Czysta woda na co dzień

„Woda to życie” – to nie popularny slogan, ale fakt związany między innymi z tym, że ludzki organizm składa się w większej części z wody. 70% naszego ciała to właśnie ten płyn, którego nie może zabraknąć i którego jakość musi być na odpowiednim poziomie.

czysta woda na - Czysta woda na co dzieńFot. 2. Jakość wody warto regularnie badać. W tym celu przydatny będzie przyrząd do automatycznego pomiaru: twardości ogólnej, twardości węglanowej, wartości -m (kwasowości) lub zasadowości poprzez regularnie wykonywane analizy kolorymetryczne za pomocą indykatorów o określonym zakresie pomiarowym.

Czystość wody, jej skład chemiczny i biologiczny przekłada się na funkcjonowanie organizmu ponieważ wraz z nią dostarczamy całej masy substancji, które są niezbędnie do życia, ale również i te, które są dla nas szkodliwe. Jak zatem zadbać o właściwy skład wody? Do tego służą urządzenia odpowiedzialne między innymi za odkamienianie, odżelaźnianie i usuwanie szkodliwych mikroorganizmów.

Oprócz nawadniania wewnętrznego nasze ciało potrzebuje też wody na zewnątrz. Podczas codziennej toalety można się przekonać jak jakość wody wpływa na skórę. „Twarda” woda powoduje, że staje się szorstka i sucha, mogą wystąpić podrażnienia. Woda o niekorzystnym składzie mikrobiologicznym może powodować różnego typu schorzenia dermatologiczne. Pomijamy tu oczywiste uwagi na temat smaku i zapachu cieczy, które są najszybciej zauważalną cechą pogorszenia się jej jakości.

reklama

Organizm ludzki jest najdoskonalszą maszyną, działa perfekcyjnie, jeśli zapewni mu się optymalne warunki. Doświadczenia z funkcjonowania naszego ciała, można, choć na pierwszy rzut oka wydaje się to dość dziwne, porównać do działania różnych innych urządzeń. Te najbardziej skomplikowane technologicznie i elektronicznie są tak samo wrażliwe na niekorzystne warunki jak człowiek. Jako przykład, związany z tematem wody, niech posłużą nam skutki korzystania z wody zbyt bogatej w jony wapnia i magnezu. Twarda woda powoduje osadzanie się kamienia. Nieszczęśnicy, którzy poczuli jego obecność w nerkach wiedzą, że nie jest to nic wesołego. Natomiast dla urządzeń grzewczych, czy sprzętów AGD takich jak pralka lub zmywarka kamień jest zabójczy. Może doprowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń. Ponadto, osadzanie się kamienia na elementach, na przykład systemów grzewczych, prowadzi do zmniejszonej wydajności instalacji i zwiększonych wydatków energetycznych. Dodatkowo wszelkie zanieczyszczenia mechaniczne mogą spowodować awarię różnych turbin czy wirników. Stosowanie więc filtrów i stacji uzdatniania wody uzasadnione jest nie tylko ze względów smakowych i zdrowotnych, ale również z uwagi na oszczędności wynikające z bezawaryjnej i efektywnej pracy urządzeń i instalacji. Przyjrzyjmy się więc (tab. 1) najczęściej stosowanym sposobom oczyszczania wody.

czysta woda na 1 - Czysta woda na co dzieńFot. 1. Stacje uzdatniania wody Aquahome to urządzenia najnowszej generacji, dzięki którym można skutecznie wyeliminować problem twardej wody. Dzięki unikalnemu monosferycznemu złożu filtracyjnemu przydatności sprzętu AGD może ulec wydłużeniu do 15 lat, a wydajność wzrosnąć o 10%.
Tab. 1 Metody uzdatniania wody
Wskaźnik jakości wody Metoda uzdatniania wody
Mętność filtracja na węglu aktywnym, flokulacja + filtracja
Barwa filtracja na węglu aktywnym, flokulacja + filtracja
Zapach filtracja na węglu aktywnym, napowietrzanie, flokulacja + filtracja
Odczyn korekta PH
Twardość ogólna zmiękczanie, odwrócona osmoza
Żelazo ogólne odżelazianie
Mangan odmanganianie
Chlor filtracja na węglu aktywnym
Chlorki demineralizacja
Amoniak chlorowanie + filtracja na węglu aktywnym, ozonowanie, odwrócona osmoza
Azotyny ozonowanie, chlorowanie
Azotany wymiana jonowa, odwrócona osmoza
Siarczany wymiana jonowa, odwrócona osmoza
Dwutlenek węgla wolny napowietrzanie, odkwaszanie, alkalizacja
Utlenialność filtracja na węglu aktywnym, ozonowanie + filtracja na węglu aktywnym, chemiczne utlenianie + filtracja
Wapń wymiana jonowa, odwrócona osmoza
Magnez wymiana jonowa, odwrócona osmoza
Węgiel organiczny filtracja na węglu aktywnym, ozonowanie + filtracja na węglu aktywnym
Krzemionka odwrócona osmoza, wymiana jonowa
Przewodność elektryczna odsalanie, odwrócona osmoza
Bakterie dezynfekcja (promieniowanie UV, chlorowanie, ozonowanie)
czysta woda na 2 - Czysta woda na co dzieńFot. 3. Filtr z odwróconą osmozą i mineralizatorem Onnline. Odwrócona osmoza oczyszcza woda, a mineralizator wody sprawia, że zawiera ona niezbędne do życia minerały. Odwrócona osmoza połączona z systemem filtrów osadowych i aktywnych daje wodę pozbawioną wszelkich zanieczyszczeń. Urządzenie popularne w domach, mieszkaniach, biurachczysta woda na 3 - Czysta woda na co dzieńFot. 4. Urządzenie BWT Woda Pure. Filtr usuwa nieprzyjemne wrażenia smakowe i/lub zapachowe (np. chlor), przebarwienia naturalne oraz w celu zapewnienia odpowiednio wysokiego stopnia higieny. Połączenie filtracji na węglu aktywnym i mikrofiltracji, pozwalającej na zatrzymanie zanieczyszczeń bakteriologicznych. Filtr dodatkowo wyposażony jest w porcję mikrobiocydów na ok. 6 miesięcy.

Filtracja mechaniczna

To najprostszy i zarazem najpopularniejszy rodzaj filtracji, którego celem jest usunięcie zanieczyszczeń stałych takich jak na przykład piasek, czy fragmenty korodującej instalacji. Zastosowane filtry wyłapują z wody cząstki o średnicy d>0,1μm. Stosowane materiały filtracyjne są bardzo różne, do najczęściej stosowanych należą: piasek kwarcowy, antracyt, węgiel aktywny, granit oraz tworzywa sztuczne o gęstości mniejszej niż gęstość wody. Od jakości czynnika filtracyjnego (w tym uziarnienia) i grubości jego warstwy zależy skuteczność urządzenia.

Tab. 2 Wymagania fizyczne, jakim powinna odpowiadać woda przeznaczona do spożycia przez ludzi [1]
barwa 15
mętność [NTU] 1
przewodność [mS/cm w 20°C] 2500*
smak akceptowalny
zapach akceptowalny
*wartość powinna być uwzględniana przy ocenie agresywności korozyjnej

Filtracja na węglu aktywnym

Nieprzyjemny smak i zapach wody może popsuć najbardziej wyjątkową potrawę, a jej nienaturalna żółta barwa zniechęcić do codziennej toalety. Dlatego powstały jedne z prostszych w montażu i użytkowaniu filtry z wkładem z węgla aktywnego. Są to urządzenia dedykowane do niewielkich instalacji, montowanych najczęściej narurowo na instalacji doprowadzającej wodę, np. pod zlewozmywakiem lub na wylewce kranu. Filtry tego typu dedykowane do instalacji o większych wydajnościach oferowane są w formie zbiorników ciśnieniowych wypełnionych węglem aktywnym. Stosowana w filtrach substancja filtrująca, węgiel aktywny, skutecznie usuwa chlor i jego związki, fenol oraz niektóre metale. Oczyszczanie cieczy polega na wiązaniu, na skutek reakcji fizyczno-chemicznych, niepożądanych zanieczyszczeń na powierzchni adsorbenta jakim jest w tym przypadku węgiel aktywny. Wybierając model urządzenia warto zwrócić uwagę na parametry wpływające na skuteczność oczyszczania, czyli na: pojemność adsorpcyjną węgla aktywnego, jego wielkość powierzchni właściwej, wielkość i rozkład porów, chemiczną strukturę powierzchni i uziarnienie. Oczyszczanie na węglu aktywnym należy poprzedzić filtrowaniem mechanicznym.

Odżelaźnianie i odmanganianie

Mętna woda i doprowadzające każdą gospodynię do szału rdzawe zacieki na urządzeniach sanitarnych i świeżo upranej bieliźnie to sygnał, że woda zawiera jony żelaza. Wysokie stężenie żelaza, nie tylko wpływa na wygląd łazienki, ale ma szkodliwy wpływ na wiele procesów produkcyjnych. Gdy jego zawartość przekracza 0,2 mg/l konieczne jest zastosowanie specjalnych filtrów. Odżelaźnianie najczęściej odbywa się poprzez wytrącanie żelaza z wody na skutek napowietrzania oraz filtrację lub podczas reakcji chemicznych. Aby skutecznie usunąć żelazo z wody trzeba doprowadzić do utlenienia jonów Fe(II) do Fe(III) i usunięcia, poprzez filtrację na złożu pośpiesznym, wytrąconych związków Fe(OH)3. Proces technologiczny usuwania związków żelaza przedstawia się następująco:

  • napowietrzanie wody surowej,
  • edymentacja (przy dużych ilościach Fe(OH)3,
  • odżelazianie (filtracja na odpowiednim rodzaju złoża),
  • dezynfekcja.
czysta woda na 4 - Czysta woda na co dzieńFot. 5. Filtr Aquacarbon pomoże pozbyć się zapachu chloru i poprawi wygląd i smak wody. Zawiera specjalne złoża, które eliminują nieprzyjemny zapach chloru oraz poprawiają wygląd i smak wody. Podobnie jak w przypadku stacji Aquahome, filtr Aquacarbon jest kompletnie wyposażony w zawór obejścia i wąż do odprowadzania popłuczyn..

W ten sposób otrzymujemy bezbarwną wodę pozbawioną smaku i zapachu. W oparciu o podobny schemat usuwany jest z zanieczyszczonej wody mangan, którego ilość w wodzie przeznaczonej do celów przemysłowych nie może przekraczać 0,1 mg/l.

Zmiękczanie

Twarda woda to powolna trucizna dla urządzeń cieplnych. Osadzający się w instalacji kamień kotłowy może doprowadzić nie tylko do uszkodzenia kotłów grzewczych, ale również grzałek w pralkach, czy zmywarkach. Dodatkowo wytrącające się osady na armaturze sanitarnej, skutecznie zmniejszają jej estetykę i trwałość. Twarda woda wymaga też stosowania większej ilości detergentów do prania i zmywania. Za takie zjawiska odpowiedzialna jest obecność w wodzie jonów wapnia i magnezu, żelaza, glinu, manganu oraz kationów metali ciężkich. Maksymalna, dopuszczalna wartość węglanu wapnia w wodzie zależy od klasy jej czystości:

  • I klasa czystości – 350 mg/l CaCO3
  • II klasa czystości – 550 mg/l CaCO3
  • III klasa czystości – 700 mg/l CaCO3.

Twardość wody można rozdzielić na wapniową i magnezową. Ze względu na rodzaj anionów towarzyszących tym kationom, twardość ogólna jest sumą twardości węglanowej (spowodowana obecnością rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów, węglanów i wodorotlenków wapnia i magnezu) i niewęglanowej (spowodowana obecnością w wodzie chlorków, siarczanów i krzemianów wapnia i magnezu).

Twardość ogólna = twardość węglanowa + twardość niewęglanowa

Zmiękczanie wody polega na usuwaniu twardości na drodze wymiany jonowej. Twardość ogólna jest usuwana na kationicie silnie kwaśnym w cyklu sodowym. Podczas przepływu przez żywicę jonowymienną jony wapnia (Ca2+) i magnezu ( Mn2+) wymieniane są na jony sodu (Na2+). Wymiana jonowa przebiega zgodnie z reakcjami:

  • 2KtNa + Ca(HCO3)2 Kt2Ca + 2NaHCO3,
  • 2KtNa + Mg(HCO3)2 Kt2Mg + 2NaHCO3,
  • 2KtNa + CaCl2 Kt2Ca + 2NaCl,
  • 2KtNa + MgSO4 Kt2Mg + Na2SO4

kationity (Kt) – wymieniające kationy [2].

czysta woda na 5 - Czysta woda na co dzieńFot. 6. Urządzenie do demineralizacji wody metodą odwróconej osmozy PROFIL V, przeznaczone do odsalania klarownej, pozbawionej żelaza i manganu wody pitnej lub procesowej (stopień odsolenia 90 – 95%). Różnorodne zastosowanie.

Używając popularnego języka, zmiękczanie wody, to nic innego jak usuwanie, na zasadzie wymiany jonowej, kationów powodujących osadzanie się kamienia. Rozpuszczone w wodzie jony wapnia i magnezu wychwytywane są w kolumnie zmiękczacza w czasie przepływu wody przez złoże. Woda poddawana procesowi zmiękczania powinna być wstępnie oczyszczona z zawartości zanieczyszczeń mechanicznych, żelaza i manganu, w przeciwnym razie na żywicy wymieniane będą oprócz jonów powodujących twardość również jony Fe i Mn, przez co zdolność jonowymienna żywicy ulegnie znacznemu zmniejszeniu. Zmiękczacze, jednokolumnowe (z okresowymi przerwami w dostawie wody na czas regeneracji solanki) lub dwukolumnowe (zapewniające nieprzerwaną dostawę wody zmiękczonej) dobiera się biorąc pod uwagę zdolności jonowymienne urządzenia, tj. iloczyn trzech następujących wartości:

  • twardości wody surowej [od];
  • przepływu hydraulicznego [m3/h];
  • czasu tworzenia się solanki potrzebnej do regeneracji żywicy jonowymiennej.

Przy stosowaniu tej metody zmiękczania wody należy pamiętać, że zdolność jonowymienna złoża co jakiś czas traci swoje właściwości. Kiedy złoże zostanie wyczerpane konieczna jest jego regeneracja za pomocą, np. soli kuchennej lub dedykowanych preparatów.

Tab. 3 Skala twardości wody
Stopień twardości Skala twardości wody zawartość CaCO3 [mg/l]
0 – 5 bardzo miękka 0 – 90
5 – 10 miękka 90 – 180
10 – 15 średniej twardości 180 – 270
15 – 20 znacznej twardosci 270 – 360
20 – 30 twarda 360 – 450
> 30 bardzo twarda > 450

Odwrócona osmoza

czysta woda na 6 - Czysta woda na co dzieńRys. 1. Schemat funkcjonowania osmozy odwróconej.

Odwrócona osmoza połączona z systemem filtrów osadowych i aktywnych daje wodę pozbawioną zanieczyszczeń. Proces ten, nazywany membranowym, polega na odseparowaniu na poziomie molekularnym lub jonowym wody od rozpuszczonych w niej substancji. Głównym elementem urządzenia jest półprzepuszczalna membrana, przez którą mogą przeniknąć jedynie cząsteczki wody. Cały proces filtracji oparty jest na zasadzie wyrównania stężenia między dwoma zbiornikami z cieczą o większym i mniejszym stężeniu. Pod wpływem ciśnienia woda przechodzi przez membranę z roztworu o większym stężeniu do roztworu o mniejszym stężeniu. Proces ten zachodzi do momentu osiągnięcia równowagi osmotycznej między dwoma płynami, co w efekcie sprawia, że woda zostaje trwale oddzielona od zanieczyszczeń, które są odprowadzane do ścieków. Taki sposób filtracji wody sprawia, ze zostaje ona całkowicie zdemineralizowana. Taka woda nie nadaje się do spożycia, dlatego jako uzupełnienie filtracji do celów spożywczych zaleca się montaż mineralizatorów, które wzbogacą wodę o zdrowe, niezbędne elementy. Zwolennicy metody odwróconej osmozy przekonują jednak, że urozmaicona dieta jest wystarczająca, by zapewnić organizmowi niezbędną ilość minerałów. Woda oczyszczona w tym procesie nadaje się do picia bez przegotowania i nie pozostawia osadu kamiennego na naczyniach i urządzeniach domowych i, jak zapewniają producenci filtrów, można nią nawet płukać soczewki kontaktowe.

redakcja

Literatura:
[1] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 19 listopada 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. (Dz. U. Nr 203, poz. 1718). Załącznik
[2] http://waterservice.pl/technologie_i_urzadzenia. html
UDOSTĘPNIJ
Poprzedni artykułChłodzenie pompą ciepła
Następny artykułTest dalmierza laserowego GLM 80 Professional

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here