Bez wody nie byłoby życia na naszej planecie. Niestety wody ze źródeł powierzchniowych często są zanieczyszczone przez drobnoustroje i mikroorganizmy. Woda ze źródeł podziemnych jest narażona na zanieczyszczenia chemiczne.
Nawet uzdatniona woda z sieci wodociągowej może ulec wtórnemu zanieczyszczeniu lub skażeniu na skutek nieprawidłowej ochrony w sieci dystrybucyjnej. Dlatego tak ważne jest, aby zadbać o oczyszczenie wody do picia poprzez jej uzdatnienie.
Sposób uzdatniania wody musi być dostosowany do zakresu zanieczyszczenia i efektu, jaki chcemy osiągnąć.
Z tego artykułu dowiesz się:
- jakie są metody uzdatniania wody,
- jak wpływają na jakość wody,
- czym jest odwrócona osmoza, filtracja, demineralizacja oraz zmiękczanie wody.
Czym jest uzdatnianie wody?
Uzdatnianiem wody nazywamy proces jej doczyszczania w celu dostosowania jakości do potrzeb odbiorców.
Woda do picia, jak i na potrzeby gospodarcze, ekonomiczne i przemysłowe musi spełniać pewne normy. W zależności od rodzaju zanieczyszczeń stosuje się inną metodę uzdatniania wody.
Uzdatnianie wody podnosi jej jakość, gdyż usuwa z niej organizmy patogenne, ale też poprawia smak i zapach wody oraz czyni ją odpowiednią do spożycia.
Dowiedz się więcej na temat:
Skład wody – co zawiera woda płynąca z kranów?
Mikrobiologiczne zanieczyszczenia – czyli bakterie w wodzie
Czym jest twarda woda? Sposoby zmiękczania twardej wody
Proces filtracji wody
Filtracja mechaniczna to podstawowa metoda uzdatniania wody, która następuje na początku w każdym przypadku. Polega na oczyszczeniu wody z wszelkich stałych zanieczyszczeń, które występują w wodzie studziennej, a więc blaszek rdzy, piasku, resztek materiałów uszczelniających, itp.
Filtry wyłapują te cząsteczki i je zatrzymują, przepuszczając dalej oczyszczoną wodę. W ten sposób przefiltrowana woda staje się bezpieczna dla przewodów i urządzeń, które pracują w naszych domach z użyciem wody. Są to między innymi kotły centralnego ogrzewania, pralki, czajniki czy zmywarki.
Filtry wysokiej jakości pozwalają oczyścić wodę przy jednoczesnym niskim spadku ciśnienia i zachowaniu prawidłowego przepływu wody.
Filtracja na węglu aktywnym to metoda uzdatniania wody służąca usunięciu z wody chloru. Jest to niezbędne w przypadku wody chlorowanej (dezynfekowanej chlorem) w ujęciu komunalnym w celu usunięcia z niej wszelkich bakterii.
Woda chlorowana ma nieprzyjemny smak i zapach, a filtr na węglu aktywnym wykorzystuje adsorpcję mieszaną, czyli fizyczną i chemiczną. Dzięki temu oczyszcza wodę z chloru, usuwa też inne mikroorganizmy, nieprzyjemny zapach oraz żółte zabarwienie.
Aby taka woda nadawała się do spożycia, trzeba ją wcześniej przegotować. Zaleca się też zastosowanie dodatkowo dezynfekcji lampą UV.
Wody pochodzące z głębszych warstw, a więc z podziemia, często zawierają zwiększoną ilość żelaza, manganu i siarkowodoru. W efekcie woda staje się bardziej mętna i może powodować tworzenie się osadów i rdzawych nalotów na urządzeniach sanitarnych.
W tym wypadku stosuje się rozpuszczanie tych związków w formy trudno rozpuszczalne, które następnie są zatrzymywane w drodze filtracji na odpowiednim złożu. Jego dobór zależy od: składu fizykochemicznego wody, postaci żelaza czy manganu w wodzie, zawartości tlenu rozpuszczalnego oraz dwutlenku węgla i innych związków organicznych.
Filtry odżelaziające i odmanganiające montuje się zawsze za filtrami mechanicznymi, a przed urządzeniami zmiękczającymi wodę. Proces filtracji przebiega następująco:
- napowietrzanie wody surowej,
- korekta odczynu wody, jeżeli jest taka potrzeba,
- filtracja na odpowiednim rodzaju złoża.
Odwrócona osmoza
Zjawisko odwróconej osmozy jest wykorzystywane jako jedna z metod uzdatniania wody. Polega na oddzieleniu obecnych w wodzie zanieczyszczeń rozpuszczalnych i koloidalnych o wielkości 0,1-0,001 µm.
Odwrócona osmoza jest metodą filtracji wody. Wykorzystuje specjalną, półprzepuszczalną membranę, która przepuszcza rozpuszczalnik, czyli wodę, a nie przepuszcza substancji rozpuszczonych, czyli soli.
Przyłożenie odpowiednio wysokiego ciśnienia zewnętrznego po stronie bardziej stężonego roztworu powoduje przepływ wody w kierunku przeciwnym do naturalnego. Właśnie to zjawisko nazywamy odwróconą osmozą.
Woda poddana filtracji metodą odwróconej osmozy jest całkowicie odsolona, ale nie zostaje pozbawiona związków gazowych takich jak dwutlenek węgla i tlen. Dlatego woda zasilająca urządzenie do demineralizacji wody powinna być pozbawiona wszelkich substancji, które mogłyby zakłócić proces odwróconej osmozy poprzez zablokowanie membran.
Woda powinna być zmiękczona, pozbawiona manganu, żelaza, oleju oraz chloru i posiadać indeks koloidalny SDI nie większy niż 3.
Zmiękczanie wody
Twarda woda to potoczna nazwa wody ze zwiększoną ilością jonów wapnia i magnezu, czyli tak zwanych jonów twardości. Powoduje powstawanie kamienia kotłowego w postaci białego osadu. Zagraża on urządzeniom pracującym na zasadzie wymiany ciepła oraz zwiększa zużycie środków piorąco-czyszczących.
Choć twarda woda nie jest szkodliwa dla zdrowia, działa niekorzystnie na różne urządzenia AGD i instalacje w gospodarstwach domowych.
Zmiękczanie wody polega na wymianie jonowej przy pomocy żywicy jonowymiennej. Twardość ogólna jest usuwana na kationicie silnie kwaśnym w cyklu sodowym. Dzięki temu jony wapnia i magnezu powodujące twardość wody po przepłynięciu przez żywicę jonowymienną zamieniają się w jony sodu.
Woda, która ma zostać zmiękczona, musi wcześniej przejść przez filtr mechaniczny. Musi być też odżelaźniona i odmanganiona.
Demineralizacja wody
Demineralizacja wody na zasadzie wymiany jonowej ma na celu rozpuszczenie obecnych w wodzie soli, minerałów i innych jonów.
Przeprowadzona zostaje w układzie dwóch kolumn, gdzie w jednej znajduje się silnie kwaśny kationit pracujący w cyklu wodorowym, a w drugiej anionit, zwykle silnie zasadowy, pracujący w cyklu wodorotlenowym.
Demineralizacja może też mieć miejsce na złożu mieszanym, czyli specjalnej kombinacji jonitów: silnie kwaśnych kationitów i silnie zasadowych anionitów. Pozwalają usunąć z wody także krzemionkę i rozpuszczony dwutlenek węgla.
Woda demineralizowana odznacza się wysokim poziomem czystości, a usunięcie z niej soli sprawia, że nie pozostawia osadów z kamienia i jest miękka.