnieniem dla innych systemów filtracyjnych (przy usuwaniu innych niepożądanych związków np.
Chlor
Chlor to utleniacz, z którym w głównej mierze zmagają się osoby korzystające z wodociągów miejskich. Stosują one chlor w celu dezynfekcji wody, która na finalnym etapie ma się znaleźć u klienta końcowego. Poza oczywistymi konsekwencjami w postaci nieprzyjemnego, chemicznego zapachu chlor źle wpływa na organizm ludzki - w szczególności na skórę, która ulega wysuszeniu. Chlorowana woda znajduje swoje zastosowanie w przemyśle basenowym, ze względu na właściwości antybakteryjne.
Usuwanie chloru
Najlepszym możliwym rozwiązaniem w przypadku występowania w wodzie utleniaczy jest zastosowanie złoża z węgla aktywnego. Jest to lekkie złoże, które ze względu na swoją dużą powierzchnię właściwą doskonale adsorbuje związki chemiczne. Dodatkowo absorbuje związki zapachowe i poprawia barwę i smak wody.
Proces uzdatniania wody z udziałem węgla aktywnego odbywa się poprzez instalację systemu filtracyjnego na głównym przyłączu wody do domu. Woda zostaje doprowadzona do automatycznej głowicy sterującej, a następnie do wnętrza kolumny, w której znajduje się złoże z węgla aktywnego.
Technologie membranowe - nanofiltracja
Procesy membranowe należą do grupy technik, które z powodzeniem są wykorzystywane do oczyszczania próbek ciekłych z szerokiej gamy związków o charakterze organicznym i nieorganicznym, w tym metali ciężkich. Wśród nich wyróżnia się nanofiltrację. Technika ta przeszła długą drogę od momentu powstania pod koniec 1980 r.
Nanofiltracja jest przykładem procesu membranowego, służącego do oczyszczania ciekłych mieszanin. Separacja składników odbywa się w trakcie przepływu próbki przez odpowiednio dobraną membranę, nazywaną także błoną półprzepuszczalną. Siłą napędową tego procesu jest różnica ciśnień po obu stronach membrany. Wielkość cząstek odseparowanych podczas procesu nanofiltracji mieści się w przedziale od 10(-1) do 10(-3) μm.
Najczęściej wykorzystywanym materiałem filtracyjnym w nanofiltracji są zwarte membrany nanofiltracyjne, których rozmiary porów nie przekraczają 2 nm. Szczególną cechą tych membran jest ich jonoselektywność. Dodatkowo obecność grup funkcyjnych, znajdujących się na lub w membranie, determinuje powstanie powierzchniowego ładunku elektrycznego, a to wpływa na retencję związków zjonizowanych oraz ujemnie naładowanych. Wyróżnia się membrany kationo- i anionoselektywne.
Cząsteczki zatrzymywane na membranie to m.in.: jony wielowartościowe, małocząsteczkowe związki organiczne i nieorganiczne, a także bakterie i wirusy. Należy pamiętać, że jony jednowartościowe oraz cząsteczki wody nie zostaną zatrzymane. Szacuje się, że na filtrach nanofiltracyjnych możliwa jest retencja cząsteczek o masach molowych od ok. 150 do 500 Da.
Zastosowanie nanofiltracji
Jednym z najważniejszych zastosowań nanofiltracji jest oczyszczanie i regeneracja wody i ścieków. Tą techniką oczyszczane są wody przeznaczone do spożycia, do celów gospodarskich, a także ścieki przemysłowe. Konwencjonalne metody oczyszczania nie gwarantują usunięcia szeregu, specyficznych składników, które bardzo często wykazują aktywność biologiczną wpływającą niekorzystnie na jakość wody zarówno pod względem fizykochemicznym, jak i toksykologicznym.
Przykładem takich substancji są związki o aktywności farmaceutycznej. W wyniku niedostatecznego oczyszczenia ścieków przedostają się do wód gruntowych, w których są wykrywane, a w szczególnych przypadkach - nawet do wody pitnej. Wykorzystanie nanofiltracji do oczyszczania ścieków w dużej mierze rozwiązuje ten problem.
Poza oczyszczaniem ścieków z wykorzystaniem nanofiltracji oczyszcza się wodę, która jest przeznaczona do spożycia. W procesach przemysłowych nanofiltrację wykorzystuje się do oczyszczania ścieków poprodukcyjnych (np. w przemyśle tekstylnym) i celulozowych, a także wstępnego przygotowania komponentów do procesów przemysłowych, np. wody o wymaganym składzie do przerobu skór. Tą techniką przeprowadza się również uzdatnianie wody produkcyjnej i zazwyczaj stanowi to jeden z etapów takiego oczyszczania.
Uzdatnianie wody - podsumowanie
Jakość wody dostarczanej z sieci wodociągowej jest monitorowana i utrzymywana przez dostawcę w zgodzie z obowiązującymi przepisami w zakresie parametrów fizykochemicznych i bakteriologicznych. Nowoczesne urządzenia AGD jak pralki, zmywarki, zmywarki do szkła, ekspresy do kawy, czajniki elektryczne są wyposażane w indywidualne filtry ochronne, które zabezpieczają urządzenia przed zanieczyszczeniami, wymagają jednak systematycznej oraz często kosztownej ich wymiany.
Zdecydowanie lepsze rezultaty można osiągnąć instalując centralną stację uzdatniania wody produkującą wodą na wszystkie potrzeby socjalno - bytowe użytkowników. Wybór technologii uzdatniania wody związany jest bezpośrednio z jej składem i dokonywany jest indywidualnie.
tags: #uzdatnianie #wody #stracenie #procesy

