Uzdatnianie wody w zbiorniku: metody i technologie

Uzdatnianie wody to proces przywracania jej parametrów do stanu, w którym staje się zdatna do spożycia lub konkretnego zastosowania w domu lub w przemyśle. Obejmuje to usuwanie patogenów, poprawę smaku oraz eliminację innych szkodliwych substancji. Jest to proces odmienny od oczyszczania wody, którego celem jest przygotowanie jej do bezpiecznego zwrócenia do środowiska, na przykład w przypadku wód ze studni czy deszczówki.

Dlaczego uzdatnianie wody jest kluczowe?

Nawet woda z publicznych wodociągów może zawierać zanieczyszczenia, takie jak rdza, osady czy kamień, które negatywnie wpływają na Twoje instalacje. Twarda woda, która charakteryzuje się wysoką zawartością minerałów, prowadzi do osadzania się kamienia kotłowego na urządzeniach AGD, co skraca ich żywotność i zwiększa zużycie energii. Uzdatnianie wody w domu chroni Twoje sprzęty i zapewnia lepszą jakość wody. W przypadku wody ze studni, proces ten jest niezbędny, aby wyeliminować groźne patogeny i mikroorganizmy.

Etapy i metody uzdatniania wody

Istnieje wiele metod uzdatniania wody, które można stosować osobno lub w połączeniu. Niektóre systemy, jak stacje uzdatniania, składają się z oddzielnych urządzeń do filtracji, usuwania żelaza czy zmiękczania. Inne, jak systemy HydroFLOW, wykonują wiele procesów jednocześnie w ramach jednego urządzenia. Wśród najczęściej stosowanych technologii wyróżniamy wieloetapowe zmiękczanie wody z wykorzystaniem żywic jonowymiennych, odwróconą osmozę oraz mineralizację wtórną.

Technologie uzdatniania wody: Porównanie

Wraz z rozwojem technologii, metod badawczych wraz z poszerzaniem zakresu ocen oddziaływania wody na ludzi, organizmy żywe i środowisko, ulega również zmianie podejście do terminów znanych pod nazwą - uzdatnianie wody lub oczyszczanie wody.

Uzdatnianie wody, to przywracanie wodzie parametrów pozwalających na jej spożycie, bądź użytkowanie. Na przykład usunięcie z niej patogenów chorobotwórczych i nadanie wodzie odpowiednich walorów smakowych.

Przeczytaj także: Technologie oczyszczania wody: Przegląd

Oczyszczanie wody czyli przywracanie wodzie (studziennej, ściekom, wodom opadowym) takich parametrów jakościowych, aby mogła być użytkowana lub zwrócona środowisku bez negatywnego wpływu na środowisko.

Metodyka uzdatniania wody zależy więc od jej parametrów i celu do jakiego ma służyć woda.

Poniższa tabela przedstawia porównanie różnych technologii uzdatniania wody pod względem mechanizmu działania, rozwiązywanych problemów, wpływu na skład wody oraz kosztów eksploatacji:

Cecha / TechnologiaHydroFLOW (Elektroniczny Uzdatniacz Wody)Zmiękczacz JonowymiennySystem Odwróconej Osmozy (RO)Filtr Węglowy
Mechanizm DziałaniaFizyczny 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 RozwiązywaneKamień 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 WodyZachowuje 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/ChemikaliówBrak. Całkowicie bezchemiczny.Wymaga regularnego uzupełniania soli tabletkowanej do regeneracji złoża.Brak soli. Może wymagać chemikaliów do czyszczenia membrany.Brak.
Generowanie ŚciekówBrak. Działa w obiegu zamkniętym.Generuje ścieki podczas procesu regeneracji złoża (słona woda).Generuje ścieki (woda odrzutowa) podczas procesu filtracji.Brak.
Złożoność InstalacjiBardzo 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 KonserwacyjneBezobsługowy. 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 ZastosowanieCały 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.

Nasze rozwiązania: Technologia HydroFLOW

Technologia HydroFLOW stanowi innowacyjne i ekologiczne podejście do uzdatniania wody. Wyróżnia się bezchemicznym działaniem, które chroni instalacje przed osadami z kamienia, jednocześnie zachowując naturalny skład minerałów w wodzie. Nasze rozwiązania mogą być stosowane samodzielnie lub jako uzupełnienie innych systemów, co czyni je uniwersalnym wyborem dla domów i przemysłu.

Parametry jakościowe wody

Parametry jakościowe wody, brane pod uwagę przez ustawodawców i lekarzy, ulegają zmianom związanym z rozwojem technologii i aktualizowanymi wynikami badań.

Przeczytaj także: Grupa Azoty Puławy - oczyszczanie wody

Niektóre ze stosowanych technologii uzdatniania wody nie w pełni spełniają aktualne wymagania producentów rur, armatury, osprzętu i urządzeń w odniesieniu do materiałów, z których są one wykonane oraz, co ważniejsze, potrzeb zdrowotnych użytkowników.

Okazuje się, że w niektórych przypadkach poprawianie jednego z parametrów wody pogarsza inny. W momencie wdrażania technologii, brak było naukowego potwierdzenia lub parametry te nie były poddawane ocenie.

Użytkownicy, projektanci i instalatorzy, nie mając aktualnej wiedzy w tym zakresie, nieświadomie korzystają z niezalecanych, w określonych zastosowaniach, technologii.

Dość często spotykanym przykładem takiego postępowania, jest stosowanie zmiękczaczy jonowymiennych, przeznaczonych do uzdatniania wody kotłowej. Zmiękczacze te, jako samodzielnie funkcjonujące urządzenia do uzdatniania wody w domowych instalacjach wody spożywczej w większości przypadków nie powinny być stosowane.

Domowe uzdatnianie wody pitnej jest niezwykle ważne, a często niestety pomijane. Problemy z jakością wody w domu występują bardzo często i należy być tego świadomym. Większość mieszkańców bloków i domów korzysta z wody wodociągowej, za której uzdatnianie odpowiadają dostawcy. Zanim jednak dotrze ona do kranów, może zostać wtórnie zanieczyszczona. Jeśli instalacja nie jest w optymalnym stanie, wówczas w cieczy może pojawić się osad i różnego rodzaju szkodliwe substancje takie jak m.in. rdza.

Przeczytaj także: Przewodnik po uzdatnianiu wody szkłem

Nie bez znaczenia pozostaje również twardość wody, która negatywnie wpływa na stan armatury i użytkowanie wielu urządzeń, w tym sprzęt AGD. Osadzający się w nim kamień może doprowadzić do awarii, jak również znacznego skrócenia żywotności. Pojawia się on również w instalacjach grzewczych, w których przyczynia się m.in. do mniejszej drożności rur czy też efektywności cieplnej. Uzdatnianie wody w domu wpływa zarówno na poprawę jakości wody Jak i efektywność instalacji i urządzeń.

Domowe uzdatnianie wody jest szczególnie ważne w sytuacji, kiedy ta pobierana jest z przydomowych studni. Jeśli woda nie podlega okresowym kontrolom jakości wykonywanym przez użytkownika. Może więc być w znacznym stopniu zanieczyszczona i skażona, a jej parametry fizykochemiczne i biologiczne mogą być w znacznym stopniu przekroczone. W tym wypadku uzdatnianie wody pitnej zapobiega przedostawaniu się do organizmu wielu groźnych dla zdrowia, a nawet życia chorobotwórczych patogenów - w tym bakterii i drobnoustrojów.

Uzdatnianie wody do picia

Uzdatnianie wody to proces dostosowujący parametry wody surowej do potrzeb użytkownika. Monitorowanie parametrów wody to istotny element procesu związanego z przygotowaniem i dostawą wody.

Zakres uzdatniania wody zależy od ilości i skali parametrów, które podlegały badaniom i dla których odnotowano przekroczenie zalecanych lub dopuszczalnych parametrów.

W tracie analizy fizykochemicznej, biologicznej i organoleptycznej, laboratoria oceniają, czy spełniono wymagania jakościowe wody. W przypadku wody spożywczej zakres badań określa ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Prawidłowo wykonana analiza wody stanowi podstawę do określenia zakresu i wyboru metody uzdatniania wody.

Stacje uzdatniania wody pitnej

Woda do celów spożywczych

Stacje uzdatniania wody pitnej, to zazwyczaj urządzenia i instalacje pracujące w poszerzonym zakresie, odpowiednio dostosowanym do oczekiwanych parametrów wody uzdatnionej. Od ich działania oczekuje się wpływu na wybrane parametry fizykochemiczne, biologiczne lub organoleptyczne wody. Stacje uzdatniania wody standardowo instaluje się przy ujęciu wody. Mogą być również instalowane jako dodatkowe, w celu spełnienia wymagań dla parametrów wody u odbiorcy końcowego.

Zmiękczanie wody to również proces uzdatniania wody. Przykładowo przepuszczanie wody przez żywice zawierające jony o jednym elektronie walencyjnym (np. sód), powoduje wypieranie z wody jonów wapnia, czyli obniżanie twardości. W takim procesie uzyskujemy dobrą wodę do prania, ale z pewnością nie jest ona dobra do spożycia przez ludzi.

Stacja uzdatniania wody

Rodzaj, zakres działania i wydajność

Stacja uzdatniania wody, to zestaw oddzielnych urządzeń wykonujących poszczególne etapy uzdatniania wody np. filtracja, odżelazianie, zmiękczanie lub jedno urządzenie, które realizuje kilka procesów jednocześnie.

Wybór urządzenia oraz technologii uzdatniania zależy od parametrów początkowych wody i tych, które są oczekiwane po procesie uzdatnienia.

Stacja uzdatniania wody projektowana jest również na wydajność, czyli ilość wody uzdatnionej na godzinę lub dobę lub średnicę rury zasilającej stację.

Przemysłowa stacja uzdatniania wody dostosowywana jest do parametrów wody surowej i oczekiwań co do parametrów wody uzdatnionej (np. woda procesowa, woda technologiczna, woda chłodząca, woda kotłowa). Proces uzdatniania jest zazwyczaj bardziej skomplikowany. Poznaj nasze rozwiązania dla przemysłu. Domowa stacja uzdatniania wody.

Dobór dostosowany od potrzeb

Przyjmując, że woda dostarczana do mieszkań, apartamentów i domów z wodociągów, zgodnie z aktualnymi przepisami, spełnia parametry wody spożywczej, zakres uzdatniania wody w wielu przypadkach nie wymaga rozbudowanej stacji uzdatniania wody. Stacja uzdatniania wody - domowa w większości przypadków ma za zadanie zabezpieczać instalacje i odbiory przed powstawaniem osadów mineralnych oraz biologicznych. Osady mineralne powodują kłopoty eksploatacyjne i są trudne do usuwania w trakcie czyszczenia armatury i wyposażenia łazienek, a osady biologiczne powodują wtórne skażenie wody na przykład przez bakterie.

O ile problem z twardą wodą powodującą powstawanie twardych osadów mineralnych w instalacjach jest możliwy do rozwiązania przez zastosowanie jednej z kilku bezpiecznych i ekonomicznie uzasadnionych technologii uzdatniania wody, to w przypadku zabezpieczania instalacji dystrybucji wody przed osadami biologicznymi problem jest bardziej złożony i rozwiązań dostępnych na rynku oraz bezpiecznych jest mniej.

Ochrona wody przeznaczonej do spożycia i zasilania urządzeń domowych, przed powstawaniem twardych osadów mineralnych:

  • Kilkuetapowe uzdatnianie wody
  • zmiękczanie na żywicach jonowymiennych
  • odwrócona osmoza
  • wtórna mineralizacja

Ochrona wody przeznaczonej do spożycia przed skażeniem biologicznym

Biofouling

Biofouling, czyli porastanie biologiczne instalacji wodnych. Mikroorganizmy kolonizujące instalacje wodne mogą powodować skażenie wody.

Ochrona wody spożywczej przed wtórnym skażeniem w instalacjach dystrybucji wody, to problem bardziej złożony, gdyż bezpieczeństwo wody znacząco pogarsza się przez wprowadzenie do wody substancji chemicznych (biocydów), które eliminują mikroorganizmy żywe, ale mogą również wchodzić w reakcje z materią organiczną i tworzyć szkodliwe związki chemiczne. Problem po części rozwiązuje zastosowanie do dezynfekcji promieni w zakresie ultra fioletu. Niestety lampy UV działają miejscowo, nie obejmują chronią całej instalacji wodnej.

Zmiana parametrów jakościowych wody

Jakość wody

Uzdatniona woda, to woda spełniająca oczekiwania użytkownika, oraz normy dotyczące danego rodzaju wody. Uzdatnianie polega więc na jej oczyszczaniu, na przykład przez eliminację substancji rozpuszczonych i zawiesin oraz organizmów chorobotwórczych.

Uzdatniona woda to również woda, w której zmieniono struktury cząsteczek substancji rozpuszczonych i strukturę samej wody.

Wskaźniki jakości wody służą do określania przydatności wody do celów określonych przez użytkownika instalacji lub producenta urządzenia.

W celu uzyskania wody uzdatnionej czyli posiadającą odpowiednie wskaźniki jakościowe, stosuje się urządzenia do uzdatniania wody lub całe stacje uzdatniania wody.

Ze względu na sposób działania stacje uzdatniania wody można podzielić na mechaniczne i fizykochemiczne. Wskaźniki jakościowe wody dzielą się na grupy wymienione poniżej:

  1. fizyczne - mętność, barwa, zapach, smak
  2. chemiczne - utlenialność, pH, twardość (ogólna, węglanowa, niewęglanowa, przemijająca), zawartości związków azotu, chlorków, siarczanów, żelaza, manganu, fluoru, BZT5 - biochemiczne 5-cio dobowe zużycie tlenu, ChZT - chemiczne zużycie tlenu, gazów rozpuszczonych w wodzie, pierwiastków śladowych, substancji trujących oraz suchą pozostałość,
  3. biologiczne - zawartość mikroorganizmów, w tym organizmów patogennych

Systemy uzdatniania wody

Specyficzne zanieczyszczenia i ich usuwanie

Systemy uzdatniania wody wybiera się w zależności od potrzeb. Wyniki badań w zakresie parametrów jakościowych, wykonanych przez profesjonalne laboratorium są podstawą do wyboru technologii lub metody uzdatniania.

W zależności od rodzaju ponadnormatywnie występującego wskaźnika wybieramy metodę lub sposób uzdatniania.

Oto kilka przykładów:

  • Mętność / filtracja na węglu aktywnym lub flokulacja i filtracja
  • Barwa / filtracja na węglu aktywnym lub flokulacja i filtracja
  • Zapach / filtracja na węglu aktywnym lub napowietrzanie lub flokulacja i filtracja
  • Odczyn / korekta pH
  • Twardość ogólna / uzdatnianie sygnałem elektrycznym lub zmiękczanie lub odwrócona osmoza
  • Zasadowość m / dekarbonizacja
  • Żelazo ogólne / odżelazianie
  • Mangan / odmanganianie
  • Chlor / filtracja na węglu aktywnym
  • Chlorki / demineralizacja
  • Amoniak / chlorowanie plus filtracja na węglu aktywnym lub ozonowanie lub odwrócona osmoza

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. Zwłaszcza, gdy korzystamy z wody z własnej studni konieczne jest wykonanie analizy wody z uwzględnieniem: stężenia żelaza, manganu, twardości ogólnej, azotanów, azotynów, jonu amonowego, odczynu pH, utlenialności, mętności, barwy i zapachu. W przypadku wody z sieci wodociągowej wystarczająca jest znajomość stopnia twardości wody, ponieważ twarda woda to jedyny problem użytkowników wody sieciowej.

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 odpowiada za usuwanie z wody gazów rozpuszczonych (dwutlenku węgla, siarkowodoru oraz innych wpływających negatywnie na smak oraz zapach wody) i lotnych związków organicznych. Podczas napowietrzania wody wzrasta stężenie tlenu, a przez usunięcie CO2 zwiększa się odczyn pH wody. Napowietrzanie bardzo często stanowi pierwszy etap przed właściwym odżelazianiem i odmanganianiem wody.

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.

Metoda filtracji wody za pomocą sedymentacji i flotacji zapewnia usunięcie zawiesin obecnych zarówo w wodzie surowej jak i wodzie po koagulacji, czy strącaniu chemicznym. Podczas sedymentacji usuwane są cząsteczki cięższe niż woda.

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. Podczas filtrowania mechanicznego z wody usuwane są zanieczyszczenia stałe.

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. Filtr zmiękczające wodę wypełnione są żywicą jonowymienną kationitową.

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. Systemy odwróconej osmozy są coraz bardziej popularne.

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. W warunkach domowych do skutecznej dezynfekcji wody używane są bakteriobójcze lampy UV.

Sposoby filtracji wody pozwalające na skuteczne pozbycie się żelaza i manganu z wody najczęściej stanowią połączenie kilku procesów jednostkowych.

Jak wybrać system uzdatniania wody?

Uzdatnianie wody to proces dostosowujący parametry wody surowej do potrzeb użytkownika. Monitorowanie parametrów wody to istotny element procesu związanego z przygotowaniem i dostawą wody.

tags: #uzdatnianie #wody #w #zbiorniku #metody

Popularne posty: